王 立， 司曉靜， 錢海峰， 李 言， 張 暉， 齊希光

（江南大學(xué) 食品學(xué)院，江蘇 無(wú)錫214122）

阿拉伯木聚糖（arabinoxylan，AX），也稱戊聚糖，是一種存在于谷物中的非淀粉多糖，其含量雖低卻是細(xì)胞壁的重要功能組分[1]。 阿拉伯木聚糖主要分布在谷物胚乳及糊粉層細(xì)胞壁、麥麩組織和一些谷物的外殼中。 由于谷物種屬差異和種植條件的不同，阿拉伯木聚糖的含量、分布甚至結(jié)構(gòu)方面都具有差異性[2-3]。

阿拉伯木聚糖，是由β-1，4 糖苷鍵連接的線性木聚糖骨架組成的雜多糖，其中α-L 阿拉伯呋喃糖單元通過α-1，3 和/或α-1，2 糖苷鍵連接到該骨架上，部分為C（O）-3 位的單取代，部分為C（O）-2 位和C（O）-3 位的雙取代[4]。阿拉伯糖側(cè)鏈的數(shù)目和位置隨谷物種類及品種而變化，主鏈上的取代模式?jīng)Q定了AX 的理化性質(zhì)[5]。部分AX 鏈上還連接有少量其他側(cè)鏈殘基，如六碳糖、葡萄糖醛酸、阿魏酸等。根據(jù)阿拉伯木聚糖在水中溶解度的不同，一般將其分為水溶性阿拉伯木聚糖 （water-extractable arabinoxylan，WEAX） 和水不溶性阿拉伯木聚糖（water- unextractable arabinoxylan，WUAX），兩者取代基和相對(duì)分子質(zhì)量不同，通常后者的取代基數(shù)目與相對(duì)分子質(zhì)量大于前者[6-7]。 在谷物細(xì)胞壁中，WUAX 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常高于WEAX[8]。

目前，常用的阿拉伯木聚糖來源有麩皮、啤酒糟、玉米芯和甘蔗渣等原料[9-11]，常用的提取分離方法有水提法[12]、酸堿溶劑提取法[13-14]、酶解提取法[15]、機(jī)械輔助提取法[16-17]等。 由于原料中一般含有淀粉和蛋白質(zhì)等組分，提取過程中需利用蛋白酶和淀粉酶進(jìn)行除雜處理，也可采用靜電分離等純化方法得到純度較高的AX[18-21]。 不同的生產(chǎn)原料和提取方法對(duì)AX 的溶解性、聚合度、相對(duì)分子質(zhì)量、側(cè)鏈取代模式以及純度影響較大[22-25]。

阿拉伯木聚糖是谷物中非淀粉多糖的主要成分，作為一種重要的膳食纖維，具有多種生理活性，包括調(diào)節(jié)腸道菌群[26]、促進(jìn)腸道健康[27-28]、調(diào)節(jié)血糖和血脂水平[29-30]、減少膽固醇吸收[31]、調(diào)節(jié)代謝[32-34]、抗氧化[35-36]、抗炎[37]、提高免疫[38-39]等。 同時(shí)，AX 特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，對(duì)谷物食品的加工（如面團(tuán)的加工特性）也有較大的影響，對(duì)谷物食品的最終品質(zhì)（如質(zhì)構(gòu)、感官、營(yíng)養(yǎng)等）也有較大影響[40-41]。

作者介紹了阿拉伯木聚糖在谷物食品加工中的應(yīng)用，包括其在面團(tuán)加工和后續(xù)產(chǎn)品加工過程中的作用，并對(duì)其作用機(jī)制進(jìn)行了分析。 最后，分析了阿拉伯木聚糖對(duì)谷物食品品質(zhì)的影響，以期為高品質(zhì)高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的谷物食品提供依據(jù)。

1 阿拉伯木聚糖對(duì)谷物產(chǎn)品加工特性的影響

1.1 在面團(tuán)加工中的作用及其機(jī)理

1.1.1 面團(tuán)特性的變化阿拉伯木聚糖具有較高的水分結(jié)合能力[42]、黏度[43]以及氧化膠凝的能力[44-45]，這些特性都會(huì)對(duì)面團(tuán)的吸水、混合和流變性能有所改善。 研究表明，在面團(tuán)中添加WEAX 可以改變面團(tuán)的黏彈性并提高面團(tuán)的持水力，且成正比關(guān)系[46]。經(jīng)木聚糖酶處理后，面團(tuán)吸水率呈下降趨勢(shì)，主要原因是木聚糖酶將AX 水解成小分子的寡糖， 這些寡糖結(jié)合水的能力弱于相對(duì)分子質(zhì)量更大的AX，從而導(dǎo)致持水性下降[47]。 Guo 等人[48]研究發(fā)現(xiàn)，與高相對(duì)分子質(zhì)量的AX 相比， 水解后低相對(duì)分子質(zhì)量的AX 可以通過降低與其他面團(tuán)成分對(duì)水分的競(jìng)爭(zhēng)，促進(jìn)小麥面團(tuán)形成更致密、更連續(xù)的面筋網(wǎng)絡(luò)，表現(xiàn)出更好的面團(tuán)加工特性。

在面團(tuán)中添加阿拉伯木聚糖，可以改善面團(tuán)的拉伸強(qiáng)度和延展性[49]，也可以延長(zhǎng)面團(tuán)形成時(shí)間，增加面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間，提高面團(tuán)的抗剪切性能[50]。研究表明，添加小麥麩皮后，冷凍面團(tuán)的拉伸性、延展性和黏彈性得到較好的改善，能有效防止冷凍貯藏中面團(tuán)體積的變化，且面團(tuán)中的自由水含量減少，流動(dòng)性降低[51]，主要原因是小麥麩皮中所含的非淀粉多糖（主要是AX）具有較強(qiáng)的持水能力，能有效結(jié)合水分子，減少冰晶的形成從而防止其對(duì)面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)的破壞[52]。

阿拉伯木聚糖的添加還可增加發(fā)酵面團(tuán)的持氣性和穩(wěn)定性， 發(fā)酵面團(tuán)可以看作是淀粉-面筋黏彈性基質(zhì)、氣室和在氣泡之間形成液膜的液相共同組成的三相介質(zhì)，液相含有多種化合物，例如蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和多糖[53]。 面團(tuán)中的WEAX 可溶解在此液相中，增大此液相的黏度，從而穩(wěn)定面團(tuán)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)生面團(tuán)的穩(wěn)定性和持氣性。Wang 等人[54]發(fā)現(xiàn)新鮮黑麥面團(tuán)在添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的WEAX 后具有更大的氣室總體積、更高的氣室密度和更低的平均氣室體積。 D?ring 等人[55]研究不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的堿提AX 對(duì)小麥和黑麥面團(tuán)蛋白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.5%的堿提AX 可以幫助蛋白質(zhì)形成更擴(kuò)散和更廣的分布結(jié)構(gòu)， 而質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于5.0%則會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。

關(guān)于阿拉伯木聚糖對(duì)于面團(tuán)特性及其產(chǎn)品的影響仍存在不同觀點(diǎn)，主要可能是由于實(shí)驗(yàn)所用面粉不同、 所用AX 結(jié)構(gòu)不同以及實(shí)驗(yàn)方法不同。 總之，已有的研究表明了WEAX 對(duì)面團(tuán)的加工特性具有正面改善作用，而WUAX 對(duì)面團(tuán)加工具有一定的負(fù)面作用， 但若對(duì)WUAX 進(jìn)行化學(xué)改性或酶解，可改善其負(fù)面作用[41，56-57]。

1.1.2 阿拉伯木聚糖對(duì)面團(tuán)作用的機(jī)制阿拉伯木聚糖對(duì)面團(tuán)的作用一方面是基于其獨(dú)特的氧化膠凝能力。 AX 在面團(tuán)中與其他成分競(jìng)爭(zhēng)性吸收水分，使面團(tuán)的持水性和面團(tuán)形成時(shí)間增加[46，58]。 同時(shí)，在自由基存在時(shí)，AX 被氧化形成凝膠，大幅度提高其水合能力[59]，持水能力得到顯著提升[60]。 可通過阿魏酸二聚反應(yīng)形成氧化凝膠的WEAX 可能是面團(tuán)黏度變化的一個(gè)重要原因[61]。 氧化膠凝的能力取決于AX、阿魏酸以及氧化劑的含量。 但在較高的交聯(lián)度下，分子溶脹受到阻礙，凝膠的持水性會(huì)下降[62]。

另外，阿拉伯木聚糖凝膠在剪切力的作用下顯示出剪切變稀的性質(zhì)[23]，這也是面團(tuán)在過強(qiáng)的攪拌下吸水能力降低的原因之一。 Bender 等人[57]發(fā)現(xiàn)氫氧化鈣提取的AX 對(duì)無(wú)麩質(zhì)面糊的流變性能的改善作用強(qiáng)于WEAX，且在加入氧化劑后改善作用更加明顯， 可能是由于經(jīng)氫氧化鈣提取的AX 的結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、吸水性更強(qiáng)，在氧化劑的作用下可以形成更緊密的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，增大了面團(tuán)的稠度。

阿拉伯木聚糖對(duì)面團(tuán)的影響也來源于AX 與面團(tuán)基質(zhì)（主要是面筋蛋白）的相互作用。 谷物面團(tuán)的黏性、彈性等流變學(xué)行為通常取決于攪拌過程中形成的連續(xù)面筋網(wǎng)絡(luò)[63-64]。 大量研究表明：AX 不僅顯著影響面筋的性質(zhì)，而且對(duì)谷蛋白和谷蛋白聚合物的組成和流變特性也有影響[65]，但對(duì)其作用機(jī)制的理解還沒有形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。 高質(zhì)量分?jǐn)?shù)的AX 會(huì)干擾面團(tuán)形成過程中蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的形成，主要體現(xiàn)在面筋膨脹性和面筋生成量的下降。 D?ring 等人[66]發(fā)現(xiàn)黑麥WUAX 會(huì)包圍蛋白質(zhì)，阻礙黑麥蛋白之間的交聯(lián)，對(duì)蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)形成負(fù)面影響。 Michniewics等人[67]認(rèn)為，WEAX 會(huì)積極參與面團(tuán)形成過程中，并與面筋相互作用，從而改善面包加工特性。

Wang 等人[68]的研究結(jié)果顯示，WUAX 的顆粒特性可直接影響蛋白質(zhì)間的相互作用，且通過與面團(tuán)基質(zhì)爭(zhēng)奪水分間接影響面筋的生成，進(jìn)而影響小麥面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)的形成，這種負(fù)面作用可以通過在面團(tuán)攪拌過程中加入更多質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的NaCl 溶液和延長(zhǎng)攪拌時(shí)間來改善，但不能完全抵消。 添加木聚糖酶也可以有效地抵消以上負(fù)面影響。 Wang 等人[68]推測(cè)，WUAX 一方面可以形成物理屏障，其高黏度抵消了蛋白質(zhì)顆粒之間的吸引力從而直接干擾面筋蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的形成過程，另一方面阿魏酸氧化膠凝形成凝膠網(wǎng)絡(luò)，控制蛋白質(zhì)顆粒間的聚集從而影響面筋產(chǎn)量，對(duì)蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的形成產(chǎn)生負(fù)面影響。

Wang[69]認(rèn)為阿拉伯木聚糖通過與蛋白共價(jià)交聯(lián)，影響面筋網(wǎng)絡(luò)的流變特性。 Buksa 等人[70]發(fā)現(xiàn)在面團(tuán)攪拌時(shí)形成了AX 共聚物和AX-蛋白復(fù)合物，并在發(fā)酵過程中繼續(xù)形成。與此相反，Hilhorst 等人[71]在小麥面團(tuán)中沒有發(fā)現(xiàn)AX 與蛋白質(zhì)交聯(lián)，Labat 等人[72]通過SDS-PAGE 方法也沒有檢測(cè)到共價(jià)AX 蛋白質(zhì)復(fù)合物的出現(xiàn)。因此，在AX 上的阿魏酸殘基是否與蛋白質(zhì)之間發(fā)生共價(jià)相互作用的問題，目前仍存在爭(zhēng)議。

1.2 在面制品后續(xù)加工中的作用及其機(jī)制

1.2.1 阿拉伯木聚糖對(duì)面制品后續(xù)加工的影響在面團(tuán)形成后加工的過程中，各種工序都會(huì)對(duì)其中阿拉伯木聚糖的功能性質(zhì)造成影響，進(jìn)而改變其加工特性。如混合攪拌過程中AX 的氧化交聯(lián)，發(fā)酵過程中AX 的酶解及酸解， 焙烤過程中AX 的熱分解等反應(yīng)導(dǎo)致AX 溶解度、交聯(lián)度的變化，都會(huì)對(duì)最終產(chǎn)品質(zhì)量及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值造成影響[73-76]。 AX 的高持水性、高黏度以及氧化膠凝能力，對(duì)以軟質(zhì)小麥粉為原料的面制品（餅干、蛋糕）的后續(xù)加工有較大的影響[77]。 AX 增加了面糊的持氣性，增大了最終產(chǎn)品的體積，但同時(shí)使面糊的黏附性增加，不利于面糊的擴(kuò)散，影響餅干等產(chǎn)品的直徑。 面糊的可塑性降低，也可能導(dǎo)致表面裂紋的產(chǎn)生[61]。 Boskov Hansen 等人[78]發(fā)現(xiàn)面團(tuán)混合后，總AX 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降了21%，主要是WEAX 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的下降。

阿拉伯木聚糖的添加可以影響面團(tuán)的糊化特性。Saeed 等人[50]發(fā)現(xiàn)AX 添加到各個(gè)品種的小麥面團(tuán)中均可提高其成糊溫度和峰值溫度，其影響程度隨AX 添加量的增加而增大， 且對(duì)峰值溫度的影響大于對(duì)成糊溫度的影響。 Ahmad[47]發(fā)現(xiàn)將木聚糖酶加入小麥面團(tuán)中后提高了其成糊溫度，推測(cè)木聚糖酶的加入將大分子的AX 分解成低聚糖和單糖，阻礙淀粉顆粒的膨脹，影響淀粉的糊化，從而提高了面團(tuán)成糊溫度。

Kiszonas 等人[79]分析了全麥面粉和精制面粉所制作的面包在焙烤前后總阿拉伯木聚糖和水溶性阿拉伯木聚糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化， 發(fā)現(xiàn)焙烤后總AX質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈上升趨勢(shì)， 可能是由于熱處理使AX 與面粉中其他組分間的共價(jià)鍵水解，導(dǎo)致可被檢測(cè)的總AX 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加。 同時(shí)，焙烤后WEAX 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈下降趨勢(shì)，推測(cè)可能是氧化交聯(lián)導(dǎo)致其質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降。

Knez 等人[80]研究發(fā)現(xiàn)未添加酵母的面包中總阿拉伯木聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)在焙烤前后沒有顯著差異，且AX 質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于添加酵母制作的發(fā)酵面包；同時(shí)， 他們發(fā)現(xiàn)黑麥面包不同部位的總AX 質(zhì)量分?jǐn)?shù)也沒有顯著差異， 而發(fā)酵面包的面包頂部的AX 質(zhì)量分?jǐn)?shù)略低于面包中心和面包側(cè)面AX 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)， 這可能是由于頂部接受更多熱量，AX 發(fā)生了熱分解。

Wang 等人[54]發(fā)現(xiàn)在面團(tuán)中添加水溶性阿拉伯木聚糖能抑制冷凍貯藏過程中冰晶的形成，且隨著WEAX 添加量的提高，形成的冰晶逐漸減少且酵母的活力得到了更好地保存。 添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的WEAX 后，新鮮面團(tuán)的產(chǎn)氣能力提高，這可能與酵母對(duì)WEAX 的代謝有關(guān)。

1.2.2 阿拉伯木聚糖在后續(xù)加工中的作用機(jī)制添加水溶性阿拉伯木聚糖會(huì)增加面筋和氣室之間的液相黏度， 對(duì)面團(tuán)結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性產(chǎn)生積極影響。 AX 保護(hù)面團(tuán)中蛋白質(zhì)泡沫免受熱破壞的能力和持氣性，與AX 黏度以及成膜性有關(guān)。 AX 的高黏度會(huì)增加氣室周圍面筋-淀粉膜的強(qiáng)度和彈性，從而減緩烘烤過程中面團(tuán)內(nèi)二氧化碳的擴(kuò)散速度，形成較大的面包體積和較好的氣孔結(jié)構(gòu)[40]。AX 對(duì)面包體積的影響可以通過面團(tuán)中AX 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來控制， 高于AX 的最佳使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)將導(dǎo)致面團(tuán)黏度的增加，減小最終產(chǎn)品的體積。 能夠最大限度提高面包體積的AX 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)， 取決于面粉的性質(zhì)和AX 本身的相對(duì)分子質(zhì)量。

發(fā)酵過程中的酸解和酶解會(huì)導(dǎo)致水溶性阿拉伯木聚糖平均相對(duì)分子質(zhì)量的降低甚至脫支化。WEAX 的脫聚合與面團(tuán)水化能力和水相黏度的降低有關(guān)。適度的AX 脫聚合可能有利于面包的質(zhì)量，因?yàn)樗鰪?qiáng)了面團(tuán)的彈性，在最佳持氣性下可以增加面包的體積。 但是，AX 的高強(qiáng)度脫聚合使水相黏度降低，會(huì)顯著降低面團(tuán)的氣體保持能力，從而導(dǎo)致面包體積的減小。從面包的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值來看，WEAX的解聚可以提高面包的益生元潛力。 然而，WEAX水解后，相對(duì)分子質(zhì)量降低，會(huì)導(dǎo)致面包提取物黏度降低[74]，會(huì)減弱黑麥面包在降低人體血糖和血漿膽固醇方面的有效性，這可能與黑麥面包食用后消化道上部食糜黏度降低有關(guān)。

Buksa 等人[70]對(duì)含有2種或3種成分（阿拉伯木聚糖、淀粉和蛋白質(zhì)）的特殊改性面團(tuán)進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)其發(fā)酵過程中AX 發(fā)生水解；同時(shí)，這些短鏈發(fā)生了聚合和交聯(lián)反應(yīng)， 這可能導(dǎo)致更長(zhǎng)的AX 鏈和更高相對(duì)分子質(zhì)量的AX 配合物的出現(xiàn)。 在發(fā)酵過程中，如果面團(tuán)中有兩種成分組成，即不含蛋白質(zhì)，則AX 會(huì)發(fā)生交聯(lián)和聚集， 主要體現(xiàn)在未改性AX中。 另一方面，對(duì)于三組分面團(tuán)，AX 的交聯(lián)聚集主要體現(xiàn)在未改性AX 中。 同時(shí)，大量的水解AX 分子與蛋白質(zhì)產(chǎn)生較強(qiáng)的相互作用，阻礙了蛋白質(zhì)在發(fā)酵過程中的解聚。

2 阿拉伯木聚糖對(duì)谷物產(chǎn)品品質(zhì)的影響

2.1 產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)

阿拉伯木聚糖對(duì)產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)的影響，已有較多報(bào)道，結(jié)果也呈現(xiàn)多樣化，綜合分析可歸因于以下幾個(gè)方面的差異：AX 的分離方法、純度、添加量、以及谷物品種和加工方式[56]。AX 對(duì)烘焙發(fā)酵食品的積極影響包括黏度的增加、面團(tuán)持氣性的增強(qiáng)、保水能力的增強(qiáng)以及紋理的改善等。 這些影響通常與AX的相對(duì)分子質(zhì)量、半柔性線性構(gòu)型、阿魏酸含量有關(guān)。 在小麥面團(tuán)中，麥膠蛋白和麥谷蛋白是已知的蛋白質(zhì)組分，它們可以通過二硫鍵和分子間非共價(jià)相互作用形成連續(xù)的蛋白質(zhì)基網(wǎng)絡(luò)。 黑麥面團(tuán)中所含蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)不同于小麥面粉，只能形成有限的蛋白質(zhì)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)[55]，所以AX 對(duì)小麥面包和黑麥面包品質(zhì)的影響不同[66]。

面團(tuán)的持水性對(duì)烘焙產(chǎn)品的品質(zhì)影響較大，阿拉伯木聚糖的高吸水性使面包的含水率提高，水在面筋-淀粉復(fù)合基質(zhì)中起增塑劑的作用， 能夠降低最終產(chǎn)品的剛性。同時(shí)，在面團(tuán)中添加AX 可以提高支鏈淀粉的凝膠緊實(shí)率和鏈有序度， 增加面包體積，改善面包芯的質(zhì)地。 AX 的相對(duì)分子質(zhì)量顯著影響面包芯的含水率， 高相對(duì)分子質(zhì)量的AX 更利于保留面包中的水分。

也有報(bào)道顯示，阿拉伯木聚糖的高持水特性會(huì)影響面團(tuán)中的其他成分（淀粉及蛋白質(zhì)）的水分利用率，面團(tuán)的高含水量還會(huì)稀釋面筋，可能會(huì)影響面包的最終物理特性（如體積）。Ahmad[47]發(fā)現(xiàn)將AX酶解可以顯著提升面包的品質(zhì)。 木聚糖酶以內(nèi)、外方式破壞AX 主鏈上的糖苷鍵， 減少了干擾面筋網(wǎng)絡(luò)形成的WUAX 的含量，面筋生成量增加，制作的面包體積更大、面包芯結(jié)構(gòu)更好。 木聚糖酶能促進(jìn)面筋網(wǎng)絡(luò)的形成，但是過量的木聚糖酶會(huì)使聚合物過度水解，分子聚合度顯著減小，造成面包品質(zhì)的下降。

Buksa 等人[46]發(fā)現(xiàn)在兩種黑麥粉制作的黑麥面團(tuán)中加入未改性的、交聯(lián)的或水解的阿拉伯木聚糖均能增加面團(tuán)的含水量， 水解AX 對(duì)于面團(tuán)的改善作用大于未改性AX，而交聯(lián)AX 增加面團(tuán)的硬度和黏附性的程度大于未改性AX，不利于面包的制作，添加水解AX 制作的面包具有更大的體積和含水量，面包芯的質(zhì)地也更軟。

采用選擇性強(qiáng)的枯草芽孢桿菌內(nèi)木聚糖酶（Bacillus subtilisendoxylanase，XBS） 和曲霉內(nèi)木聚糖酶（Aspergillus aculeatus endoxylanase，XAA）對(duì)阿拉伯木聚糖進(jìn)行酶解研究，發(fā)現(xiàn)兩者均會(huì)使WUAX溶解度增加， 但不同的是，XBS 增溶的WUAX 主要在混合過程中釋放，相對(duì)分子質(zhì)量較高，使面包體積增加； 而XAA 增溶的WUAX 主要在發(fā)酵過程中釋放，相對(duì)分子質(zhì)量較低，導(dǎo)致面包體積下降。

阿拉伯木聚糖的氧化膠凝特性使其可以作為無(wú)麩質(zhì)面包的天然結(jié)構(gòu)形成劑以改善其結(jié)構(gòu)，改善程度與其結(jié)構(gòu)特性相關(guān)。 將玉米纖維中提取的阿拉伯木聚糖添加到無(wú)麩質(zhì)面粉中制作面包，可以增大面包的比體積和吸水率，能夠減少烘焙過程中的失水率，改善面包的硬度和紋理。

所有質(zhì)量分?jǐn)?shù)水平WEAX 的添加，均可降低意大利面的黏稠度，增大其回彈性。 具有較低水平的阿拉伯糖取代度的WEAX 質(zhì)量分?jǐn)?shù)與煎餅整體體積的增加有關(guān)。 AX 的氧化膠凝化增加了面糊的黏性，使煎餅面糊有更好的持氣性，制作的煎餅具有更大的體積。

2.2 產(chǎn)品感官品質(zhì)

精制面粉制成的面制品通常為白色，當(dāng)富含阿拉伯木聚糖的麥麩、純化或改性的阿拉伯木聚糖等組分加入后，通常會(huì)使最終產(chǎn)品的顏色變深。 考慮到越來越多的消費(fèi)者意識(shí)到由精制面粉制作的面制品營(yíng)養(yǎng)性要低于全麥谷物食品，深色的全麥產(chǎn)品可能會(huì)受到消費(fèi)者的青睞。 對(duì)面筋含量高的面包制作而言，添加了WEAX 的面包含水量更高，可以為其帶來更綿軟的口感。 但AX 的高黏度和氧化交聯(lián)特性可能使面包的面筋網(wǎng)絡(luò)形成受阻，面包的膨脹自由度減小，導(dǎo)致面包體積減小，口感變硬。 但對(duì)于面筋含量低的無(wú)麩質(zhì)面包，AX 的高黏度和氧化交聯(lián)特性使其可以作為天然的膠黏劑和結(jié)構(gòu)形成劑，使無(wú)麩質(zhì)面包具有更好的質(zhì)地、更柔軟的紋理以及更大的比體積。

低添加量的阿拉伯木聚糖能提高面條的蒸煮特性和蒸煮質(zhì)感，使面條更耐煮，顯著促進(jìn)二硫鍵的形成、吸水率的增加以及蒸煮損失率的降低。 同時(shí)也發(fā)現(xiàn)， 高相對(duì)分子質(zhì)量的AX 對(duì)面條的影響優(yōu)于低相對(duì)分子質(zhì)量的AX， 主要原因是高相對(duì)分子質(zhì)量的AX 對(duì)面條保水能力以及二硫鍵形成影響較大。

阿拉伯木聚糖具有減緩面包老化的作用，可以延長(zhǎng)食品保質(zhì)期。 Biliaderis 等人[89]通過測(cè)量面包芯硬度來跟蹤面包老化現(xiàn)象， 研究顯示在7 d 的儲(chǔ)存期內(nèi)，AX 強(qiáng)化的面包芯硬度一直較低。 AX 對(duì)面包芯質(zhì)地的積極影響可能與其提高樣品的含水量有關(guān)，因?yàn)樗鳛槊鎴F(tuán)增塑劑降低了產(chǎn)品的剛性。 另外，阿拉伯木聚糖的抗回生作用取決于面包配方中的AX 的添加量和相對(duì)分子質(zhì)量的大小。

2.3 產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)特性

阿拉伯木聚糖是一種具有多種生理作用的膳食纖維。 阿拉伯木聚糖的添加可減少食品中淀粉的含量，增加食品中半纖維素的含量，降低了食品中可消化性多糖的含量，其抗消化性使產(chǎn)品具有較低的升糖指數(shù)。 WEAX 可以與蛋白質(zhì)發(fā)生共價(jià)交聯(lián)，降低蛋白質(zhì)的消化性。 同時(shí)，阿拉伯木聚糖具有抗氧化特性，在改善食品品質(zhì)的同時(shí)增加了食品的健康功效。

水溶性阿拉伯木聚糖分子間交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使腸胃內(nèi)容物的黏度大大增加， 形成黏性食糜，阻礙腸道機(jī)械攪拌內(nèi)容物的能力，減緩腸道消化酶的消化速度，減慢腸道的流動(dòng)速度，降低人體對(duì)于葡萄糖和脂質(zhì)的消化吸收。 阿拉伯木聚糖不能被小腸中的消化酶水解，到達(dá)結(jié)腸處才可被腸道微生物群發(fā)酵， 產(chǎn)生小分子的阿拉伯木寡糖和低聚木糖，能夠促進(jìn)腸道有益菌的增殖，有利于腸道健康。 非交聯(lián)阿拉伯木聚糖的腸道利用率小于交聯(lián)阿拉伯木聚糖。 阿拉伯木聚糖還可降低血清膽固醇及胰島素水平，對(duì)人體有多種健康效應(yīng)。

3 阿拉伯木聚糖在谷物食品中的應(yīng)用及展望

阿拉伯木聚糖具有高持水性、高黏性以及氧化膠凝性好等功能特性，在改善谷物產(chǎn)品品質(zhì)方面發(fā)揮著獨(dú)特作用。 關(guān)于阿拉伯木聚糖在改善谷物產(chǎn)品品質(zhì)方面已開展了較多研究，并取得了一些有用的研究結(jié)果，但綜合來看，仍存在以下幾個(gè)方面的問題：1）阿拉伯木聚糖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致其作用與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系難以確定；2）不同的制備方法會(huì)使阿拉伯木聚糖的聚合度及阿拉伯糖取代度出現(xiàn)差異，其中機(jī)理有待明確；3）阿拉伯木聚糖側(cè)鏈殘基如阿魏酸殘基的存在及含量對(duì)AX 功能特性的影響還需要進(jìn)一步研究；4）阿拉伯木聚糖在改善谷物產(chǎn)品品質(zhì)的研究大多停留在表觀現(xiàn)象， 雖然對(duì)AX 與面筋蛋白的作用機(jī)理有一些猜想，但并未完全闡明。 因此，建議在今后的研究中可側(cè)重以下幾個(gè)方面：1）深入研究阿拉伯木聚糖的結(jié)構(gòu)，尤其是側(cè)鏈基團(tuán)，明確其有效部位；2）深入研究阿拉伯木聚糖改善谷物產(chǎn)品品質(zhì)的機(jī)理， 尤其是與面筋蛋白的相互作用；3）研究比較不同加工方式對(duì)阿拉伯木聚糖結(jié)構(gòu)的影響，進(jìn)而探究其變化機(jī)理并將其應(yīng)用于最終谷物產(chǎn)品的質(zhì)量改善。