糙米化學組成及其非消化水溶性多醣結構特徵

郭巧妤

doi:10.6342/NTU201603395

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糙米化学组成及其非消化水溶性多醣结构特徵

Chemical Composition and Molecular Characteristics of indigestible Water-Soluble Polysaccharides in Brown Rice

郭巧妤 , 硕士　　导师：吕廷璋　　

繁体中文 DOI： 10.6342/NTU201603395

糙米；游离酚酸；植物固醇；非消化水溶性多醣；促发炎；阴离子交换层析；甘露聚醣； brown rice ； free phenolic acids ； phytosterols ； indigestible water- soluble polysaccharide ； proinflammatory ； anion exchange chromatography column ； mannan

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摘要 │ 参考文献 (170) │ 国际计量

摘要〈TOP〉

糙米为容易取得的全谷食物也是膳食纤维的丰富来源，本研究使用台湾产台稉九号、台南11号及台中籼10号糙米为原料，分析其化学与醣类组成。测定其游离酚酸含量，研究结果显示咖啡酸含量约3.5~4.3 µg/g，绿原酸约14.0~18.9 µg/g，阿魏酸2.93~3.7 µg/g，没食子酸约0.8~0.9 µg/g，对位香豆酸3.0~3.9 µg/g，原儿茶酸约0.6~0.7 µg/g，芥子酸约0.9~3.3 µg/g；植物固醇中之游离态植物固醇主要为β-谷固醇，含量约43~47 mg/100 g，另有34~36 mg/100 g 豆甾醇及15~19 mg/100 g 菜油甾醇，此外结合态固醇中的γ-米糠醇为糙米中的特徵成分之一，含量约37~68 mg/100 g。糙米非消化水溶性多醣 (IDPS) 主要为甘露糖、半乳糖及葡萄糖，以甘露糖含量最多，皆高於70%，其余岩藻糖、鼠李糖、阿拉伯糖及木糖含量皆小於2.5%，另外含有少量酸性糖；甘露糖具有1,2、1,3、1,4、1,6醣苷键，另有2,6与4,6分支并含有大量还原端；葡萄糖具有1,4醣苷键；阿拉伯糖具有1,5醣苷键并含有3,5分支；木糖则有少量1,4、3,4及2,3,4醣苷键；使用LM2、LM5、LM6、LM19、LM20及LM21六种单株抗体进行辨识部位亲合分析此IDPS，结果显示台稉9号、台南11号及台中籼10号中具有阿拉伯半乳聚醣-蛋白质、β-1,4-D-半乳聚醣，此外台稉9号与台中籼10号皆含有β-1,4-甘露寡糖辨识部位，而台南11号与台中籼10号含有无甲酯化及甲酯化homogalacturonan。选定台稉九号糙米进行成分分析及细胞试验，可消化的淀粉含量为76.7%，不可消化的膳食纤维含量为8.0%，包含0.6% 可溶性及7.5% 不可溶膳食纤维；水溶性多醣 (IDPS) 为可溶性膳食纤维中的主要成分，此IDPS在含有转殖萤光酵素之老鼠巨噬细胞RAW 264.7平台分析中，於浓度50与100 g/mL下可活化NF-κB及iNOS的路径表现。推测具有1,2、1,3、1,4、1,6、2,4及4,6键结的甘露聚醣为糙米IDPS中可刺激巨噬细胞的主要多醣。并将台稉9号糙米IDPS藉由阴离子交换层析管柱依多醣所带电荷差异进行划分，各区分皆以甘露糖、葡萄糖及半乳糖为主而甘露糖含量最高，F3区分酸性糖含量最多，并同时存在阿拉伯半乳聚醣与β-1,4-D-半乳聚醣结构位；甘露糖具有1,2、1,3、1,4及1,6键结并具有2,6分支，此外F3及F4亦具有2,4、3,4与4,6分支；葡萄糖具有1,3及1,4键结并具有2,6分支，此外F1亦具有3,4及2,6分支；半乳糖具有1,3及1,6键结，亦有3,6分支；阿拉伯糖具有1,4键结并有3,4分支；木糖主要存在於F4区分。

并列摘要〈TOP〉

Brown rice is easily available whole grain food which is a good source of dietary fiber. In this study use brown rice of Taikeng Nine, Tainan Eleven and Taichung Sen Ten as research materials and analyze its chemical and carbohydrate composition. The results showed that there are about 3.5~4.3 µg/g caffeic acid, 14.0~18.9 µg/g chlorogenic acid, 2.9~3.7 µg/g ferulic acid, 0.8~0.9 µg/g gallic acid, 3.0~3.9 µg/g p-coumaric acid, 0.6~0.7 µg/g protocatechuic acid and 0.9~3.3 µg/g sinapic acid in brown rice. In addition, β-sitosterol, about 43~47 mg/100 g, is the major free form phytosterol in brown rice. Moreover, there are 34~36 mg/100 g stigmasterol and 15~19 mg/100 g campesterol and 37~68 mg/100 g γ-oryzanol which is the one of characteristic component in rice. Water-soluble polysaccharide (IDPS) from brown rice is mainly composed of mannose, galactose and glucose. Mannose over 70% is the most abundant and all of rhamnose, fucose, arabinose and xylose are below 2.5% including little of acidic monosaccharides. In linkage analysis, mannose contain (1,2), (1,3), (1,4), (1,6), (2,6), (4,6) linkage and a lot of terminal, glucose with (1,4) linkage mainly, arabinose with (1,4), (3,4) and (2,3,4) linkage. Use LM2, LM5, LM6, LM19, LM20 and LM21 six kinds of monoclonal antibodies to identify epitopes of the IDPS, showed that Taikeng Nine, Tainan Eleven and Taichung Sen Ten contain arabinogalactan-protein, β-1,4-D-galactan. In addition, Taikeng Nine and Taichung Sen Ten have β-1,4-manno-oligosaccharide recognition site and both of Tainan Eleven and Taichung Sen Ten include methyl-esterified and un-esterified homogalacturonan. Choose Taikeng Nine brown rice to analyze its compositon and perform cell experiment. There are 76.7% digestible starch, 8.0% nondigestible dietary fiber, including 0.6% soluble and 7.5% insoluble dietary fiber. Water-soluble polysaccharide (IDPS) is the main component in soluble dietary fiber and in the analysis of RAW 264.7 macrophages in mice which were transplanted fluorescent enzyme as an immunoassay screening platform, the concentration of 50 and 100 μg / mL would activate the pathway of NF-κB and iNOS expression. Therefore, speculating that mannan with (1,2), (1,3), (1,4), (1,6) and (2,6) linkage in IDPS may be the major polysaccharide which can stimulate macrophages. In addition, separated IDPS from Taikeng Nine by DEAE chromatography, each fraction has mannose, glucose and galactose mainly and the mannose is the highest, and there is the highest acidity sugar content in F3 with arabinogalactan and β-l, 4-D-galactan structure simultaneously; mannose has (1,2), (1,3), (1,4), (1,6) and (2,6) bonds. And F3 and F4 also have (2,4), (3,4) and (4,6) branches; glucose with (1,3) and (1,4) bonds and (2,6) branches, in addition F1 also has (3,4) and (2,6) linkage；galactose with (1,3) and (1,6) bonds and 3,6 branches; arabinose with (1,4) linkage and (3,4) branches; xylose is mainly in F4.

参考文献 ( 170 ) 〈TOP〉

Adom, K. K.; Liu, R. H., Antioxidant Activity of Grains. J. Agric. Food Chem. 2002, 50, 6182–6187.
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