工业大麻籽细胞壁多糖的结构特征：十种栽培品种中线性木聚糖与纤维素的主导作用及其营养应用潜力

为解决工业大麻籽细胞壁多糖组成与结构变异性的研究空白，美国农业部农业研究服务署等机构的研究人员对10个栽培品种（如NWG 2730、Futura 75等）开展系统性分析。通过HPAEC-PAD（高效阴离子交换色谱-脉冲安培检测）、GC-MS（气相色谱-质谱）和NMR（核磁共振）技术，发现其不溶性纤维以纤维素和乙酰化线性木聚糖（2-O-Ac-Xylp/3-O-Ac-Xylp）为主，水溶性多糖则富含阿拉伯半乳聚糖（AGs）和鼠李半乳糖醛酸聚糖（RG-I）。该研究为开发高膳食纤维功能食品提供了理论依据，发表于《Carbohydrate Polymers》。

　　

工业大麻（Cannabis sativa L.）作为千年来的多功能作物，其非毒品变种——工业大麻籽因富含膳食纤维（>25%）、必需脂肪酸和生物活性成分（如大麻二酚）而备受关注。然而，尽管膳食纤维对消化健康、代谢调节和肠道菌群发酵产生短链脂肪酸（SCFAs）具有明确益处，但不同大麻籽品种细胞壁多糖的结构差异始终缺乏系统研究。这种知识缺口限制了其在功能食品中的精准应用。

为填补这一空白，美国农业部农业研究服务署联合佐治亚大学等机构的研究团队，在《Carbohydrate Polymers》发表了针对10个工业大麻栽培品种（NWG 2730、Enecterol、Yuma等）的细胞壁多糖全景分析。研究采用分级提取法分离水溶性多糖（WSP）和水不溶性残渣（WIR），结合HPAEC-PAD（高效阴离子交换色谱-脉冲安培检测）测定单糖组成、GC-MS（气相色谱-质谱）解析糖苷键连接方式，以及NMR（核磁共振）进行结构表征。

主要结果

1. 植物材料与基础成分
   所有品种的湿度（3.18-7.25%）和粗脂肪含量无显著差异，但Yuma品种因较高湿度成为例外。不溶性纤维占主导（占细胞壁干重60%以上），证实工业大麻籽作为高纤维原料的潜力。

2. 单糖与糖苷键特征
   WIR中葡萄糖（纤维素标志）和木糖（线性木聚糖标志）占比最高，WSP则以半乳糖、半乳糖醛酸和阿拉伯糖为主。键合分析揭示WIR中4-连接葡萄糖（纤维素）和4-连接木糖（线性木聚糖）占优，且木聚糖在O-2、O-3位存在乙酰化修饰（2-O-Ac-Xyl_p/3-O-Ac-Xyl_p）。WSP中则检测到末端半乳糖（阿拉伯半乳聚糖特征）和2,4-连接鼠李糖（鼠李半乳糖醛酸聚糖RG-I核心结构）。

3. 结构一致性
   尽管品种用途（纤维型/籽用型）不同，所有样本的细胞壁多糖组成高度保守，表明工业大麻籽纤维具有稳定的功能特性。NMR进一步验证WIR中纤维素微纤丝与线性木聚糖的氢键网络，以及WSP中果胶类多糖（如RG-I）形成的凝胶基质。

结论与意义
该研究首次揭示工业大麻籽细胞壁多糖的“双轨模式”：不溶性纤维以刚性骨架（纤维素+乙酰化木聚糖）支撑机械强度，可溶性多糖（如果胶和AGs）则通过持水性与发酵特性调节肠道健康。乙酰化修饰可能影响木聚糖的酶解效率和SCFAs产量，为定向改性提供靶点。研究成果不仅为食品工业开发高纤维 hempseed 配料提供数据支撑，也为解析膳食纤维结构-功能关系建立了新模型。未来研究可聚焦特定多糖组分（如RG-I）的免疫调节机制，或通过品种选育优化纤维功能特性。