燕麦β-葡聚糖研究进展概述

(1→3)糖苷键与β -(1→4)糖苷键含量之比为1∶2.5～1∶2.6,而非水溶
性β -葡聚糖中相应糖苷键含量之比为1∶4.2。
——《燕麦β -葡聚糖的流变学特性研究》农业工程学报2008 年 5 月 Vol.24 No.5
来自不同谷物中的β -葡聚糖化学结构相似，只是分子中β -(1-4)与 β -(1-3)糖苷键所占比例存在差异。一般认为在燕麦中这一比值为2.1～ 2.4、大麦为 2.8～3.3、黑麦为 3.0～3.2、小麦为3.0～3.8。
分别为 2%~4%和 2%~10%。微生物中 β - 葡聚糖因分子量、分支度等
不同而以多种形式存在。
——《β - 葡聚糖结构 功能与开发研究进展》2011.9
一、β-葡聚糖
临床应用的 β -葡聚糖 种类：
——《新型保健食品添加剂——β - 葡聚糖的研究 进展》食品研究与开发2011年4月第32卷第4期
一、β-葡聚糖
对皮肤的生物活性：
在皮肤角质层下有许多由朗格 罕氏细胞组成的免疫网络,朗格罕 氏细胞为树突状细胞,其触角可抵
达角质层细胞,是β -葡聚糖的受体。
因为β -1,3-D--葡聚糖是平面螺旋 结构,它与细胞膜受体的结合,引起
一系列立体化学变化,从而引起激
活巨噬细胞,产生各种细胞因子(如 IL-1、IL-6、GM-CSF)、表皮生长 因子(EGF)、肿瘤坏死因子(TNF-A) 和血管生成因子(AF)。
3.加工过程：
研究发现，不同加工工艺会引起燕麦β -葡聚糖流体性能和黏弹性能等
的改变，而燕麦β -葡聚糖的生理功能与其溶液流变性能又有密切联系。 ① 燕麦籽粒经红外烘烤后，燕麦粉中β -葡聚糖含量变化不大。经炒制和蒸
制处理后，β -葡聚糖含量比对照组平均高出了0.76%。炒制、蒸制和红
外烘烤处理燕麦籽粒均使燕麦粉糊化温度下降，使燕麦粉的峰值黏度、 最终黏度和低谷黏度提高。 ② 据文献研究报道，燕麦面包烘焙后，增加了β -葡聚糖的提取率，且提取 的β -葡聚糖中三聚体和四聚体的比例增加，但高分子量（MW＞1×10^6） β -葡聚糖的比例降低，低分子量的比例增加，而分子量在1×10^6和 2×10^6之间的β -葡聚糖减少了近50%。
不规则的排序,使得这些物质在生理、化学特性、水溶性方面都有一定的
差异。
——张林生,曹让.大麦籽粒中B-葡聚糖的研究初报[J].西藏农业科技,1997,19(4):34-36
四、燕麦β-葡聚糖特性的影响因素
1.基因型差异：
① 不同倍性间燕麦β -葡聚糖含量变化较大,裸燕麦含量高于皮燕麦。
② 基因型间存在显著差异,不同燕麦品种β -葡聚糖含量变化范围为3.14% ~7.43%,最大差异为4.29%。
燕麦葡聚糖是1-3、1-4链结的葡萄糖多糖, 酵母葡聚糖是1-3、1-6链结的葡萄糖多糖。
——《B-葡聚糖在化妆品中的应用》香料香精化妆品 2007年12月第6 期
三、燕麦β-葡聚糖的理化性质
• 溶解性：
β -葡聚糖一般分为水溶性(占大多数)和非水溶性两种,这主要是受其 结构中β -(1→3)糖苷键的含量和聚合度的影响。水溶性β -葡聚糖中β -
四、燕麦β-葡聚糖特性的影响因素
2.环境因素：
① 不同年度、不同地区种植的燕麦其B-葡聚糖含量差异较大,这说明降雨、
温度、土质等环境因素对燕麦B-葡聚糖的形成和积累有重要影响。 ② 若籽粒成熟期温度相对较高,则籽粒B-葡聚糖含量也较高。
③ 雨水少、干旱或水分胁迫同样会导致籽粒B-葡聚糖积累量的提高,相反
燕麦的β -葡聚糖有很多的优良特点,如对热、酸、碱等都比 较稳定,可以作为乳化剂、增稠剂和稳定剂应用于食品工业。 此外，燕麦β -葡聚糖具有较好的持水性和持油性,可以添加 在肉制品中。
——《燕麦B-葡聚糖的研究进展及在食品中的应用》粮食与饲料工业，2011，No.3
三、燕麦β-葡聚糖的生物活性
• 许多多糖能与蛋白质竞争，和多酚通过氢键、疏水相互作用等结合，形
————《葡聚糖的研究进展》2011.4
β - 葡聚糖具有主链与分支的基本结构特征以外，还具有螺旋特 性的高级结构，高分子量的β -1,3- 葡聚糖主要以 1 重和 3 重螺旋 等 2 种高级结构的形式存在，同时也存在由低分子或者带电荷的分 子构成的随机链圈状态。
——《β - 葡聚糖结构 功能与开发研究进展》2011.9
——《B-葡聚糖在化妆品中的应用》香料香精化妆品 2007年12月第6期
一、β-葡聚糖
应用于化妆品的生物活性：
① 在衰老或长有皱纹的皮肤上,表皮细胞生长因子的增加可以提高胶原蛋
白和弹性蛋白的生成,进而使皮肤的外观得以改善,并使细小的皱纹消 失。 ② 巨噬细胞产生表皮生长因子(EGF),从而促进伤口愈合所必需的胶原蛋 白产生,同时血管生成因子(AF)可促进伤口愈合必需的新血管形成。 β -Glucan可增加受损皮肤细胞的再生能力,具有帮助伤口复原的特性。 ③ 颗粒葡聚糖给药能增强血细胞的生成活性，包括粒细胞、单核白细胞 和红细胞的生成，从而导致从接近致命剂量的辐射中得到恢复。
——《消化道中燕麦 β -葡聚糖对 EGCG 吸附作用的体外研究》食品与发酵工业2013 Vol. 39 No. 3 ( Total 303)
三、燕麦β-葡聚糖的生物活性
燕麦在化妆品中的添加
三、燕麦β-葡聚糖的生物活性
• 结构与活性的关系：
尽管目前对 β - 葡聚糖的生理作用机理尚不是很清楚，但一致认为其
——《燕麦β - 葡聚糖研究进展》食品科学2009, Vol. 30, No. 15231
三、燕麦β-葡聚糖的理化性质
• 溶解性：
燕麦葡聚糖无需化学改性,其水溶性较好;而酵母β -1,3-葡聚糖由于只存 在于酵母细胞壁中,同时β -(1,3)-(1,6)键是按一定比例分布着,这种结
构极难溶于水。
刚开始应用于化妆品中的酵母β -葡聚糖是不溶水的固体颗粒,颗粒直径 为0.2Lm,这种形式的葡聚糖适合于在伤口愈合时使用,山梨醇是不溶的
三、燕麦β-葡聚糖的理化性质
• 化学结构：
它通过β -(1→3)和β (1→4)糖苷键把β -D 吡 喃葡萄糖单位连接起来而 形成的一种高分子无分支 线性黏多糖，其中约含有 70 %的β -(1→4)键和30 %的β -(1→3)键。
——燕麦β -葡聚糖的物理特性和生理功能 研究进展》现代食品科技Vol.23 No.8(总98)
β -葡聚糖的有效悬浮剂。为使酵母β -葡聚糖可应用于现代功效性化妆
品配方中,近年来对酵母β -葡聚糖进行了羧甲基化改性处理,改进了产品 的水溶性,然而,值得注意的是,在改进产品水溶性的同时β -葡聚糖的羧 甲基化对分子的3-D-结构和生物功能也具有影响：羧甲基化取代度超过 75%时,生物学功能开始丧失;β -葡聚糖分子完全被取代则会导致其生物 功效的完全丧失。
成的多糖多酚复合物能为机体提供更持久的抗氧化能力。燕麦 β -葡聚
糖是以细胞壁非淀粉多糖的形式存在的可溶性膳食纤维，具有较强的吸 附小分子的能力。 加入蛋白酶，由于存在竞争性结合关系，故使 EGCG 吸附量增大。pH 值 的改变，影响燕麦 β -葡聚糖和 EGCG 的结构与构象稳定，对燕麦 β 葡聚糖吸附能力产生较大影响: 随 pH 值升高，吸附能力首先升高然后 下降，pH 值在6. 5 时，其吸附能力最大。EGCG 浓度的升高，会使得 EGCG 作为响应因子增多，也使 β -葡聚糖对 EGCG 的吸附能力增强。
一、β-葡聚糖
理化性质：
高纯度葡聚糖呈白色，无味、无臭，在中性溶液中很稳定，不溶于乙 醇、丙酮等有机溶剂，易溶于热水，结构稳定。β - 葡聚糖的黏度、 起泡性、泡沫稳定性和乳化性受温度、pH 等条件的影响。
——《葡聚糖的研究进展》2011.4
生物活性：
① 能增加吞噬细胞的吞噬活性，在肝、肺和脾脏中诱导吞噬细胞的增殖， 同时增加机体的特异性和非特异性免疫能力。 ② 影响糖代谢相关酶，保护胰腺和胰岛细胞，增加靶细胞膜胰岛素受体 数目，提高胰岛素敏感性，减轻胰岛素抵抗的作用相关。 ③ 具有调节脂质代谢及减少高脂膳食导致的氧化损伤的作用。 ④ 体内给药能增强宿主对各种由细菌、真菌病毒和寄生虫引起的感染性 疾病的抵抗能力。
在气候温和、降水量高的地区B-葡聚糖含量往往较低。 ④ 氮素供应与燕麦籽粒B-葡聚糖含量关系密切,随着供氮的增加,籽粒B-葡
聚糖含量增加。
——《燕麦β -葡聚糖的流变学特性研究》农业工程学报2008年5月Vol.24 No.5 ——《燕麦B-葡聚糖研究进展》草业科学2009年11月26卷11期
四、燕麦β-葡聚糖特性的影响因素
多种生理功能与其黏度和溶解性有很大的关系，其黏度除了与分子结构 和浓度有关外，很大程度上取决于分子量的大小和分子形状，而提取条
件对燕麦β -葡聚糖产品的得率、纯度和黏度大小均有影响。
——《提取因子对燕麦 β - 葡聚糖相对分子质量的影响》食品科技2009年第34卷第2期
张林生等研究表明β -葡聚糖中(1- 3)糖苷键的存在导致了纤维素分子
11.3%,在去皮的燕麦粉中为3.0%~5.4%,因此常从燕麦麸皮中提取。
——《裸燕麦麸皮B-葡聚糖特性及与食用胶的比较研究》食品与发酵工业2006 Vol.32 No.8 (Total 224) ——《燕麦 β －葡聚糖对肠道的保健作用研究进展》食品工业科技2012年第17期 ——《燕麦B-葡聚糖研究进展》草业科学2009年11月26卷11期
——E J 旺达姆，陈代杰等译. 生物高分子第 5 卷，多糖Ⅰ原核生物多糖 [M] . 北京：化学工业出版社， 2004.
来源：
β - 葡聚糖在植物和微生物中广泛存在，在植物细胞壁中 β - 葡聚
糖 （callose） 是植物组织的重要结构成分，同时也存在于粮食作 物大麦、燕麦中，与 β -1,4葡聚糖共存，在燕麦和大麦中质量分数
樊琳娜 2013.11
主要内容
一．β-葡聚糖的特性与应用来自二．燕麦及燕麦β-葡聚糖简介
三．燕麦β-葡聚糖的理化性质与生物活性 四．燕麦β-葡聚糖特性的影响因素 五．燕麦β-葡聚糖研究展望
一、β-葡聚糖
β - 葡聚糖（β -Glucan）作为葡萄糖的高聚物，因其葡 萄糖苷键为 β -1,3 键而得名。
β - 葡聚糖可能引起呼吸道炎症，引发变态反应并与花粉敏感征候群有关。
二、燕麦及燕麦β-葡聚糖简介
• 燕麦又称玉麦、雀麦，是一种较耐旱、耐寒、耐瘠、喜阴凉、长日照 的一年生禾本科作物，是世界上主要的农作物之一。燕麦一般分为带 稃型和裸粒型两大类，目前国外燕麦以带稃型为主，常称为皮燕麦； 我国大部分地区种植的为裸燕麦，是裸燕麦的发源地，而其它国家种 植的燕麦95% 是皮燕麦。
——《B-葡聚糖在化妆品中的应用》香料香精化妆品 2007年12月第6期
三、燕麦β-葡聚糖的理化性质
• 溶液性质：
即使在相对比较低的浓度范围内，它的黏度都很高，当浓度 达到2 g/L以上时，具有假塑性流体的特性，其表观粘度值随 剪切速率的增大而减小，为其在作为增稠剂和稳定剂奠定了 基础。
——《燕麦β -葡聚糖的物理特性和生理功能研究进展》现代食品科技Vol.23 No.8(总98)
• 燕麦的高营养价值不仅表现在其富含蛋白质、油脂等营养成分，更主
要的是因其含有β -葡聚糖。
二、燕麦及燕麦β-葡聚糖简介
燕麦β -葡聚糖是一种水溶性膳食纤维,主要存在于燕麦籽粒的糊粉层和亚
糊粉层。
燕麦麸皮是燕麦粉加工过程中的副产品,主要由去壳燕麦的最外层和部分胚 乳组成。
燕麦经加工后,β -葡聚糖在麸皮中得到富集。国内燕麦麸中含量为6.6% ~
一、β-葡聚糖
部分β -葡聚糖来源、组成和分子量:
——《β - 葡聚糖结构 功能与开发研究进展》2011.9
一、β-葡聚糖
化学结构：
葡聚糖（glucan） 为右旋吡喃葡萄糖聚合体，分子式为(C6H10O5)n，
其相邻葡萄糖残基的碳 1、2、3、4、6的半缩醛氧之间以葡糖苷键连 接构成骨架，有α 和β 位两种结构形式。(β -葡聚糖)主链结构主要 为 β - 1,3- 糖苷键连接，通常还含有不同比例和大小的 β - 1,2、 β - 1,4、β - 1,6 连接的支链。随着生物种类和生长条件的不同， 其结构也有差别。
③ β -葡聚糖含量低的品种,其β -葡聚糖主要分布于糊粉层与亚糊粉层,而
β -葡聚糖含量高的品种,所有胚乳细胞内均分布较高浓度的β -葡聚糖。 ④ 可溶性β -葡聚糖与总含量的比值表现出明显的品种差异,皮燕麦品种在
各个时期该指标均高于裸燕麦品种。
——《燕麦B-葡聚糖研究进展》草业科学2009年11月26卷11期