燕麦β-葡聚糖特性、功效及不同因素
对其提取效果影响研究进展
樊琳娜，何聪芬*
（北京工商大学理学院，北京100048）
摘
要：对国内外对于燕麦β-葡聚糖物化特性分析现状进行了总结，发现与其他来源的β-葡聚糖相比，燕麦β-葡
聚糖具有更好的水溶性和皮肤渗透性以及较强的吸附小分子的能力，应用前景广阔。此外我们讨论了品种、生长环境、加工处理、提取工艺4方面因素对其提取效果的影响，旨在为燕麦β-葡聚糖的提取与进一步研究提供建议。关键词：燕麦；β-葡聚糖；特性；处理；提取
Progress of Research on Oat β-glucan and the Factors Affecting its Extraction
FAN Lin-na ，HE Cong-fen *
（School of Science ，Beijing Technology and Business University ，Beijing 100048，China ）
Abstract ：By summarizing the progress of research on properties of oat β-glucan so far at home and abroad ，we discovered that comparing with other sources ，oat β-glucan has advantages such as good solubility ，skin -permeability and high absorption of small molecules ，so it has a good prospect in cosmetics.We also discussed four factors affecting its properties including variety ，environment ，processing and extraction ：different varieties of oat have distinctions in the content and position of β-glucan ；processing and extraction have an obvious influence on the extraction rate ，even molecular structure and weight.All properties are important in the application of oat β-glucan ，so we could provide suggestions for the extraction and further research of oat β-glucan through this article.
Key words ：oat ；β-glucan ；features ；properties ；processing ；extraction
DOI ：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.15.040
作者简介：樊琳娜（1991—），女（汉），在读硕士，研究方向：化妆品科学与技术。
*通信作者：何聪芬，副院长，主任。
葡聚糖（glucan ）为右旋吡喃葡萄糖聚合体，分子式为（C 6H 10O 5）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[1]。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[2]。β-葡聚糖除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[3]。
β-葡聚糖在植物和微生物中广泛存在，是细胞
壁的重要成分，因分子量、分支度等不同而以多种形式存在[4]，见表1。
分布于表皮棘层的和基底层细胞间朗格汉斯细胞能捕获和处理侵入皮肤的抗原，并传递给T 细胞，可使特异性T 细胞增殖和激活。β-1，3-D-葡聚糖能与朗格汉斯细胞特异性结合，引起一系列免疫应答，从而产生如粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（Colony-stimulating factor ，GM-CSF ）、表皮生长因子（Epidermal growth factor ，
EGF ）、成纤维细胞生长因子（Fibroblast growth factor ，FGF ）和血管内皮细胞生长因子（Vascular endothelial growth factor ，VEGF ）等细胞因子[9]。GM-CSF 能刺激细胞分化，同时增强成熟细胞功能；EGF 的增加不仅可以启动细胞内一些重要功能基因活化和表达，提高胶原蛋白和弹性蛋白的生成，进而改善皮肤
食品研究与开发
F ood Research And Development
2015年8月第36卷第15期
专题论述
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老化生成皱纹的问题，还可以刺激各种细胞的增殖迁移，加快表皮的新旧更替；FGF 能够促进平滑肌细胞的增殖和新血管形成，修复受损皮肤；VEGF 参与正常血管结构的维持，并调节生理和病理性血管新生[10]。
此外，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[11]，这不失为其一个应用前景广阔而值得关注的功能。
β-葡聚糖不足之处在于，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[4]。1
燕麦β-葡聚糖物化特性概况
燕麦β-葡聚糖通过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[12]。
尽管目前对β-葡聚糖的作用机理尚未完全研究清楚，但一致认为黏度和溶解性会对其皮肤吸收效果有决定性作用，进而影响多种生理功能的发挥。而燕麦β-葡聚糖的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[13]。燕麦β-葡聚糖溶液黏度随剪切速率的增高而逐渐降低；与其分子量成正比，与溶液温度成反比；与中性溶液相比，弱酸性或弱碱性环境均可导致β-葡聚糖溶液黏度的下降；随着其浓度的增加和分子量的增大，其流体的黏性行为特征减少而弹性行为特征增强；随着流体温
度升高，燕麦β-葡聚糖流体的黏性和弹性行为均逐渐减弱[14]。
研究表明，β-葡聚糖的水溶性（占大多数）和非水溶性主要是受其结构中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-（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[15]。
如图1所示，燕麦葡聚糖和酵母葡聚糖都是β-1，3-葡糖苷键为主链的葡萄糖多糖，但是燕麦葡聚糖侧链是β-1，4-葡糖苷键，酵母葡聚糖侧链则是β-1，6-葡糖苷键。而Peterson 等检测得出，燕麦β-葡聚糖中β-（1，3）糖苷键与β-（1，4）糖苷键含量之比为：（1∶2.1～1∶2.4）、大麦、黑麦、小麦分别为：1∶2.8～1∶3.3、1∶3.0～1∶3.2、小麦：1∶3.0～1∶3.8[16]。所以很明显，燕麦β－葡聚β－葡聚糖糖比市场占有量最大的酵母β－葡聚糖以及其他谷物的水溶性更强。
目前，应用于化妆品中的β－葡聚糖多是不溶于水的酵母β-葡聚糖固体颗粒（D=0.2μm ），通常以山梨醇
β-葡聚糖名称来源主链结构特点分子量
生物功能燕麦多糖燕麦籽粒β-1,3/1,4-葡聚糖无分支
1.诱导吞噬细胞增殖，增加机体免疫能力[5]。
2.增强宿主对感染性疾病的抵抗能力[6]。
3.影响糖代谢相关酶，增强胰岛素功能的发挥[7]。
4.调节脂质代谢,减少高脂膳食导致的氧化损伤[8]。
海带多糖海藻，蕈类β-1,3/1,6-葡聚糖纤维素树木β-1,4-葡聚糖金藻昆布多糖金藻门
β-1,3-葡聚糖香菇多糖香菇（严格纯化）L edodes
β-1,3/1,6-葡聚糖5葡萄糖残基含2分支；三螺旋5×105地衣多糖地衣β-1,3/1,4-葡聚糖平菇多糖平菇β-1,3/1,6-葡聚糖酵母多糖酵母S cerevisiae β-1,3-葡聚糖三螺旋 1.0×106
云芝多糖C versicolor β-1,3/1,4/1,6-葡聚糖蛋白复合物裂殖菌多糖S commune
β-1,3/1,6-葡聚糖螺旋奇果菌素β-1,3-葡聚糖
含分支
4.5×105裂裥菌多糖3葡萄糖残基含1分支 4.5×105小核菌葡聚糖3葡萄糖残基含1分支
1.6×106～5×106茯苓多糖β-1,3-葡聚糖高分支
2×105～2×106Krestin β-1,3/1,6-葡聚糖 2.06×104
昆布多糖
β-1,3/1,6-葡聚糖
表1不同来源β-葡聚糖结构特点、分子量及功能
Table 1Structure ，molecular weight and functions of β-glucan of different sources
酵母燕麦
1，3
1，61，6
1，4
1，3
1，3
1，31，31，4
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樊琳娜，等：燕麦β-葡聚糖特性、功效及不同因素对其提取效果影响研究进展
图1燕麦葡聚糖和醇母葡聚糖Fig.1Oat glucan and yeast glucan
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