ß-葡聚糖的研究进展
程彦伟李魁赵江
燕麦β－葡聚糖就是一种存在于大燕麦皮中的天然非淀粉类水溶性植物糖,其基本结构就是由D葡萄糖以β14,β1-3糖苷键连接而成的线性多糖, 这两种糖苷键的比例大致为7:3。
燕麦β－葡聚糖就是一种水溶性膳食纤维,因其具有的黏性阻碍淀粉、蛋白质等物质的消化与吸收,并可增殖消化道有益菌,所以可对人体具有一些极为有利的生理功能:具有显著的降血脂、降血糖及提高免疫能力,维持肠道微生态环境等。另外,它还能加快确定人群的免疫细胞。对细菌感染的反应并控制住细菌感染的位置,使感染面尽快恢复;作为化妆品的有效成分,可以提高皮肤抗过敏能力,激活免疫功能, 延缓皮肤衰老。燕麦水溶性膳食纤维与燕麦葡聚糖,可有效降低餐后血糖浓度与胰岛素水平,降低胆固醇与
预防心血管疾病、燕麦纤维食品易被人体吸收,并且因含热量很低,既有利于减肥,又适合心脏病,高血压与糖尿病患者食疗的需要。
降低胆固醇
早在多年,科学家就发现bata一葡聚糖能够减少肠胃吸收脂肪酸的速率,降低人体胆固醇的合成、随着bata一葡聚糖研究的日趋成熟,学者们先后在动物及人体实验水平上进行了大量的实验,证实了bata一葡聚糖在降低胆固醇与低密度脂蛋白方面具有特
异的生理功能、科学家发现bata一葡聚糖对胆固醇的影响主要在于能显著降低血浆中总胆固醇(TC)与低密度脂蛋白胆固醇(LDI一TC),而对高密度脂蛋白(HDL)与甘油三醋(TG)没有明显影响仁。燕麦葡聚糖对高血脂人群有明显的降低胆固醇的作用。
有关燕麦葡聚糖降低胆固醇的机理目前有四种假说:
①可结合胆汁酸,增加了胆汁酸的排泄,从而降低胆汁酸水平与血浆胆固醇浓度。
②可被肠道中微生物发酵而产生短链脂肪酸,可抑制肝脏中胆固醇的合成。
③可促进LDL一C分解。
④可在消化道中形成高粘度环境,阻碍消化道对脂肪,胆固醇与胆汁酸的吸收。
降血糖
每天食用葡聚糖燕麦食品后,患者血糖水平可降低约50%,使用燕麦食品有显著降低血糖作用燕麦汗葡聚糖可通过降低血脂含量,改善血液流动性能,加快糖类成分在吸收
利用过程中的转运速度与效率,同时对糖尿病所并发的肝肾组织病变有良好的修复作用,并且可有效降低肝糖原的分解,从而导致血糖降低。
增强免疫力
燕麦葡聚糖具有免疫调节作用,燕麦p一葡聚糖可使小鼠淋巴细胞增值,增强小鼠
抵抗细菌侵袭的能力;可刺激小鼠腹膜巨噬细胞释放肿瘤坏死因子(TNF一ALPHAhe)与
白介素一1(In-terlukinIL一1)及巨噬细胞p338DI的释放,经灌胃或肠外注射燕麦葡聚糖,小鼠血清免疫球蛋白数量明显增加,说明燕麦葡聚糖具有提高小鼠免疫力的作用。
抗癌功能
燕麦葡聚糖在肠道发酵产生的短链脂肪酸,能够降低葡萄糖苷酶,葡萄糖醛酸酶与脉酶等微生物代谢酶的活性;粘性的p一葡聚糖,还能增加肠道内次级胆酸的排出,这些酶及次级胆酸就是结肠癌的诱发因子,因而燕麦葡聚糖具有抗癌作用、
改善肠道
燕麦葡聚糖在小肠中不能水解,而在大肠中降解并作为细菌发酵的底物,发酵产生短链脂肪酸,特别就是丁酸,有益于肠道功能、燕麦p一葡聚糖能使小鼠肠道与粪便中双歧杆菌与乳酸杆菌增值,而使大肠杆菌的数量减少,因此燕麦葡聚糖还具有改善肠道功能,促进肠道有益菌的增值、
美容功效
人们很早就已经懂得利用燕麦来治疗皮肤干燥与痊痒。使用方法就是直接将燕麦制成糊状敷在皮肤上。但因为制作方法各异燕麦的品质高低不同效果难以保持稳定。随着科技的发展科学家们逐渐发现了燕麦美容护肤的主要成分与作用机理。
燕麦β-葡聚糖其拥有优异的抗衰老功效,能够抚平细小皱纹,提高皮肤弹性,改善皮肤纹理度;具有独特的直链分子结构,赋予了良好的透皮吸收性能;促进成纤维细胞合成胶原蛋白,促进伤口愈合,修复受损肌肤,给予皮肤如丝绸般滋润光滑的触感。
燕麦含有丰富的葡聚糖,利用先進的生物提取分离技术从燕麦中得到β-葡聚糖,具有良好的透皮吸收性能,保湿、抗皱、抗衰老效果,而且能賦予皮肤如丝绸般滋潤光滑的触感。
从燕麦中分离得到的燕麦β-葡聚糖,融合了目前最主要的抗衰老与纯天然两个发展趋势。在这方面,由于燕麦β-葡聚糖就是免疫系统的非常有效的刺激物,因此对于阻止皮肤老化的过程,它就是非常好的候选人。燕麦-葡聚糖就是一种来源于裂褶菌的β-葡聚糖,它既就是水溶性的,又就是中性的,因此更加适合于化妆品的应用。
作用机理:
燕麦β-葡聚糖可以刺激巨噬细胞,激活免疫系统,产生促进伤口愈合的细胞因子,保护细胞;
长时间的高效保湿效果
显著的抗衰老功能,减少皮肤皱,提高皮肤弹性,改善皮肤纹理度
增强对皮肤保护,提高皮肤抵抗刺激的能力
促进成纤维细胞合成胶原蛋白,促进伤口愈合,修复受损肌肤。
抗过敏(Allergy)作用,消除皮肤炎症与组织水肿;
加速皮肤的晒后修复,提高受损细胞的免疫能力;
促进胶原蛋白的合成与皮肤细胞的分裂增殖;
强效保湿能力,提高肌肤细胞的滋润度,令皮肤光泽细腻富有弹性。
第一节谷物功能性成分58
一、活性多糖58
二、膳食纤维59
三、抗性淀粉60
四、谷胱甘肽60
五、植酸与肌醇60
六、酚类物61
七、二十八烷醇61
八、谷维素61
一、ß-葡聚糖的性质
1、ß-葡聚糖的结构
ß-葡聚糖(Glucan)就是一种天然提取的多糖,分子量大约在6500以上,大多数为水不溶性或胶质的颗粒,易溶于水,溶解度大于70%,10%水溶液的pH值为2、5-7、0,无特殊气味。在自然环境中可以找到相当多种类的ß-葡聚糖,通常存在于特殊种类的细菌、酵母菌、真菌(灵芝)的细胞壁中,也可存在于高等植物种子的包被中。ß-葡聚糖不同于一般常见糖类(如淀粉、肝糖、糊精等),最主要的差别在于键连接方式不同,一般糖类以α-1,4-糖苷键结合而成为线形分子,而ß-葡聚糖以β-1,3-糖苷键为主体,且含有一些β-1,6-糖苷键的支链。ß-葡聚糖因其特殊的键连接方式与分子内氢键的存在,造成螺旋形的分子结构,这种独特的构形很容易被免疫系统接受。
β-葡聚糖属于植物细胞壁中的结构性非淀粉多糖,就是以混合的(1,3),(1,4)-β-糖苷键连接形成的D型葡萄糖聚合物。β-葡聚糖分水溶性与非水溶性两种,但就是水溶性占大多数。β-葡聚糖的溶解性受结构中β- (1,3)-糖苷键的含量与聚合度的影响。水溶性β-葡聚糖中(1,3)糖苷键与(1,4) 糖苷键含量之比为1:(2、5~2、6),而非水溶性β-葡聚糖中相应糖苷键含量之比为1:4、2。水溶性β-葡聚糖中约90%由β- (1,3)-糖苷键随机连接起来的纤维三糖与纤维四糖构成,剩余的10%由β- (1,3)-糖苷键连接的10个或10个以上β- (1,4)-糖苷键组成。在40 o C或65 o C条件下提取的水溶性β-葡聚糖分子量与粘度都较高,但二者在精细结构上却存在着差异。65 o C下的提取物分子中由纤维三糖或纤维四糖连接构成的部分较少。分子量也比40 o C条件下的提取物低些(Woodward等,1988)。
2、ß-葡聚糖的功能
早在上世纪80年代末,美国科学家发现大麦特别就是裸大麦(青稞)中的β-葡聚糖具有降血脂、降胆固醇与预防心血管疾病的作用,后来,β-葡聚糖的调节血糖、提高免疫力、抗肿瘤的作用陆续被发现,引起了全世界的广泛关注。目前,生物医学界普遍认为β-葡聚糖具有清肠、降低胆固醇、调节血糖、提高免疫力等四大生理作用。
Degret在1963年对燕麦的研究表明,燕麦中特别就是在燕麦麸皮中可溶性纤维含量较高,其有效成分除与其她食用纤维一样具有通便作用以外,还能够降低人体胆固醇的合成。由于β-葡聚糖与水混合后具有粘性,食用后降低了肠胃道吸收脂肪的速率。据报道,β-葡聚糖能够降低造成心血管疾病的低密度脂蛋白,保持与提高防止动脉粥样硬化的高密度脂蛋白的含量。一种名为washonupana的蜡质大麦能引起胆固醇含量与低密度脂蛋白的减少。
β-葡聚糖还能控制血糖的水平。一些糖尿病患者食用高燕麦纤维食物后可减轻依赖于胰岛素的治疗。尽管在一些研究中也提到燕麦中亚油酸及燕麦、大麦中三甘油脂与大麦中的生育三烯酚也具有降脂作用,
但在这些因子中,当今的研究重点仍就是燕麦,大麦,小麦与其她谷物中的β-葡聚糖。
葡聚糖还具有低热值,抗龋齿功能。龋齿的形成实际上就是口腔食物经唾液酶降解后,其分解物沉积在牙齿上,这些物质大部分为胶质物,由于这些物质营养比较丰富,很容易被口腔中的微生物利用,特别就是一些产酸微生物,这些微生物的分泌物会对牙齿产生不同程度的腐蚀,久而久之牙齿会变的脆弱,而小麦麸皮制备的低聚糖属于难消化糖,口腔中的微生物不能利用这种糖源,因此具有抗龋齿功能;另外由于人体缺乏水解该聚糖的酶系,其能量值很低,又由于其代谢不受胰岛素调节控制,因此该聚糖产品就是糖尿病,肥胖病,高血脂等病人的理想糖源。
β-葡聚糖就是食用纤维的组成部分。食用纤维对人体的作用已为广泛地了解。一个最主要的功能就是预防肠癌。医学上的解释就是食用纤维减少肠道黏膜与致癌物质的接触,从而使肠内物质快速通过内脏。由于结肠内微生物的作用,β-葡聚糖分解生成挥发性脂肪酸,降低了pH值,从而降低了胆酸的脱羟基作用。这一结果降低了第一级胆酸转换到第二级胆酸,如肿瘤促进剂的脱氧胆酸,起到了抑制一些肿瘤微生物的作用。
早在20世纪40年代,就有Louis博士发现酵母细胞中存在一种活性物质具有免疫刺激作用,但不知就是哪种物质。一直到20世纪60年代,Nichclas博士才发现这种活性物质正就是ß-葡聚糖。20世纪70年代,ß-葡聚糖开始用于治疗人的疾病。ß-葡聚糖可以加强巨噬细胞的活性及吞噬能力,起到抗癌的功效。ß-葡聚糖可以增强高等哺乳动物血浆内补体系统的溶菌功能,还可以促进细胞毒性D细胞的分化,以及促进由E细胞分化而来的浆细胞产生专一性抗体的功能,从而促使免疫机能的增加,进而提高免疫能力。ß-葡聚糖能有效提高动物机体免疫能力,形成保护,这在许多动物包括人体在内都得到了实验证明,ß-葡聚糖具有免疫保护的功能。
二、ß-葡聚糖的提取方法及含量测定方法
