背景及概述^[1]

β-葡聚糖因其葡萄糖苷鍵為β-(1→3)鍵而得名， 因分子量和分支度等不同而以多種形式存在。β-葡聚糖具有良好的增稠效果和熱穩(wěn)定性(剪切稀化的假塑性流體)，且具有降低膽固醇、血脂，增強免疫等生理功能， 使其在食品工業(yè)領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景而備受關(guān)注。

美國、瑞典、英國和芬蘭等國家將β-葡聚糖列為安全食品添加劑， 推薦降低膽固醇和血脂水平的添加量為0.75gβ-葡聚糖/份。β-葡聚糖的來源有香菇和平菇等真菌， 燕麥、青稞、小麥和灰樹花等植物以及酵母和芽胞桿菌等微生物。國外市場上的β-葡聚糖制品主要是從谷物、酵母等原料中提取獲得。不同來源的β-葡聚糖， 其糖甘鍵結(jié)合方式存在差異(見表1)。

燕麥β-葡聚糖是由β-(1→3)糖甘鍵和β-(1→4)糖甘鍵比例為7:3 組成的多糖; 酵母β-葡聚糖是由β-(1→3)糖甘鍵和β-(1→6)糖甘鍵比例為85:15 組成的多糖; 香菇多糖也是由β-(1→3)糖苷鍵和β-(1→6)糖苷鍵混合連接的多糖。不同來源的同一種糖甘鍵連接的β-葡聚糖糖苷鍵的比例存在差異，如燕麥中β-(1→4)糖苷鍵與β-(1→3)糖苷鍵的比例為2.1~2.4、大麥中相應(yīng)糖苷鍵含量之比為2.8~3.3、黑麥中相應(yīng)糖苷鍵含量之比為3.0~3.2、小麥中相應(yīng)糖苷鍵含量之比為3.0~3.8。

結(jié)構(gòu)影響性能， β-葡聚糖的高級結(jié)構(gòu)為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，水溶性β-葡聚糖中β-(1→3)糖苷鍵與β-(1→4)糖苷鍵含量之比為1:2.5~1:2.6，而非水溶性β-葡聚糖中相應(yīng)糖苷鍵含量之比為1:4.2。結(jié)構(gòu)是功能的基礎(chǔ)，β-葡聚糖的結(jié)構(gòu)會直接影響到分子的形狀、分子質(zhì)量、黏性以及它的生理功能。生物活性的大小隨多糖的精細(xì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)象不同而變化。不同來源的β-葡聚糖的分子量、分支度、空間幾何構(gòu)象之間的區(qū)別，目前沒有較為系統(tǒng)的結(jié)論。

制備^[1]

β-葡聚糖是谷物胚乳和糊粉層細(xì)胞壁的一種非淀粉多糖，在不同谷物中含量不等，大麥3%~11%，燕麥3.2%~6.8%，黑麥 1%~2%，小麥<1%。β-葡聚糖的提取方法主要有水提法、堿提法和酸提法等。

酸、堿提取法會破壞β-葡聚糖的粘度性能，熱水提取法能獲得更高提取率的水溶性β-葡聚糖，堿浸提法提取的β-葡聚糖的產(chǎn)率和分子量比加淀粉酶或木聚糖酶熱水提取的大，所以，堿和熱水提取法是比較好的2 種方法。β-葡聚糖的提取率受品種、環(huán)境和提取方法等方面的影響。

提取β-葡聚糖時，一般先用乙醇滅部分內(nèi)源酶及除去小分子游離糖、蛋白質(zhì)和一些非極性化合物；然后用熱穩(wěn)定性的α-淀粉酶處理降解淀粉; 再用水、堿或酸進行提取，濃縮，最后加入乙醇、丙酮或硫酸銨等提取β-葡聚糖。Ahmad 等用80%乙醇滅酶，用NaOH 和檸檬酸去除雜質(zhì)，然后用 80%乙醇沉淀多糖，離心分離真空干燥獲得β-葡聚糖; Tina 等利用熱水提取結(jié)合耐高溫α-淀粉酶能獲得高達 76%的高分子量β-葡聚糖; 申瑞玲等采用乙醇-酶和熱水二步提取燕麥 β-葡聚糖; Benito-Román 等采用加壓熱水提取105 min 就可以把幾乎100%的初始β-葡聚糖提取出來。

另外，超聲波輔助可以提高水提 β-葡聚糖的產(chǎn)量，但是β-葡聚糖的性能與超聲波萃取條件相關(guān)，比如超聲時間延長會提高萃取效率，但會降低粘度系數(shù)，所以需要優(yōu)化超聲波輔助條件。Cao等在水熱提取前先用 60%乙醇和1.5%酶對靈芝進行預(yù)處理，優(yōu)化條件后，β-葡聚糖的提取率達到 0.412 mg/g。

藥理作用^[1]

1 降低膽固醇功能

β-葡聚糖對降低血液中總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇水平、升高血液中游離脂肪酸水平和調(diào)節(jié)脂代謝紊亂，使血液中甘油三脂的水平恢復(fù)正常有重要作用，不同劑量和分子量的β-葡聚糖對小鼠血脂和游離脂肪酸影響有差異。Wolever 等發(fā)現(xiàn)高、中、低3 種不同分子量的燕麥β-葡聚糖對降低血清中低密度脂蛋白膽固醇的能力不一樣，但治療效果沒有受到年齡、性別、研究中心和低密度脂蛋白膽固醇水平等的影響。

2004 年經(jīng)美國 FDA(Food and Drug Administration)批準(zhǔn)，可在大麥和燕麥 β-葡聚糖制品上貼上“每份攝取 0.75 g 大麥(燕麥)β-葡聚糖能明顯降低血中 LDL-膽固醇及減少患冠心病危險性”。杜杰等揭示了燕麥 β-葡聚糖與有氧運動相結(jié)合降低膽固醇的作用機制，主要是通過調(diào)節(jié)膽固醇合成限速酶CYP51，膽汁酸合成CYP7A1，膽汁酸轉(zhuǎn)運酶ABCB11，膽固醇轉(zhuǎn)運酶 ABCG5、LDLR 等活性，促進肝臟中膽固醇轉(zhuǎn)化成膽汁酸， 增加糞便中脂質(zhì)物質(zhì)的排出量，從而使得更多的血漿膽固醇流入肝臟，達到降低血漿膽固醇的水平。

2 調(diào)節(jié)機體免疫功能

β-葡聚糖是一種免疫激活劑，具有免疫功能:

(1)能激活機體免疫細(xì)胞群如 T 細(xì)胞的活性和巨噬細(xì)胞的吞噬作用；

(2)促進白細(xì)胞增殖;

(3)刺激抗腫瘤和抗菌活性等；

(4)受體主要表達在單核/巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的表面。β-葡聚糖能通過調(diào)控與免疫細(xì)胞相關(guān)的基因的表達水平恢復(fù)接受化療的小鼠的免疫力，對人類免疫系統(tǒng)和癌細(xì)胞具有治療效果。

3 調(diào)節(jié)血糖功能

β-葡聚糖調(diào)節(jié)控制血糖的機制有3種:

(1)粘度高， 能延緩腸道對碳水化合物吸收，使外源性血糖降低;

(2)β-葡聚糖通過保護胰島β細(xì)胞， 修復(fù)其病變改善其功能特性使胰島素得以保持穩(wěn)定的分泌達到調(diào)節(jié)血糖的目的;

(3)通過調(diào)節(jié)并激活 PI3K 胰島素信號通路改善胰島素抵抗的狀況。

β-葡聚糖能提高鼠 L6 肌肉細(xì)胞的葡萄糖轉(zhuǎn)運，顯著降低糖尿病給藥組老鼠的血糖值，含4g 燕麥β-葡聚糖的牛奶什錦早餐可以顯著降低餐后血糖值，提高胰島素水平。

主要參考資料

[1]鄭梅霞，朱育菁，劉波，高憲楓，陳崢.β-葡聚糖及其在食品工業(yè)中的研究進展[J].食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報，2018，9(16):4333-4342.