燕麥β－葡聚糖對(duì)腸道的保健作用研究進(jìn)展

吳紹函，沈 群，譚 斌，劉 宏

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院，北京100193;

2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，北京100083;3.國家糧食局科學(xué)研究院，北京100037;

4.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所，北京 100081）

燕麥β－葡聚糖對(duì)腸道的保健作用研究進(jìn)展

吳紹函1，沈 群2，*，譚 斌3，劉 宏4

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院，北京100193;

2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，北京100083;3.國家糧食局科學(xué)研究院，北京100037;

4.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所，北京 100081）

燕麥被認(rèn)為是21世紀(jì)適合現(xiàn)代人經(jīng)常食用的高營養(yǎng)價(jià)值的谷物之一。它除了具有食用起來可口的特性，它的一些功能成分在保健方面的貢獻(xiàn)不斷被人們發(fā)現(xiàn)，其中尤其以燕麥β－葡聚糖為多。本文對(duì)近10年來國內(nèi)外在燕麥β－葡聚糖對(duì)腸道保健方面的研究文獻(xiàn)進(jìn)行了整理綜述。

燕麥，β－葡聚糖，保健

燕麥又稱玉麥、雀麥，屬禾本科燕麥屬一年生草本植物，一般分為帶稃型（皮燕麥）和裸粒型（裸燕麥）兩種。與小麥一樣，它被認(rèn)為最早起源于亞洲［1］。燕麥廣泛分布于全世界，集中種植在北緯40度以北的亞、歐、北美洲地區(qū)。全世界燕麥最大的生產(chǎn)國是俄羅斯。而中國是裸燕麥的發(fā)源地，我國大部分地區(qū)種植的為裸燕麥，而其它國家種植的燕麥95%是皮燕麥［2］。燕麥?zhǔn)且环N全價(jià)營養(yǎng)谷物，它在蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物元素、纖維素等五大營養(yǎng)物質(zhì)的指標(biāo)中居我國食用的九種糧食作物（小麥，水稻，谷子、玉米、大麥、蕎麥、高粱、黃米、燕麥）之首［3］。目前的燕麥?zhǔn)称分饕醒帑溒?、燕麥面包、含燕麥成分的飲料等，除了作為人們?nèi)粘Ｉ钌攀车囊徊糠郑帑溸€具有一定的藥用價(jià)值，正逐漸成為醫(yī)學(xué)界和營養(yǎng)學(xué)界關(guān)注的熱點(diǎn)。其中，燕麥β－葡聚糖作為燕麥中主要功能成分，在降血脂、降血糖等方面的貢獻(xiàn)已經(jīng)被比較廣泛和深入的研究。但是，對(duì)于燕麥β－葡聚糖在消化過程中對(duì)于消化系統(tǒng)的保健作用研究相對(duì)較少。本文對(duì)近10年來國內(nèi)外在燕麥β－葡聚糖對(duì)腸道保健方面的研究文獻(xiàn)進(jìn)行了整理綜述。

1 β－葡聚糖簡(jiǎn)介

葡聚糖是自然界中最常見的多糖鏈，由葡萄糖單體聚合而成，有α和β兩種類型，α型主要包括淀粉等，不具有生物學(xué)活性，而β型則已經(jīng)證實(shí)具有免疫調(diào)節(jié)、抗輻射、抗氧化等生物學(xué)活性［4］。β－葡聚糖是一種可溶性或不可溶性的多糖，其性質(zhì)與β－（1－3）糖苷鍵的含量和聚合度有關(guān)［5］。β－葡聚糖存在廣泛，糖苷鍵的形式也是各異的。谷物中的β－葡聚糖是由均一的 D－吡喃葡萄糖單位通過β－（1，3）和 β－（1，4）鍵連接成的線性同聚多糖［6］。β－葡聚糖主要存在于禾谷類植物籽粒胚乳和糊粉層細(xì)胞壁中，在燕麥中大量存在，通常來說，裸燕麥的β－葡聚糖含量要高于皮燕麥［7］。燕麥麩主要由去殼燕麥的最外層和部分胚乳組成，其中大約含有6%～9%的燕麥β－葡聚糖，燕麥麩中β－葡聚糖可能存在聚集，濃度為200×106g/mol［8］。在通過胃和小腸時(shí)，不可溶的β－葡聚糖可以部分轉(zhuǎn)化成可溶的β－葡聚糖［1］。由于人體內(nèi)缺少水解β－葡聚糖的相關(guān)酶類，所以它對(duì)于人體來說是難以被消化的。

2 燕麥β－葡聚糖對(duì)腸道的保健作用研究進(jìn)展

2.1 促進(jìn)免疫因子形成

燕麥β－葡聚糖由于具有β－（1，3）糖苷鍵，因此能影響免疫功能。β－葡聚糖被認(rèn)為是巨噬細(xì)胞，T，B淋巴細(xì)胞和NK細(xì)胞的免疫刺激物，口服燕麥β－葡聚糖可以增加系統(tǒng)免疫和腸道免疫的能力。對(duì)于燕麥β－葡聚糖的攝入可以提高淋巴細(xì)胞的轉(zhuǎn)化能力和NK細(xì)胞活性。它可以非特異性地增加機(jī)體對(duì)腫瘤、真菌、細(xì)菌、病毒和原生生物等所致疾病的抵抗能力。Czop和Austen已經(jīng)證實(shí)大麥β－葡聚糖可以被人類巨噬細(xì)胞特異性受體所識(shí)別，而燕麥β－葡聚糖同樣可能識(shí)別相同受體［9－10］。通過對(duì)小鼠的實(shí)驗(yàn)表明，燕麥β－葡聚糖在小鼠體外可以使淋巴細(xì)胞增殖，增強(qiáng)小鼠抵抗細(xì)菌侵襲的能力，刺激鼠腹腔的巨噬細(xì)胞釋放IL－1和TNE－alpha以及鼠巨噬細(xì)胞 p338DI的釋放［11］。Cheol－Heui Yun 等通過小鼠的實(shí)驗(yàn)表明燕麥β－葡聚糖可以促進(jìn)IL－1產(chǎn)生，并且發(fā)現(xiàn)無論食用或皮下注射，燕麥β－葡聚糖都可以增加機(jī)體對(duì)艾美球蟲的抵抗。有些學(xué)者提出食用燕麥（1→3），（1→4）－β－D－葡聚糖可以促進(jìn)腸道NF－кB在白細(xì)胞和腸上皮細(xì)胞易位。而NF－κB的激活可以刺激免疫系統(tǒng)對(duì)病原體進(jìn)行對(duì)抗［10］。燕麥β－葡聚糖除了對(duì)于免疫系統(tǒng)相關(guān)細(xì)胞的刺激和促進(jìn)作用之外，它還可以促進(jìn)抗體的產(chǎn)生。李慧等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，高劑量（遠(yuǎn)超過正常推薦攝入量）的燕麥β－葡聚糖攝入能提高小鼠的抗體生成［12］;曾鈞發(fā)等通過給42例早期嚴(yán)重?zé)齻菘似诘幕颊弑秋曆帑溍诇膶?shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)燕麥米湯（燕麥米湯的配制方法:取裸燕麥、大米各50g，加清水500mL熬制成含燕麥0.1g/mL的米湯，過濾后紫外線消毒備用）能較好地促進(jìn)腸道復(fù)蘇［13］，這很有可能是由于β－燕麥葡聚糖具有促進(jìn)腸道細(xì)胞再生以及刺激免疫系統(tǒng)減少感染幾率的原因。靳大勇在腸內(nèi)營養(yǎng)中加用膳食纖維治療短腸大鼠，營養(yǎng)狀況及結(jié)腸代償明顯優(yōu)于單用腸內(nèi)營養(yǎng)組［14］。燕麥β－葡聚糖可能由腸道上皮的M細(xì)胞攝取，通過它的特異性轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入淋巴系統(tǒng)［9］。

2.2 對(duì)腸道菌群的作用

燕麥β－葡聚糖是一種可溶性的膳食纖維，占燕麥膳食纖維總量的約1/3［15］。這與不可溶膳食纖維在腸道內(nèi)的作用是不同的。作為水溶性膳食纖維的燕麥β－葡聚糖進(jìn)入人體消化道后，由于人類腸道內(nèi)缺少β－葡聚糖酶，燕麥β－葡聚糖在上段小腸內(nèi)不被消化吸收，在大腸內(nèi)，益生菌通過分泌到胞外的糖苷酶將其降解，然后再吸收利用，這樣燕麥β－葡聚糖可以作為益生菌的碳源，選擇性地刺激益生菌的生長和活力，從而促進(jìn)益生菌繁殖。另一方面，燕麥β－葡聚糖作為益生菌的發(fā)酵底物，在結(jié)腸中可被厭氧菌分解代謝，產(chǎn)生短鏈脂肪酸（SCFA）和丁酸。結(jié)腸粘膜細(xì)胞不能從血液中獲得營養(yǎng)，它的營養(yǎng)來源是內(nèi)腔中的短鏈脂肪酸、氨基酸、生長因子、維生素和益生菌產(chǎn)生的抗氧化物等［16］，SCFA是結(jié)腸粘膜的重要營養(yǎng)底物，可以增加腸道血流，刺激胃腸激素的分泌，營養(yǎng)結(jié)腸粘膜上皮細(xì)胞，促進(jìn)腸道上皮細(xì)胞增殖，促進(jìn)蠕動(dòng)，減少腹脹。小鼠的實(shí)驗(yàn)表明SCFA還可以增加腸道T細(xì)胞數(shù)量［17］。同時(shí)，又不同于其他常見的寡糖類可溶性膳食纖維，燕麥β－葡聚糖具有大分子性，因此可以大量、緩慢的提供SCFA和微生物碳源，即使在結(jié)腸遠(yuǎn)端［18］。通過Robert Pieper的研究發(fā)現(xiàn)，增加β－葡聚糖飼喂和調(diào)整支鏈淀粉和直鏈淀粉比率有利于產(chǎn)丁酸的益生菌繁殖［19］，而丁酸被證實(shí)在體外培養(yǎng)的結(jié)腸癌細(xì)胞系中具有阻斷細(xì)胞分裂，減少癌細(xì)胞飽和密度和繁殖效率的作用，丁酸還可以抑制惡性表型的出現(xiàn)，減輕癌化［20］。除了脂肪酸和丁酸，一些益生菌在自身代謝中也會(huì)產(chǎn)生乳酸等，這使得腸道的pH降低，腸道的酸性環(huán)境具有較強(qiáng)的抑菌和殺菌作用，能夠控制病原菌的生長和繁殖。這對(duì)于腸道輕微損傷的復(fù)原是有幫助的［21－22］。更值得一提的是，較低的pH還可以起到膽酸的7－α脫羥基作用，這就減少了第一級(jí)膽酸向第二級(jí)膽酸轉(zhuǎn)化的效率，其中一種二級(jí)膽酸就是有腫瘤促進(jìn)作用的脫氧膽酸［23］。

申瑞玲等用燕麥β－葡聚糖飼喂小鼠實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，燕麥β－葡聚糖可以使腸道中雙歧桿菌和乳酸桿菌增加，而使大腸桿菌降低［18］。Reilly用包含未提取β－葡聚糖的膳食和提純的β－葡聚糖分別飼喂豬，研究發(fā)現(xiàn)飼喂含未提取β－葡聚糖的食物對(duì)豬腸道雙歧桿菌和乳酸桿菌的促進(jìn)作用更好［24］，這也許是β－葡聚糖在食物中可以受到保護(hù)從而更完整的進(jìn)入腸道中。對(duì)于一些由于腸內(nèi)益生菌過少而導(dǎo)致的一系列腸道疾病，完全可以嘗試使用益生菌配合燕麥β－葡聚糖進(jìn)行輔助治療。

2.3 β－葡聚糖的物理作用

β－葡聚糖在很小的濃度下就可以形成很高的粘稠度［25］，燕麥β－葡聚糖對(duì)小腸內(nèi)食物推進(jìn)的促進(jìn)作用是通過增加小腸平滑肌收縮的頻率和幅度來實(shí)現(xiàn)的［26］。這是由于β－葡聚糖的吸水作用和粘滯性。它可以制造腸道中相對(duì)較少水分的狀態(tài)，從而促進(jìn)腸道移動(dòng)食糜，這樣就導(dǎo)致了排便頻率相應(yīng)增加。1989年英、美、加拿大糖尿病研究協(xié)會(huì)報(bào)導(dǎo)，人體服用燕麥稃三周后，糞便排泄量每天增加56g，其中干糞量由27g上升到42g，效果十分顯著［3］。燕麥β－葡聚糖除了減少了糞便在腸道的停留時(shí)間，也減少了致癌物質(zhì)與腸道細(xì)胞的接觸，從而減少了許多致病物質(zhì)對(duì)腸道健康產(chǎn)生的不利影響。

3 燕麥β－葡聚糖的食用量

燕麥β－葡聚糖雖然對(duì)于腸道健康有著極大的益處，但是與其他營養(yǎng)素一樣不可以過度攝入，因?yàn)閷?duì)膳食纖維的過多攝入，會(huì)引起腹部不適，降低營養(yǎng)素如蛋白質(zhì)及脂肪的吸收［27］。同時(shí)，目前的研究也發(fā)現(xiàn)可溶性纖維素可減少膽汁酸的重吸收，使得在結(jié)腸細(xì)菌的分解作用下產(chǎn)生次級(jí)膽汁酸，這一點(diǎn)對(duì)腸道的防癌是不利的［22］。目前，過高的膳食纖維攝入對(duì)結(jié)腸癌的誘導(dǎo)發(fā)病是否存在影響是有爭(zhēng)議的［28］。結(jié)腸病患者對(duì)于燕麥?zhǔn)欠衲褪芤泊嬖跔?zhēng)議。有研究表明燕麥對(duì)于絕大多數(shù)結(jié)腸病患者是安全的，甚至有些醫(yī)生建議患者食用燕麥來輔助治療［29］。有些學(xué)者的建議是可溶性纖維與不可溶纖維素的攝入以1∶3為合適［22］。但是這恰好與天然燕麥可食用部分中可溶性纖維素與不可溶纖維素比例相差不大。

有研究表明，每天平均食用43g，甚至每天食用81g的燕麥對(duì)身體是沒有明顯危害的［30］。

4 問題與展望

食用燕麥有利于人們改善目前高熱量、高蛋白、高脂肪的不科學(xué)飲食結(jié)構(gòu)。中國農(nóng)科院品種資源所研制了燕麥保健片［31］。燕麥β－葡聚糖也成為現(xiàn)在食品科學(xué)與生命科學(xué)的熱點(diǎn)功能物質(zhì)。它在食品工業(yè)中的應(yīng)用范圍包括餅干、面包、乳品、肉類等多種食品。對(duì)于未來食品行業(yè)，還可以將燕麥搭配其他功能成分來達(dá)到一些保健功效，例如，有研究表明，燕麥與?；撬嵬瑫r(shí)服用可以抑制腸道對(duì)于內(nèi)毒素的吸收［32］。燕麥β－葡聚糖還可以作為一種食品中的添加劑來替代脂肪成分。但是它的一些保健作用的機(jī)制，尤其是β－（1，3）糖苷鍵具有的免疫刺激作用的研究還處于起步階段。但是不容置疑，燕麥β－葡聚糖的這一特性在降脂、降糖等心腦血管方面以外的領(lǐng)域也將具有一個(gè)很高的研究價(jià)值和良好的應(yīng)用前景。

然而目前，燕麥及燕麥β－葡聚糖工業(yè)化生產(chǎn)仍然面臨一些問題，在單純提取燕麥β－葡聚糖方面，目前采取超濾純化、透析純化、等電點(diǎn)脫蛋白結(jié)合溶劑沉淀法純化、活性炭脫蛋白結(jié)合乙醇沉淀純化、乙醇沉淀結(jié)合聚酰胺柱層析純化［33］。但是它們都存在各自的缺點(diǎn)。例如乙醇沉淀結(jié)合聚酰胺柱層析純化雖然提取效果非常好，但是目前只能停留實(shí)驗(yàn)室提純的階段。除此之外由于人們的對(duì)燕麥的了解和認(rèn)識(shí)還不夠，缺少創(chuàng)新性也是新型食品工業(yè)面臨的問題。

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Research progress in oat β－Glucan on the health effects of intestinal

WU Shao－h(huán)an1，SHEN Qun2，*，TAN Bin3，LIU Hong4
（1.College of Biological Science，China Agricultural University，Beijing 100193，China;
2.College of Food Science and Nutritional Engineering，China Agricultural University，Beijing 100083，China;
3.Academy of State Administration of Grain，Beijing 100037，China;
4.Agricultural Information Institute of CARS，Beijing 100081，China）

Oats are considered suitable for modern 21st century of high nutritional value of regular consumption of cereals.It has been eaten up a tasty addition to features;some of its functional components in the contribution of health care were discovered consistently，especially for multi－oat β－Glucan.The researches within 10 years of the oat β－Glucan on the role of health in the intestine were reviewed in this paper.

oats;β－Glucan;health

TS201.4

A

1002－0306（2012）17－0388－04

2012－03－15 *通訊聯(lián)系人

吳紹函（1991－），男，本科，研究方向:生物大分子。

粗糧及雜豆食品深度加工關(guān)鍵技術(shù)研究與示范（2012BAD34B05）;自然科學(xué)基金項(xiàng)目“中國農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)基地”（J1103520）;中國農(nóng)業(yè)大學(xué)“挑戰(zhàn)杯”創(chuàng)新基金（2012TW002）。