燕麥β-葡聚糖在食品加工中的應(yīng)用研究進展

◎曾洲華，蘇愛華，呂振岳

（1.廣州博濤生物技術(shù)有限公司/廣州中康食品有限公司，廣東 廣州 510635 2.廣州中康食品有限公司，廣東 廣州 510500 3.華南理工大學(xué)，食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 廣州 510641）

燕麥?zhǔn)且环N起源于中國的古老栽培作物，也是我國內(nèi)蒙、河北、甘肅、山西等華北高寒地帶人民的主要糧食作物[1]。燕麥的營養(yǎng)價值高，不飽和脂肪酸占4.71%、蛋白質(zhì)占16.89%、膳食纖維占10.60%；其中燕麥β-葡聚糖是膳食纖維的主要功效成分，經(jīng)酶解、提取、沉淀、醇析、干燥、殺菌等工藝制成，我國在2014年就將燕麥β-葡聚糖列入新食品原料[2]。據(jù)恒州誠思YH最新研究報告顯示（圖1），在2021-2027年間，全球燕麥β-葡聚糖市場預(yù)計將以7.22%的年復(fù)合增長率保持增長，2027年底市值將達(dá)到收入達(dá)到8千萬美元，中國市場規(guī)模預(yù)計2021-2027年間復(fù)合增長率為8.1%，2027年市值就能達(dá)到2.2千萬美元，這說明未來燕麥β-葡聚糖的應(yīng)用會越來越廣泛，食品行業(yè)將成為燕麥β-葡聚糖的主要應(yīng)用領(lǐng)域，為食品行業(yè)的發(fā)展提供動力[3]。本文就燕麥β-葡聚糖的作用功效及其在食品加工生產(chǎn)中的應(yīng)用進行全面論述，旨在為進一步開發(fā)和應(yīng)用燕麥β-葡聚糖提供理論支持。

圖1 全球燕麥β-葡聚糖的市場收入及收入增長率趨勢圖（2016-2027年）

1 燕麥β-葡聚糖的作用功效

1.1 降血脂、預(yù)防心血管疾病

近日，Shivakoti Rupak[4]等人在《美國醫(yī)學(xué)會雜志:網(wǎng)絡(luò)開放》發(fā)表的文章提出，65歲以上的老年人每天食用5克谷物纖維（燕麥β-葡聚糖）能夠有效降低心血管疾病風(fēng)險。燕麥β-葡聚糖是來源于燕麥的膳食纖維，美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）、歐洲食品安全局（EFSA）報告指出，每天攝入至少3 g的燕麥β-葡聚糖可降低血液膽固醇水平，從而降低冠心病風(fēng)險；國際血脂異常管理指南建議每日攝入5~15 g（歐洲指南）或10~25 g（美國指南）來自燕麥的β-葡聚糖可以減少血液中膽固醇含量。裴素萍[5]研究發(fā)現(xiàn)大鼠灌胃燕麥β-葡聚糖后，其血液中總膽固醇含量顯著降低，證實燕麥β-葡聚糖具有降血脂功效。

1.2 降血糖、控制體重

燕麥β-葡聚糖來源于燕麥，膳食纖維豐富，屬于低GI食品原料，既可提高餐后飽腹感[6]，也可減少腹部脂肪，起到降低體重、體重指數(shù)、體脂和腰臀比的作用，主要是由于燕麥β-葡聚糖可以在消化道內(nèi)壁形成粘液，阻止小腸中的內(nèi)容物和消化酶接觸，從而達(dá)到延長消化吸收時間的效果[7]。Tappy[8]等對糖尿病患者進行每天食用5 g燕麥β-葡聚糖的實驗結(jié)果表明，患者血糖水平可降低約50%。汪海波等[9]在研究糖尿病大鼠的血糖及糖代謝時也證實了燕麥β-葡聚糖能提高糖類在機體消化吸收利用過程中的轉(zhuǎn)運速度和效率，同時也能顯著降低肝糖原的分解，從而達(dá)到降低血糖的作用。ABBASI等[10]認(rèn)為燕麥 β-葡聚糖可通過延緩腸道對碳水化合物的吸收，維護體內(nèi)胰島素穩(wěn)定分泌來管理血糖。

1.3 提高胃部免疫力

Gudej Sylwia等[11]于2021年發(fā)表在《Nutrients》上的隨機臨床研究證明了燕麥β-葡聚糖在慢性胃炎中的有益作用。研究指出，在30 d的飲食中每天補充3克燕麥β-葡聚糖，可減少黏膜損傷，且不會加重臨床胃部疾病癥狀，可能的作用機制是燕麥β-葡聚糖吸水后可形成粘彈性物質(zhì)保護胃部。

1.4 促進腸道健康

LAZARIDOU等[12]研究發(fā)現(xiàn)燕麥β-葡聚糖作為水溶性膳食纖維，可以促進益生菌繁殖，幫助調(diào)節(jié)腸道菌群，促進人體腸道消化。李正華[13]實驗研究表明燕麥β-葡聚糖可以被厭氧菌分解代謝，產(chǎn)生短鏈脂肪酸（SCFA）和丁酸，增強腸道內(nèi)的酸性環(huán)境達(dá)到殺菌抑菌的作用。MA等[14]同時認(rèn)為燕麥β-葡聚糖具有強吸水作用和粘滯性，可以促進腸道移動食糜，減少了許多致病物質(zhì)對腸道的不利影響，從而減輕便秘和降低結(jié)腸癌的風(fēng)險。

1.5 提高機體免疫力及抗癌

燕麥β-葡聚糖可以作為一些免疫細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)配體，來提高食用者的免疫力[15]。ESTRADA[16]和Yun等[17]的研究均表明，燕麥β-葡聚糖具有免疫調(diào)節(jié)作用，燕麥β-葡聚糖既能促進小鼠淋巴細(xì)胞增殖，明顯提高小鼠對細(xì)菌、病毒入侵的抵抗能力，也能刺激小鼠腹膜巨噬細(xì)胞分泌腫瘤壞死因子和白介素-1等細(xì)胞免疫因子，增加小鼠血清免疫球蛋白的數(shù)量。寧鴻珍[18]和Christof[19]等研究通過體外實驗證明燕麥β-葡聚糖可以通過激活巨噬細(xì)胞來增加免疫球蛋白以及自然殺傷細(xì)胞等的量來刺激免疫功能，從而提高機體對感染以及寄生蟲病的抵抗力。Murphy[20]在大鼠上做了體內(nèi)實驗和CHOROMANSKA[21]通過體外實驗，均證明燕麥β-葡聚糖能抑制腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和擴散，具有良好的抗腫瘤功能，同時對正常細(xì)胞沒有副作用。

2 燕麥β-葡聚糖在食品加工中的應(yīng)用

2.1 在功能性食品中的應(yīng)用

燕麥β-葡聚糖具有降血糖、降血脂、調(diào)節(jié)胃腸道健康和提高機體免疫力等功效，可通過添加燕麥β-葡聚糖開發(fā)具有功能性的食品。日本研發(fā)了一種富含燕麥β-葡聚糖，可溶性膳食纖維含量大于5%的EX健康食品，且其低脂肪但口感風(fēng)味良好并具有一定降低人體膽固醇水平、減少慢性病危險性的功效[22]。中國臺灣最新研發(fā)出的含3.1 g/份燕麥β-葡聚糖的燕麥麩皮粉和燕麥β-葡聚糖含量高達(dá)3.8%的葡聚糖燕麥奶產(chǎn)品，在產(chǎn)品開發(fā)上結(jié)合豌豆纖維，異麥芽寡糖，使產(chǎn)品富含植物蛋白、維生素、礦物質(zhì)等，為腸道健康提供全面營養(yǎng)且具有高纖、低GI、生酮飲食等優(yōu)點，幫助維持腸道健康。ABBASI等[10]通過實驗表明燕麥β-葡聚糖能夠調(diào)節(jié)腸道內(nèi)葡萄糖轉(zhuǎn)運為蛋白的活性，來降低人們餐后的血糖水平；故燕麥β-葡聚糖可作為一種降低餐后血糖的膳食補充劑，用于可降低糖尿病患者血糖水平的功能性食品中。

2.2 在乳制品及飲料食品中的應(yīng)用

燕麥β-葡聚糖具有較好的乳化作用、增稠、增黏性，在酸性條件下各性質(zhì)穩(wěn)定，不僅可以改善產(chǎn)品的感官特性，同時還可作為包括乳酸菌、雙歧桿菌等在內(nèi)的益生菌發(fā)酵的底物。因此可應(yīng)用于酸奶、冰淇淋等乳制品和飲料中。梁瑩等[23]將燕麥β-葡聚糖添加到酸奶中進行試驗發(fā)現(xiàn)，添加了燕麥β-葡聚糖的酸奶質(zhì)地光滑、口感細(xì)膩和奶香濃郁，具有良好的感官特性。董吉林等[24]通過將不同比例的燕麥β-葡聚糖與瓜爾膠和CMC等混合制作成復(fù)合穩(wěn)定劑添加到冰激凌中，發(fā)現(xiàn)加入0.20%的燕麥β-葡聚糖不僅能明顯提高冰淇淋的膨脹率和黏度，而且可以增加其抗融性。賈建波[25]利用燕麥β-葡聚糖可作為益生菌的發(fā)酵底物如雙歧桿菌和鼠李糖乳桿菌等，成功研發(fā)出一種以燕麥和脫脂奶粉為主料，富含活性成分的、具有降血糖和減肥功效的燕麥生物乳，產(chǎn)品中燕麥β-葡聚糖含量高達(dá)180 mg/L，活菌數(shù)約為1 011個/mL。

同時燕麥β-葡聚糖可以作為具有降膽固醇、降血糖、通便潤腸等功效的可溶性膳食纖維成分，搭配0糖低卡甜味劑，膳食纖維等開發(fā)酸奶、豆奶、以及中老年人奶粉等無糖食品。

2.3 在焙烤食品中的應(yīng)用

在焙烤食品加工過程中添加燕麥β-葡聚糖不僅可以豐富了產(chǎn)品的營養(yǎng)成分，而且可以提高面團的耐揉性、持水性，同時也能延長了產(chǎn)品的保質(zhì)期。翟愛華等[26]在研制燕麥營養(yǎng)面包時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)燕麥粉添加量為15%、乳化劑和氧化劑添加量分別為1.0%和0.3%時，所加工生產(chǎn)出的燕麥營養(yǎng)面包中膳食纖維含量為普通面包的9.64倍，大大提高了面包中的營養(yǎng)成分含量。杜亞軍等[27]為了解決蛋糕中缺乏膳食纖維的問題，在蛋糕加工時加入燕麥膳食纖維， 結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)燕麥膳食纖維添加量為6%時，蛋糕在色、香、味方面都有了進一步提高，同時, 由于燕麥β-葡聚糖具有一定的持水性，因此對在存儲過程中的蛋糕具有一定保水作用, 延長了貨架期，此時烤制出蛋糕無論是在感官評價上還是其他理化指標(biāo)都最理想。

2.4 在肉制品中的應(yīng)用

燕麥β-葡聚糖具有較好的持水性和持油性，能夠添加在肉制品中以改善感官風(fēng)味。董吉林等[28]以肥瘦肉、燕麥β-葡聚糖、淀粉和卡拉膠制成肉糜，發(fā)現(xiàn)添加了燕麥β-葡聚糖的肉糜的持水性和持油性均比未加燕麥β-葡聚糖的對照組高，肉糜的感官性質(zhì)也得到很大改善，風(fēng)味極佳，鮮嫩多汁，富有彈性。LIU等[29]通過對比實驗發(fā)現(xiàn)添加了燕麥β-葡聚糖的肉丸比空白肉丸的表面更加光滑，而且添加了燕麥β-葡聚糖的肉丸產(chǎn)品在紋理分析和感官評價上都表現(xiàn)出最高的總體可接受性。

2.5 在壓片糖果中的應(yīng)用

以燕麥β-葡聚糖，果粉，山梨糖醇制成的壓片糖果（清口含片、起泡/微泡含片、磨砂刮舌清口片等），燕麥β-葡聚糖的存在既能增加胃內(nèi)容物的粘滯性，使得胃排空延遲，從而防止食后血糖急劇上升，又具有很好的通便潤腸和降低對人體有害的低密度膽固醇的效果；以燕麥β-葡聚糖為主要原料，麥芽糖醇、山梨糖醇和低聚異麥芽糖等為輔料，經(jīng)調(diào)配、混合、造粒、干燥、壓片等工序加工后, 可制成低熱量, 具有調(diào)節(jié)血脂、血糖, 改善腸道環(huán)境和潤腸通便等保健功能的燕麥膳食纖維咀嚼片[30]。

2.6 在固體飲料中的應(yīng)用

含燕麥β-葡聚糖的固體飲料，富含膳食纖維，且屬于低熱量食品，食用后不易被消化，產(chǎn)品所富含的燕麥β-葡聚糖具有強力的吸水膨脹性，食用后可在胃中產(chǎn)生持久的飽腹感和滿足感，降低食欲[31]；能夠促進分泌一種酪酪肽（Peptide，PYY2-36）的胃腸激素，該激素能與下丘腦Y2受體相結(jié)合，而該受體能通過抑制食欲刺激因子神經(jīng)肽（YY )的釋放來降低食欲[32]。減肥的同時可以控制血糖和血脂、減少便秘等、從而達(dá)到減肥的效果。

2.7 在口服液中的應(yīng)用

以燕麥β-葡聚糖，抗性糊精，低聚果糖制成的口服液，可利用燕麥β葡聚糖的吸水膨脹性和成膜性，在腸道內(nèi)分布更均勻，進而提高其降血脂和降血糖作用，且可顯著改善產(chǎn)品的口味和接受度，具有降血脂和血清膽固醇以及提高高密度脂蛋白的效果，控制由胰島素引起的糖尿病，對預(yù)防和治療動脈粥樣硬化和心腦血管疾病具有重要意義。

3 展望

燕麥β-葡聚糖作為純天然的新食品功能性原料，對機體健康具有多種功效，可以廣泛應(yīng)用在功能性食品，乳制品及飲料，谷物代餐等多種食品加工中，不僅能提高產(chǎn)品膳食纖維含量，而且有助于提高產(chǎn)品口感和改善質(zhì)構(gòu)，同時還可以降低食品中脂肪和糖含量，從而實現(xiàn)低糖/無糖/減糖的創(chuàng)新聲稱，并滿足清潔標(biāo)簽的需求；燕麥β-葡聚糖的使用優(yōu)勢和應(yīng)用價值凸顯，相信燕麥β-葡聚糖的應(yīng)用越來越普遍。