燕麦β－葡聚糖对肠道的保健作用研究进展

吴绍函，沈 群，谭 斌，刘 宏

（1.中国农业大学生物学院，北京100193;

2.中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京100083;3.国家粮食局科学研究院，北京100037;

4.中国农业科学院农业信息研究所，北京 100081）

燕麦β－葡聚糖对肠道的保健作用研究进展

吴绍函1，沈 群2，*，谭 斌3，刘 宏4

（1.中国农业大学生物学院，北京100193;

2.中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京100083;3.国家粮食局科学研究院，北京100037;

4.中国农业科学院农业信息研究所，北京 100081）

燕麦被认为是21世纪适合现代人经常食用的高营养价值的谷物之一。它除了具有食用起来可口的特性，它的一些功能成分在保健方面的贡献不断被人们发现，其中尤其以燕麦β－葡聚糖为多。本文对近10年来国内外在燕麦β－葡聚糖对肠道保健方面的研究文献进行了整理综述。

燕麦，β－葡聚糖，保健

燕麦又称玉麦、雀麦，属禾本科燕麦属一年生草本植物，一般分为带稃型（皮燕麦）和裸粒型（裸燕麦）两种。与小麦一样，它被认为最早起源于亚洲［1］。燕麦广泛分布于全世界，集中种植在北纬40度以北的亚、欧、北美洲地区。全世界燕麦最大的生产国是俄罗斯。而中国是裸燕麦的发源地，我国大部分地区种植的为裸燕麦，而其它国家种植的燕麦95%是皮燕麦［2］。燕麦是一种全价营养谷物，它在蛋白质、脂肪、维生素、矿物元素、纤维素等五大营养物质的指标中居我国食用的九种粮食作物（小麦，水稻，谷子、玉米、大麦、荞麦、高粱、黄米、燕麦）之首［3］。目前的燕麦食品主要有燕麦片、燕麦面包、含燕麦成分的饮料等，除了作为人们日常生活膳食的一部分，燕麦还具有一定的药用价值，正逐渐成为医学界和营养学界关注的热点。其中，燕麦β－葡聚糖作为燕麦中主要功能成分，在降血脂、降血糖等方面的贡献已经被比较广泛和深入的研究。但是，对于燕麦β－葡聚糖在消化过程中对于消化系统的保健作用研究相对较少。本文对近10年来国内外在燕麦β－葡聚糖对肠道保健方面的研究文献进行了整理综述。

1 β－葡聚糖简介

葡聚糖是自然界中最常见的多糖链，由葡萄糖单体聚合而成，有α和β两种类型，α型主要包括淀粉等，不具有生物学活性，而β型则已经证实具有免疫调节、抗辐射、抗氧化等生物学活性［4］。β－葡聚糖是一种可溶性或不可溶性的多糖，其性质与β－（1－3）糖苷键的含量和聚合度有关［5］。β－葡聚糖存在广泛，糖苷键的形式也是各异的。谷物中的β－葡聚糖是由均一的 D－吡喃葡萄糖单位通过β－（1，3）和 β－（1，4）键连接成的线性同聚多糖［6］。β－葡聚糖主要存在于禾谷类植物籽粒胚乳和糊粉层细胞壁中，在燕麦中大量存在，通常来说，裸燕麦的β－葡聚糖含量要高于皮燕麦［7］。燕麦麸主要由去壳燕麦的最外层和部分胚乳组成，其中大约含有6%～9%的燕麦β－葡聚糖，燕麦麸中β－葡聚糖可能存在聚集，浓度为200×106g/mol［8］。在通过胃和小肠时，不可溶的β－葡聚糖可以部分转化成可溶的β－葡聚糖［1］。由于人体内缺少水解β－葡聚糖的相关酶类，所以它对于人体来说是难以被消化的。

2 燕麦β－葡聚糖对肠道的保健作用研究进展

2.1 促进免疫因子形成

燕麦β－葡聚糖由于具有β－（1，3）糖苷键，因此能影响免疫功能。β－葡聚糖被认为是巨噬细胞，T，B淋巴细胞和NK细胞的免疫刺激物，口服燕麦β－葡聚糖可以增加系统免疫和肠道免疫的能力。对于燕麦β－葡聚糖的摄入可以提高淋巴细胞的转化能力和NK细胞活性。它可以非特异性地增加机体对肿瘤、真菌、细菌、病毒和原生生物等所致疾病的抵抗能力。Czop和Austen已经证实大麦β－葡聚糖可以被人类巨噬细胞特异性受体所识别，而燕麦β－葡聚糖同样可能识别相同受体［9－10］。通过对小鼠的实验表明，燕麦β－葡聚糖在小鼠体外可以使淋巴细胞增殖，增强小鼠抵抗细菌侵袭的能力，刺激鼠腹腔的巨噬细胞释放IL－1和TNE－alpha以及鼠巨噬细胞 p338DI的释放［11］。Cheol－Heui Yun 等通过小鼠的实验表明燕麦β－葡聚糖可以促进IL－1产生，并且发现无论食用或皮下注射，燕麦β－葡聚糖都可以增加机体对艾美球虫的抵抗。有些学者提出食用燕麦（1→3），（1→4）－β－D－葡聚糖可以促进肠道NF－кB在白细胞和肠上皮细胞易位。而NF－κB的激活可以刺激免疫系统对病原体进行对抗［10］。燕麦β－葡聚糖除了对于免疫系统相关细胞的刺激和促进作用之外，它还可以促进抗体的产生。李慧等的实验结果证实，高剂量（远超过正常推荐摄入量）的燕麦β－葡聚糖摄入能提高小鼠的抗体生成［12］;曾钧发等通过给42例早期严重烧伤休克期的患者鼻饲燕麦米汤的实验中发现燕麦米汤（燕麦米汤的配制方法:取裸燕麦、大米各50g，加清水500mL熬制成含燕麦0.1g/mL的米汤，过滤后紫外线消毒备用）能较好地促进肠道复苏［13］，这很有可能是由于β－燕麦葡聚糖具有促进肠道细胞再生以及刺激免疫系统减少感染几率的原因。靳大勇在肠内营养中加用膳食纤维治疗短肠大鼠，营养状况及结肠代偿明显优于单用肠内营养组［14］。燕麦β－葡聚糖可能由肠道上皮的M细胞摄取，通过它的特异性转运进入淋巴系统［9］。

2.2 对肠道菌群的作用

燕麦β－葡聚糖是一种可溶性的膳食纤维，占燕麦膳食纤维总量的约1/3［15］。这与不可溶膳食纤维在肠道内的作用是不同的。作为水溶性膳食纤维的燕麦β－葡聚糖进入人体消化道后，由于人类肠道内缺少β－葡聚糖酶，燕麦β－葡聚糖在上段小肠内不被消化吸收，在大肠内，益生菌通过分泌到胞外的糖苷酶将其降解，然后再吸收利用，这样燕麦β－葡聚糖可以作为益生菌的碳源，选择性地刺激益生菌的生长和活力，从而促进益生菌繁殖。另一方面，燕麦β－葡聚糖作为益生菌的发酵底物，在结肠中可被厌氧菌分解代谢，产生短链脂肪酸（SCFA）和丁酸。结肠粘膜细胞不能从血液中获得营养，它的营养来源是内腔中的短链脂肪酸、氨基酸、生长因子、维生素和益生菌产生的抗氧化物等［16］，SCFA是结肠粘膜的重要营养底物，可以增加肠道血流，刺激胃肠激素的分泌，营养结肠粘膜上皮细胞，促进肠道上皮细胞增殖，促进蠕动，减少腹胀。小鼠的实验表明SCFA还可以增加肠道T细胞数量［17］。同时，又不同于其他常见的寡糖类可溶性膳食纤维，燕麦β－葡聚糖具有大分子性，因此可以大量、缓慢的提供SCFA和微生物碳源，即使在结肠远端［18］。通过Robert Pieper的研究发现，增加β－葡聚糖饲喂和调整支链淀粉和直链淀粉比率有利于产丁酸的益生菌繁殖［19］，而丁酸被证实在体外培养的结肠癌细胞系中具有阻断细胞分裂，减少癌细胞饱和密度和繁殖效率的作用，丁酸还可以抑制恶性表型的出现，减轻癌化［20］。除了脂肪酸和丁酸，一些益生菌在自身代谢中也会产生乳酸等，这使得肠道的pH降低，肠道的酸性环境具有较强的抑菌和杀菌作用，能够控制病原菌的生长和繁殖。这对于肠道轻微损伤的复原是有帮助的［21－22］。更值得一提的是，较低的pH还可以起到胆酸的7－α脱羟基作用，这就减少了第一级胆酸向第二级胆酸转化的效率，其中一种二级胆酸就是有肿瘤促进作用的脱氧胆酸［23］。

申瑞玲等用燕麦β－葡聚糖饲喂小鼠实验中发现，燕麦β－葡聚糖可以使肠道中双歧杆菌和乳酸杆菌增加，而使大肠杆菌降低［18］。Reilly用包含未提取β－葡聚糖的膳食和提纯的β－葡聚糖分别饲喂猪，研究发现饲喂含未提取β－葡聚糖的食物对猪肠道双歧杆菌和乳酸杆菌的促进作用更好［24］，这也许是β－葡聚糖在食物中可以受到保护从而更完整的进入肠道中。对于一些由于肠内益生菌过少而导致的一系列肠道疾病，完全可以尝试使用益生菌配合燕麦β－葡聚糖进行辅助治疗。

2.3 β－葡聚糖的物理作用

β－葡聚糖在很小的浓度下就可以形成很高的粘稠度［25］，燕麦β－葡聚糖对小肠内食物推进的促进作用是通过增加小肠平滑肌收缩的频率和幅度来实现的［26］。这是由于β－葡聚糖的吸水作用和粘滞性。它可以制造肠道中相对较少水分的状态，从而促进肠道移动食糜，这样就导致了排便频率相应增加。1989年英、美、加拿大糖尿病研究协会报导，人体服用燕麦稃三周后，粪便排泄量每天增加56g，其中干粪量由27g上升到42g，效果十分显著［3］。燕麦β－葡聚糖除了减少了粪便在肠道的停留时间，也减少了致癌物质与肠道细胞的接触，从而减少了许多致病物质对肠道健康产生的不利影响。

3 燕麦β－葡聚糖的食用量

燕麦β－葡聚糖虽然对于肠道健康有着极大的益处，但是与其他营养素一样不可以过度摄入，因为对膳食纤维的过多摄入，会引起腹部不适，降低营养素如蛋白质及脂肪的吸收［27］。同时，目前的研究也发现可溶性纤维素可减少胆汁酸的重吸收，使得在结肠细菌的分解作用下产生次级胆汁酸，这一点对肠道的防癌是不利的［22］。目前，过高的膳食纤维摄入对结肠癌的诱导发病是否存在影响是有争议的［28］。结肠病患者对于燕麦是否耐受也存在争议。有研究表明燕麦对于绝大多数结肠病患者是安全的，甚至有些医生建议患者食用燕麦来辅助治疗［29］。有些学者的建议是可溶性纤维与不可溶纤维素的摄入以1∶3为合适［22］。但是这恰好与天然燕麦可食用部分中可溶性纤维素与不可溶纤维素比例相差不大。

有研究表明，每天平均食用43g，甚至每天食用81g的燕麦对身体是没有明显危害的［30］。

4 问题与展望

食用燕麦有利于人们改善目前高热量、高蛋白、高脂肪的不科学饮食结构。中国农科院品种资源所研制了燕麦保健片［31］。燕麦β－葡聚糖也成为现在食品科学与生命科学的热点功能物质。它在食品工业中的应用范围包括饼干、面包、乳品、肉类等多种食品。对于未来食品行业，还可以将燕麦搭配其他功能成分来达到一些保健功效，例如，有研究表明，燕麦与牛磺酸同时服用可以抑制肠道对于内毒素的吸收［32］。燕麦β－葡聚糖还可以作为一种食品中的添加剂来替代脂肪成分。但是它的一些保健作用的机制，尤其是β－（1，3）糖苷键具有的免疫刺激作用的研究还处于起步阶段。但是不容置疑，燕麦β－葡聚糖的这一特性在降脂、降糖等心脑血管方面以外的领域也将具有一个很高的研究价值和良好的应用前景。

然而目前，燕麦及燕麦β－葡聚糖工业化生产仍然面临一些问题，在单纯提取燕麦β－葡聚糖方面，目前采取超滤纯化、透析纯化、等电点脱蛋白结合溶剂沉淀法纯化、活性炭脱蛋白结合乙醇沉淀纯化、乙醇沉淀结合聚酰胺柱层析纯化［33］。但是它们都存在各自的缺点。例如乙醇沉淀结合聚酰胺柱层析纯化虽然提取效果非常好，但是目前只能停留实验室提纯的阶段。除此之外由于人们的对燕麦的了解和认识还不够，缺少创新性也是新型食品工业面临的问题。

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

WU Shao－han1，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 *通讯联系人

吴绍函（1991－），男，本科，研究方向:生物大分子。

粗粮及杂豆食品深度加工关键技术研究与示范（2012BAD34B05）;自然科学基金项目“中国农业大学生物学基地”（J1103520）;中国农业大学“挑战杯”创新基金（2012TW002）。