燕麦β-葡聚糖在食品加工中的应用研究进展

◎曾洲华，苏爱华，吕振岳

（1.广州博涛生物技术有限公司/广州中康食品有限公司，广东 广州 510635 2.广州中康食品有限公司，广东 广州 510500 3.华南理工大学，食品科学与工程学院，广东 广州 510641）

燕麦是一种起源于中国的古老栽培作物，也是我国内蒙、河北、甘肃、山西等华北高寒地带人民的主要粮食作物[1]。燕麦的营养价值高，不饱和脂肪酸占4.71%、蛋白质占16.89%、膳食纤维占10.60%；其中燕麦β-葡聚糖是膳食纤维的主要功效成分，经酶解、提取、沉淀、醇析、干燥、杀菌等工艺制成，我国在2014年就将燕麦β-葡聚糖列入新食品原料[2]。据恒州诚思YH最新研究报告显示（图1），在2021-2027年间，全球燕麦β-葡聚糖市场预计将以7.22%的年复合增长率保持增长，2027年底市值将达到收入达到8千万美元，中国市场规模预计2021-2027年间复合增长率为8.1%，2027年市值就能达到2.2千万美元，这说明未来燕麦β-葡聚糖的应用会越来越广泛，食品行业将成为燕麦β-葡聚糖的主要应用领域，为食品行业的发展提供动力[3]。本文就燕麦β-葡聚糖的作用功效及其在食品加工生产中的应用进行全面论述，旨在为进一步开发和应用燕麦β-葡聚糖提供理论支持。

图1 全球燕麦β-葡聚糖的市场收入及收入增长率趋势图（2016-2027年）

1 燕麦β-葡聚糖的作用功效

1.1 降血脂、预防心血管疾病

近日，Shivakoti Rupak[4]等人在《美国医学会杂志:网络开放》发表的文章提出，65岁以上的老年人每天食用5克谷物纤维（燕麦β-葡聚糖）能够有效降低心血管疾病风险。燕麦β-葡聚糖是来源于燕麦的膳食纤维，美国食品药品监督管理局（FDA）、欧洲食品安全局（EFSA）报告指出，每天摄入至少3 g的燕麦β-葡聚糖可降低血液胆固醇水平，从而降低冠心病风险；国际血脂异常管理指南建议每日摄入5~15 g（欧洲指南）或10~25 g（美国指南）来自燕麦的β-葡聚糖可以减少血液中胆固醇含量。裴素萍[5]研究发现大鼠灌胃燕麦β-葡聚糖后，其血液中总胆固醇含量显著降低，证实燕麦β-葡聚糖具有降血脂功效。

1.2 降血糖、控制体重

燕麦β-葡聚糖来源于燕麦，膳食纤维丰富，属于低GI食品原料，既可提高餐后饱腹感[6]，也可减少腹部脂肪，起到降低体重、体重指数、体脂和腰臀比的作用，主要是由于燕麦β-葡聚糖可以在消化道内壁形成粘液，阻止小肠中的内容物和消化酶接触，从而达到延长消化吸收时间的效果[7]。Tappy[8]等对糖尿病患者进行每天食用5 g燕麦β-葡聚糖的实验结果表明，患者血糖水平可降低约50%。汪海波等[9]在研究糖尿病大鼠的血糖及糖代谢时也证实了燕麦β-葡聚糖能提高糖类在机体消化吸收利用过程中的转运速度和效率，同时也能显著降低肝糖原的分解，从而达到降低血糖的作用。ABBASI等[10]认为燕麦 β-葡聚糖可通过延缓肠道对碳水化合物的吸收，维护体内胰岛素稳定分泌来管理血糖。

1.3 提高胃部免疫力

Gudej Sylwia等[11]于2021年发表在《Nutrients》上的随机临床研究证明了燕麦β-葡聚糖在慢性胃炎中的有益作用。研究指出，在30 d的饮食中每天补充3克燕麦β-葡聚糖，可减少黏膜损伤，且不会加重临床胃部疾病症状，可能的作用机制是燕麦β-葡聚糖吸水后可形成粘弹性物质保护胃部。

1.4 促进肠道健康

LAZARIDOU等[12]研究发现燕麦β-葡聚糖作为水溶性膳食纤维，可以促进益生菌繁殖，帮助调节肠道菌群，促进人体肠道消化。李正华[13]实验研究表明燕麦β-葡聚糖可以被厌氧菌分解代谢，产生短链脂肪酸（SCFA）和丁酸，增强肠道内的酸性环境达到杀菌抑菌的作用。MA等[14]同时认为燕麦β-葡聚糖具有强吸水作用和粘滞性，可以促进肠道移动食糜，减少了许多致病物质对肠道的不利影响，从而减轻便秘和降低结肠癌的风险。

1.5 提高机体免疫力及抗癌

燕麦β-葡聚糖可以作为一些免疫细胞的免疫调节配体，来提高食用者的免疫力[15]。ESTRADA[16]和Yun等[17]的研究均表明，燕麦β-葡聚糖具有免疫调节作用，燕麦β-葡聚糖既能促进小鼠淋巴细胞增殖，明显提高小鼠对细菌、病毒入侵的抵抗能力，也能刺激小鼠腹膜巨噬细胞分泌肿瘤坏死因子和白介素-1等细胞免疫因子，增加小鼠血清免疫球蛋白的数量。宁鸿珍[18]和Christof[19]等研究通过体外实验证明燕麦β-葡聚糖可以通过激活巨噬细胞来增加免疫球蛋白以及自然杀伤细胞等的量来刺激免疫功能，从而提高机体对感染以及寄生虫病的抵抗力。Murphy[20]在大鼠上做了体内实验和CHOROMANSKA[21]通过体外实验，均证明燕麦β-葡聚糖能抑制肿瘤细胞的转移和扩散，具有良好的抗肿瘤功能，同时对正常细胞没有副作用。

2 燕麦β-葡聚糖在食品加工中的应用

2.1 在功能性食品中的应用

燕麦β-葡聚糖具有降血糖、降血脂、调节胃肠道健康和提高机体免疫力等功效，可通过添加燕麦β-葡聚糖开发具有功能性的食品。日本研发了一种富含燕麦β-葡聚糖，可溶性膳食纤维含量大于5%的EX健康食品，且其低脂肪但口感风味良好并具有一定降低人体胆固醇水平、减少慢性病危险性的功效[22]。中国台湾最新研发出的含3.1 g/份燕麦β-葡聚糖的燕麦麸皮粉和燕麦β-葡聚糖含量高达3.8%的葡聚糖燕麦奶产品，在产品开发上结合豌豆纤维，异麦芽寡糖，使产品富含植物蛋白、维生素、矿物质等，为肠道健康提供全面营养且具有高纤、低GI、生酮饮食等优点，帮助维持肠道健康。ABBASI等[10]通过实验表明燕麦β-葡聚糖能够调节肠道内葡萄糖转运为蛋白的活性，来降低人们餐后的血糖水平；故燕麦β-葡聚糖可作为一种降低餐后血糖的膳食补充剂，用于可降低糖尿病患者血糖水平的功能性食品中。

2.2 在乳制品及饮料食品中的应用

燕麦β-葡聚糖具有较好的乳化作用、增稠、增黏性，在酸性条件下各性质稳定，不仅可以改善产品的感官特性，同时还可作为包括乳酸菌、双歧杆菌等在内的益生菌发酵的底物。因此可应用于酸奶、冰淇淋等乳制品和饮料中。梁莹等[23]将燕麦β-葡聚糖添加到酸奶中进行试验发现，添加了燕麦β-葡聚糖的酸奶质地光滑、口感细腻和奶香浓郁，具有良好的感官特性。董吉林等[24]通过将不同比例的燕麦β-葡聚糖与瓜尔胶和CMC等混合制作成复合稳定剂添加到冰激凌中，发现加入0.20%的燕麦β-葡聚糖不仅能明显提高冰淇淋的膨胀率和黏度，而且可以增加其抗融性。贾建波[25]利用燕麦β-葡聚糖可作为益生菌的发酵底物如双歧杆菌和鼠李糖乳杆菌等，成功研发出一种以燕麦和脱脂奶粉为主料，富含活性成分的、具有降血糖和减肥功效的燕麦生物乳，产品中燕麦β-葡聚糖含量高达180 mg/L，活菌数约为1 011个/mL。

同时燕麦β-葡聚糖可以作为具有降胆固醇、降血糖、通便润肠等功效的可溶性膳食纤维成分，搭配0糖低卡甜味剂，膳食纤维等开发酸奶、豆奶、以及中老年人奶粉等无糖食品。

2.3 在焙烤食品中的应用

在焙烤食品加工过程中添加燕麦β-葡聚糖不仅可以丰富了产品的营养成分，而且可以提高面团的耐揉性、持水性，同时也能延长了产品的保质期。翟爱华等[26]在研制燕麦营养面包时发现，当燕麦粉添加量为15%、乳化剂和氧化剂添加量分别为1.0%和0.3%时，所加工生产出的燕麦营养面包中膳食纤维含量为普通面包的9.64倍，大大提高了面包中的营养成分含量。杜亚军等[27]为了解决蛋糕中缺乏膳食纤维的问题，在蛋糕加工时加入燕麦膳食纤维， 结果发现当燕麦膳食纤维添加量为6%时，蛋糕在色、香、味方面都有了进一步提高，同时, 由于燕麦β-葡聚糖具有一定的持水性，因此对在存储过程中的蛋糕具有一定保水作用, 延长了货架期，此时烤制出蛋糕无论是在感官评价上还是其他理化指标都最理想。

2.4 在肉制品中的应用

燕麦β-葡聚糖具有较好的持水性和持油性，能够添加在肉制品中以改善感官风味。董吉林等[28]以肥瘦肉、燕麦β-葡聚糖、淀粉和卡拉胶制成肉糜，发现添加了燕麦β-葡聚糖的肉糜的持水性和持油性均比未加燕麦β-葡聚糖的对照组高，肉糜的感官性质也得到很大改善，风味极佳，鲜嫩多汁，富有弹性。LIU等[29]通过对比实验发现添加了燕麦β-葡聚糖的肉丸比空白肉丸的表面更加光滑，而且添加了燕麦β-葡聚糖的肉丸产品在纹理分析和感官评价上都表现出最高的总体可接受性。

2.5 在压片糖果中的应用

以燕麦β-葡聚糖，果粉，山梨糖醇制成的压片糖果（清口含片、起泡/微泡含片、磨砂刮舌清口片等），燕麦β-葡聚糖的存在既能增加胃内容物的粘滞性，使得胃排空延迟，从而防止食后血糖急剧上升，又具有很好的通便润肠和降低对人体有害的低密度胆固醇的效果；以燕麦β-葡聚糖为主要原料，麦芽糖醇、山梨糖醇和低聚异麦芽糖等为辅料，经调配、混合、造粒、干燥、压片等工序加工后, 可制成低热量, 具有调节血脂、血糖, 改善肠道环境和润肠通便等保健功能的燕麦膳食纤维咀嚼片[30]。

2.6 在固体饮料中的应用

含燕麦β-葡聚糖的固体饮料，富含膳食纤维，且属于低热量食品，食用后不易被消化，产品所富含的燕麦β-葡聚糖具有强力的吸水膨胀性，食用后可在胃中产生持久的饱腹感和满足感，降低食欲[31]；能够促进分泌一种酪酪肽（Peptide，PYY2-36）的胃肠激素，该激素能与下丘脑Y2受体相结合，而该受体能通过抑制食欲刺激因子神经肽（YY )的释放来降低食欲[32]。减肥的同时可以控制血糖和血脂、减少便秘等、从而达到减肥的效果。

2.7 在口服液中的应用

以燕麦β-葡聚糖，抗性糊精，低聚果糖制成的口服液，可利用燕麦β葡聚糖的吸水膨胀性和成膜性，在肠道内分布更均匀，进而提高其降血脂和降血糖作用，且可显著改善产品的口味和接受度，具有降血脂和血清胆固醇以及提高高密度脂蛋白的效果，控制由胰岛素引起的糖尿病，对预防和治疗动脉粥样硬化和心脑血管疾病具有重要意义。

3 展望

燕麦β-葡聚糖作为纯天然的新食品功能性原料，对机体健康具有多种功效，可以广泛应用在功能性食品，乳制品及饮料，谷物代餐等多种食品加工中，不仅能提高产品膳食纤维含量，而且有助于提高产品口感和改善质构，同时还可以降低食品中脂肪和糖含量，从而实现低糖/无糖/减糖的创新声称，并满足清洁标签的需求；燕麦β-葡聚糖的使用优势和应用价值凸显，相信燕麦β-葡聚糖的应用越来越普遍。