揭秘β-葡聚糖的結構:它的獨特性如何影響生理功能?

β-葡聚糖是一種重要的多醣體,存在於穀物、細菌以及真菌的細胞壁中。其物理化學特性因來源而異,形成的線性骨架主要由β-1,3-糖苷鍵連接而成。不僅如此,β-葡聚糖的分子量、溶解性、黏度以及分支結構等方面的變化,都會對動物的生理功能產生不同的影響。

攝取至少每日3克的燕麥纖維β-葡聚糖可以降低血液中的低密度脂蛋白膽固醇,從而降低心血管疾病的風險。

β-葡聚糖的保健效益在過去幾十年間逐漸被發現。1981年,有研究首次報導燕麥米糠對膽固醇有效降幅。此後,1997年美國FDA正式批准燕麥中β-葡聚糖降低飲食膽固醇吸收的健康聲明,這一政策對於日常飲食的提升有著重要促進作用。

β-葡聚糖的結構

β-葡聚糖的結構由六面體的D-葡萄糖環狀單元連接而成,而連接的方式通常依水源而異。儘管不是所有的β-D-葡萄糖多醣體均被視為β-葡聚糖,但傳統上其主要特徵則是由β-1,3糖苷鏈組成的骨架。值得注意的是,木質素並不被歸類於β-葡聚糖,因其不具溶解性,且与其他穀物或酵母中的β-葡聚糖展現出不同的物理化學特性。

部分β-葡聚糖的分子會有附加的葡萄糖側鏈,這類分支結構的頻率、位置和長度可能影響免疫調節能力。

常見的β-葡聚糖形式主要由具有β-1,3鍵的D-葡萄糖單元組成。酵母和真菌中的β-葡聚糖含有1-6側支,而穀物β-葡聚糖含有β-1,3和β-1,4主幹鍵,但並不含有β-1,3側支。海藻的主要骨架為β-1,3-葡聚糖,但也兼有β-1,6-葡聚糖的成分。

β-葡聚糖的類型

β-葡聚糖是一種天然成分,存在於細菌、真菌、酵母和穀物中,尤其是燕麥和大麥中。在不同來源的β-葡聚糖中,其分子骨架、分支水平及分子量差異會影響其溶解性和生理影響。

酵母細胞壁中的β(1,3)D-葡聚糖常被用作補充劑,其含有延伸的1,6葡萄糖分支。

目前許多研究正在探討來自蘑菇(如靈芝、香菇、黑枞、舞茸等)的β-葡聚糖,這些物質在免疫功能方面的潛力正受到廣泛關注。

可發酵纖維

在飲食中,β-葡聚糖作為一種可溶的可發酵纖維(也稱為益生元纖維),為大腸內的微生物提供了底物,增加了糞便的體積並產生短鏈脂肪酸,這些脂肪酸擁有廣泛的生理活動。這種發酵過程對大腸內的許多基因表達影響顯著,進而影響消化功能、膽固醇和葡萄糖代謝,以及免疫系統和其他系統性功能。

穀物中的β-葡聚糖

來自燕麥、大麥、小麥和黑麥的穀物β-葡聚糖對於正常膽固醇水平和高膽固醇患者的影響已經被廣泛研究。每日至少3克的燕麥β-葡聚糖攝取可降低5%至10%的總膽固醇及低密度脂蛋白膽固醇。然而,燕麥與大麥的三聚體和四聚體1-4鍵比例有所不同;大麥的1-4鍵更為豐富,而燕麥中的β-葡聚糖主要集中於燕麥種子的胚乳內,特別是外層。

β-葡聚糖的吸收

小腸上皮細胞能促進β(1,3)-葡聚糖及類似化合物進入淋巴系統,並進一步與巨噬細胞相互作用以激活免疫功能。放射性標記的研究顯示,β-葡聚糖的大小顆粒在血清中存在,這意味著它們通過腸道吸收進入血液循環。位於佩爾的淋巴結的M細胞能夠運輸整個不溶性葡聚糖顆粒進入腸道相關淋巴組織。

β(1,3)-D-葡聚糖在醫學上的應用包括檢測血液中該物質的存在,以識別侵入性真菌感染。

儘管這項測試能有助於檢測如Aspergillus、Candida及Pneumocystis jirovecii等真菌,但其結果需要在更廣泛的臨床背景下進行解釋。假陽性情況可能因為抗生素中的真菌污染而發生。

透過了解β-葡聚糖的結構及其在人體健康中的重要作用,我們也許能進一步探討如何更好地利用這一奇特的天然物質以促進人類健康,您是否曾思考過如何在日常飲食中更有效地融入這些健康成分呢?

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