곡물 베타글루칸 (Beta Glucan) 이란?

시리얼은 동양의 식단에서 중요한 부분이다다.정제된 곡물과 비교해 통곡물은 겨와 배아를 더 많이 유지하고 영양소, 특히 식이섬유, 미량 영양소, 폴리페놀 같은 피토케미컬이 풍부하다.통곡물의 섭취가 균형 잡힌 식습관을 크게 개선하고 제2 형 당뇨병, 심혈관 질환, 대장암 [1]과 같은 만성 질환의 위험을 줄일 수 있다는 증거는 많다.그러므로 정제된 곡물을 통곡물로 대체하도록 권장하는 것은 & 국민의 영양을 개선하는 중요한 방법이다#39; s 식단이다.식이섬유는 통곡물식품의 중요한 기능성분이다.조사에 따르면 시리얼 원료의 식이섬유가 다른 원료의 식이섬유보다 인체 건강에 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 이는 구조의 차이와 관련이 있다 [2].β-glucan is an important 식이섬유component 의cereals. It is found 에서이cell walls 의endosperm 그리고is 한polysaccharide [3]. It is found 에서이highest amounts in 보리(2.5%–11.3%) 그리고oats (2.2%–7.8%), 그리고also in smaller amounts in rye (1.2%–2.0%) 그리고밀(0.4%–1.4%) [4].

최근 몇 년간, 공공 '의 영양과 건강에 대한 관심이 증가하면서 통곡물 식품의 소비가 지속적으로 증가하고 있다.특히, 건강을 바탕으로 미국 FDA의 주장과 EU의 효능에 β-glucan, β 가 풍부 한 식품의 소비-glucan, 귀리와 보리,는 또한 같은 매년 증가 했다.시리 얼 β의 깊이와 폭과 관련 된 연구-glucan 국내외에서 크게 확장 되었고, 그리고 연구에서 추출 다양화 되, 고립과 정화 방법의 β-glucan;식품 가공 및 처리 기법의 영향의 구조와 특성에 관 한 β-glucan;식품 가공 및 처리 기법의 영향의 구조와 특성에 관 한 β-glucan;사이의 교호작용 β-glucan과 물질 같은 단백질과 지질;다양 한 종류의 음식에의 응용 β-glucan;그리고 그 연구에 영양 β의 이점과 건강-glucan다.그러므로이 논문의 검토을 제공 한 최근의 연구에서 진전 시리 얼 β-glucan다.

1 추출, 시리 얼의 준비와 정화 β-glucan

곡물 β-glucan은 주로 subaleurone 층에서 발견 되었는데, 배 세포 벽의 곡물 이에요.곡물의 속성 및 애플리케이션 β-glucan은 주로 분자 구조 특성에 바탕을 두고 있다.추출 조건에 영향을 미 칠 뿐만 아니라 β-glucan추출 율, 하지만 또한 분자 구조에 영향을 미 칩니다.그러므로, 최근 몇 년 간, 커다 란 문학의 독자 보고 방법는 숫자를 추출, 곡물의 분리와 정화 β-glucan다.문학의 검토 [6]은 현재의 시리 얼 β를 추출하는 주요한 방법 한 다는 것을 발견-glucan은 나무의 연구에서 파생 된 et알다.[7], 그리고 기본적인 단계를 그림 1에 표시 되어 있다.이어서 이를 바탕으로 연구자들은 다양한 시리얼 원료, 예비 추출 조건, 수율과 순도에 영향을 미치는 요인 등에 대해 심도 있는 연구를 수행했다 (표 1 참조).

At present, the main raw materials used to extract 시리 얼β-glucaninclude barley, barley, oats 그리고귀리bran. 이extracti에rate 의β-glucan에서보리그리고barley is relatively high, while the extracti에rate is relatively low when oats 그리고귀리밀기울are used 로raw materials, which is related to the distributi에의β-glucanin cereals. Comparing different 추출methods, it was found that the β-glucan extraction rates 의different methods ranged 에서about 50% to 87%, 그리고the yields ranged from about 5% to 8.5%. The enzyme method had a relatively high extraction rate, while the microwave-assisted extraction method had a relatively high yield. 에서addition, Ahmada etal.[3] reported that the enzymatic extraction method yielded a β-glucan product 와better stability 그리고기능properties. However, extraction is a complex process that requires attention not only to yield, but also to functionality 그리고product stability. Therefore, the extraction 의β-glucan from cereals, especially its industrial preparation, requires a comprehensive consideration 의technical 그리고product quality indicators such as stability 그리고energy consumption.

2의 심층적인 분석의 기능적 속성 시리 얼 β-glucan와 음식에 들어있는의 응용

최근 몇 년 간, 시리 얼이 건강에 미치는 영향의 이해와 β-glucan 및에 대한 연구의 심화 분자 속성, 많은 연구자들은 더 많은 관심을 지불 사이의 관계의 구조와 기능적 속성 β-glucan와 전망의 응용이다.양 Chengjun et알다.[20]검토의 구조와 물리적 특성 귀리 β-glucan, 영양에과 적용 속성 고기, 빵집과 음료 산업;Izydorczyk [21]분자 구조를 검토, 보리의 부지의 속성 및 적용 β-glucan에 음식이다.

β-glucan in the 음식industry mainly includes products such as bakery products, dairy products, beverages, meat products and snack foods (see Table 2). In recent years, 연구on the application 의시리 얼β-glucan has been increasing. On the one hand, β-glucan is added to different foods to study the 효과on the 속성의food system components and food quality; on the 다른hand, based on the interaction between β-glucan and different molecules in the food system, the 기능속성and application 의 β-glucancomplex'의 기능적 특성 및 응용 프로그램.이를 위하여,이 논문의 응용 프로그램 β-glucan 예 로서 빵집에서 제품의 효과를 개요 β 반죽에 외-glucan 속성 음식의 질과 한다.동시에, 그것은 또한의 연구와 응용 프로그램의 검토을 제공 한 β-glucan 복합이다.

2. 1의 적용 β-glucan 빵집에서 제품

추가β-glucan to bakery products can increase the water-용해dietary 파이버content on the one hand, and affect the 레올로속성hydration characteristics and product texture 의the dough on the other. Studies have shown that adding the right amount 의oat β-glucan (OG) can improve the 레올로속성의the dough. Adding 0.5% to 5.0% OGto low-gluten, medium-gluten and high-gluten flour and steamed bread flour, as the amount added increases, the water absorption rate, formation time and stability time 의the dough all increase. Adding 0.5% to 1.0% OG can make the extensibility 의low-gluten flour similar to that 의steamed bread flour . OG can slightly increase the gelatinization temperature 의medium-gluten flour, but it can also reduce the gelatinization temperature 의steamed bread flour and the final viscosity, attenuation value and recovery value of the four types of flour [36]. Some studies have also shown that the addition of β-glucan has a deteriorating effect on the dough. When adding barley β-glucan (BG) ≥0.5%, the resistance of wheat dough to extension increases, and the dough formation time, stability time, weakening degree (value) and extensibility are all significantly reduced. When the amount of β-glucan added is ≥1.5%, the specific volume of wheat flour bread is significantly reduced, the hardness is increased, and the elasticity is reduced [37].

또한 베타글루칸은 반죽의 수화 특성에 영향을 주어 제품 품질에 영향을 미친다.연구에 의하면 국수나 찐빵에 OG를 첨가하면 수분이동과 전분노화를 억제하고 수분손실과 조리손실을 줄일수 있다 [38~39].70% OG를 함유한 수용성 식이섬유를 밀가루에 첨가하였으며, 수분 함량을 최적화하여 흰빵과 유사한 식감을 가지며 수용성 식이섬유 (SDF) 가 풍부한 빵을 얻을 수 있다 [40].β의 효과-glucan의 수화 특성에 관 한 반죽은 관련 벌금을의 구조, 같은 분자 크기 [41].Skendi 등 42)의 두 가지 다른 상대 분자 질량 (1.00×105 및 2.03×105) BG 가 두 가지 밀가루 반죽의 레토르트, 점탄성 및 빵 품질에 미치는 영향을 연구하였다.

그 결과 두 분자량 BGs 모두 탄성, 변형 저항성 및 유동성을 증가시켰다.그 중, 저글루텐 밀가루에 저분자량 BG를 첨가하면 고글루텐 밀가루와 유사한 품질의 밀가루를 얻을 수 있다.Rieder et알다.[43] 지적 높은 분자 무게 β-glucan 증가시 킬 수 있는 점도 반죽의 수용액을하고 모공을 안정화 단계;[44] 그러나, Gill etal. 지적 했 듯이 그 높은 분자 무게 β-glucan 반죽에 더 불리 한 영향을 미치 것 입니다, 밀가루 반죽을 더 확장하고 덜 확장성를 거부하는 경향이 있다.이것은 높은 분자 무게 때문에 β-glucan는 매우 점 성 젤을 만들어 그것은 물와 접촉 했을 때, 글 루 텐의 표면을 준수하는 단백질, 글 루 텐 단백질과 경쟁을 글 루 텐의 형성과 안정에 영향을 미치는 수분과 네트워크 구조 [45].

2. 2의 물리적 및 화학적 특성 β-glucan 단지와 그들의 응용 음식으로

최근 몇 년 간, 시리 얼에 대한 연구 β-glucan의 연구와 응용 프로그램을 포함 하기 위해 그 회사는 확장 되 물리적 및 화학적 특성과 조합 되어 다른 거대분자다.

2.2.1 β-glucan 다당류 복합

베타글루칸은 어느 정도의 겔링 특성을 가지며, 다른 다당류와 결합하면 겔링 특성을 강화할 수 있다.곤약글루코만난과 베타글루칸 간의 상호작용은 베타글루칸 분자의 수소결합 흡착 및 내장을 통해 복합젤의 유동성, 수분유지력, 점탄성, 응집력 및 저장안정성을 현저히 향상시킬 수 있으나, 경도를 감소시키는 효과가 크다 [43].그러므로, 적당 한 양의 konjac를 추가 glucomannan의 응용 프로그램 잠재력을 높 일 수 있 β-glucan 정도로만에 음식이다.추가 β-glucan 귀리 녹말을 또한 유니폼을 형성 한 할 수 있고을 통해 짙은 네트워크 구조 수소 결합이다.β-glucan 녹말 결정 화에 영향을 미치는 특정 한 보호 구역과 처리 한 초고 압력하에 핵이 형성 할 수 있 조건을 억제 녹말 [44] 고령화 되고 있다.때 보리 β-glucan은 밀 전분과 혼합, 그것은 또한의 표면 전분 알갱이를 하기 위해 결합하는 수소 결합을 통해 서, 물 흡수 식과 붓을 증진, 그리고 말 한,의 질서 있는 배열하고의 weight-average 상대 분자량 말 한 [46]다.

베타글루칸은 겔화작용이 어느 정도 되는데 다당류와 결합하면 겔화작용이 강화되어 식품의 가공품질에 더욱 영향을 줄 수 있다.연구결과 곤약글루코만난과 베타글루칸의 상호작용은 베타글루칸 분자의 수소결합 흡착 및 내장을 통해 복합젤의 유동성, 수분유지력, 점탄성, 응집력 및 저장안정성을 크게 향상시켰으나, 경도를 감소시키는 효과가 큰 것으로 나타났다.

Konjac Mannan와 β-glucan의 애플리케이션 잠재력을 높이기 위해 결합 할 수 있는 β-glucan 정도로만 음식에서 [47]다.귀리 녹말에 첨가 되면, β-glucan 유니폼을 형성 할 수 있고 빽빽 수소 결합을 통해 네트워크 구조다.β-glucan 녹말 결정 화에 영향을 미치는 특정 한 보호 구역과 처리 한 초고 압력하에 핵이 형성 할 수 있 조건을 억제 녹말 [48] 고령화 되고 있다.보리 β-glucan의 팽창과 gelatinization 밀 녹말을 촉진시 킬 수 있다.BBG는 수소 결합을 통해 전분 과립의 표면에 결합되어 물의 흡수와 부기, 아밀로스의 질서 있는 배열, 아밀로스의 무게 평균 상대 분자량의 증가를 촉진한다.냉동 중에 경도와 엔탈피를 감소시키고, 밀 전분의 장기 재결정을 지연시키기 위해 복합 젤이 형성된다 [49].스프레이를 사용 하여 건조, 보리 β-glucan-modified 옥수수 녹말 microcapsules 캡슐화를 생선 기름 (EPA)과 할 수 있는 것을 막 [50].

2.2.2 β-glucan 지질 복합

음식에서 시스템, 시리 얼 β-glucans그들은 서로 다른 지질에 관 한 연구 형성 할, 특정 지방 친화성에 로드 영향을 가 진 작은 분자들과 그들의 대상을 홍보 할 수 있 석방하고 bioavailability 개선 한다.귀리 β-glucan 변하기 쉽 귀리의 소수 성 수정 함 으로써 얻을 수 있 β-glucan stearic 산, 포화 지방산, 그리고는 로드 myricetin에 익숙하다.의 농도에서 1. 5 mg/mL의 귀리 β-glucan 변하기 쉽과 귀리의 비율이 1:1 β-glucan 변하기 쉽을 myricetin,의 복잡 한 용량을 로드를 달성 할 수 있 86m myricetin µ g/mg에 미치는 효과는 특정 한 sustained-release myricetin [46]다.12 kr/min의 균질화 속도로 min.의 적재 용량을 myricitrin에 복잡 한 86m에 도달 할 수 있 µ g/mg, 그리고 그것에 영향을 미치는 특정 한 사용법을 myricitrin [46]다.

Oat β-glucan and octenyl succinic anhydride (OS) can be obtained 에 의해esterification to form OS-oat β-glucan ester (OSβG). OSβG with different degrees of substitution and weight-average molecular weights can self-assemble into negatively charged spherical micelles with a particle size of 175–600 nm. It also has the effect of loading curcumin. OSβG with a degree of substitution of 0.01 9 9 and the OSβG with a weight-average molecular weight of 1.68×105 g/mol can load curcumin (4.21±0.16) µg/mg [51]; however, the amino acids in food have a certain effect on the stability of OSβG loaded with curcumin [52]. A complex ester formed 에 의해octenyl succinic anhydride and barley β-glucan can be used as a wall material, and blackberry wolfberry anthocyanins can be used as the core material. In an aqueous system, 46% of the anthocyanins can be encapsulated. Anthocyanin microcapsules are stable at low temperatures and low pH, and provide some protection against oxidative degradation [53].

2.2.3 β-glucan 단백질 복합체

시리 얼의 상호작용 β-glucans 단백질과, 그들의 기능을 향상시 킬 수 있 속성의 범위를 넓히 β-glucan 애플리케이션과 정확 한 처리를 위한 새로 운 아이디어를 제공하고 정확 한 영양이 풍부 한 음식의 β-glucans다.보리 β-glucan (BG)와 글 루 텐 단백질 한 수용액을 산포 시스템에 직접적으로 상호 작용 할 수 있다.물이 과량 존재하면 BG는 수용액상에서 약하게 결합된 물에 대해 글루텐 단백질의 결합능력을 증가시켜 글루텐 단백질의 교반성을 약화시킴으로써 물 보유능력과 글루텐 단백질의 동결건조물 함량을 증가시킨다.BG를 당화 밀 글루텐 단백질에 사용하면 밀 단백질의 용해성, 유화성 및 기포성을 현저히 향상시킬 수 있다.이 러한 결과는 보리의 준비 및 적용에 대한 새로 운 아이디어를 제공 β-glucan 은형 밀 단백질로 뚱 뚱 한 아날로그 [12, 54].

Oat β-glucan (OG) powder and lactoferrin can change the secondary 구조of lactoferrin to form self-assembled bodies and 진 기둥aggregated bodies at 25 °Cand 90 °C. After heat treatment, spherical particles are formed, which can be further spray dried and used to deliver curcumin [55]. Oat β-glucan and soy protein isolate can enhance the emulsifying and gelling properties of the mixed gel through hydrogen bond interactions, and improve the glass transition temperature (Tg) and thermal stability of the mixed gel [56]. Adding different concentrations (0.25% to 1%) of oat β-glucan to a 4% myofibrillar protein solution and heating at 80 °C 을20 minutes to form a composite gel can significantly improve the water retention, gel hardness and viscoelasticity of the myofibrillar protein gel [57]. Adding barley β-glucan to sausages can cause the muscle protein to form a tighter network structure, there에 의해개선the water retention and protein denaturation temperature of the 소시지[58]. These studies provide a theoretical basis for the development of meat products rich in β-glucan.

최근 식물성 음료나 유제품의 소비가 증가하고 있는 추세이다.추가 high-molecular-weight 귀리 β-glucan 우유를 우유의 에너지을 줄 일 수 있고 콜레스테롤 효과를 가지고 있어.그러므로, 많은 연구들이 있어 왔 β 사이의 상호작용에-glucan와 우유를 단백질.의 추가 β-glucan에 영향을 미치는 특정 한 점도, 우유 시스템의 특성과 안정이다.산 응고:나트륨 카제네이트와 BG 혼합 젤은 현미경 수준에서 상 분리가 됩니다.3%의 낮은 농도에서 β-glucan (w/w), 혼합 시스템의 속성은 단백질의 구성에 의해 제어 된다.그러나 다당류의 농도가 증가할수록 다당류의 구조에 의해 혼합계의 겔 강도 및 열안정성이 영향을 받게 되는데, 즉 BG를 함유한 산성화된 탈지유의 겔은 단백질 네트워크 구조를 약화시킬 수 있다 [58].

다당류의 분자량 변화는 단백질/다당류 혼합물에서도 상분리를 일으킬 수 있다.OG 및 카제네이트 나트륨 혼합물에서 상 분리에 필요한 OG 함량은 그 분자량에 따라 달라진다.OG의 상대 분자량 (Mr)이 3.5×104에서 6.5×104로 증가하면 필요한 함량이 2%에서 2.5% (w/w)에서 1%에서 1.5% (w/w)로 감소하면 열역학적 부적합성을 나타낼 수 있다 [59].thermodynamically 안정 된 상태에서, 점도의 low-molecular-weight β-glucan에 혼합 시스템은 균형 시스템의 상태에 영향을 미치는 요인, 그리고 high-molecular-weight β-glucan 신속하게 집계 할 수 있을 때 단백질 농도 변화 [60]이다.BG (제품명 GLucagel)에 의한 탈지 우유의 상분리의 원동력은 다당류 분자 내 casein 입자의 집락 손실이다.카제인 입자 부피 분율과 보리 글루카겔 농도로, 2 상 계는 일시적인 겔화 또는 침전물의 형성으로 인해 분리된다.더 높은 농도의 β-glucan 볼륨을 증가시 킬 수 있는 카 세인 정자 [61]의 일부이다.그러므로, 우유의 열역학적 비호 환성 단백질과 β-glucan와 상분리는 중요 한 제품에 대한 도전이다.

3 영양에 대한 연구 시리 얼 β-glucan

시리 얼β-glucan is an important type of water-soluble dietary fiber. In recent years, research on the digestion, absorption, transport and metabolism of β-glucan and its health 이점has been continuously deepening, especially in terms of the correlation between the molecular properties of β-glucan and precision nutrition. The main research content is shown in Table 3. The nutritional functions of β-glucan mainly include the effects on gastrointestinal health, lowering blood sugar, reducing fat and weight loss, improving intestinal flora, anti-oxidation and anti-inflammatory, immune promotion and some anti-cancer functions. These studies have characterized the nutritional effects from various aspects such as the source of β-glucan raw materials, processing methods, molecular sizes or viscosities, etc., using in vitro and in vivo studies and other different subjects, from bio화학indicators, metabolic regulation and metabolomics, genomics and transcriptomics, etc. These studies not only theoretically explain the nutritional effects of β-glucan, but also provide a scientific basis for the future development of new health foods.

4 결론

As a dietary fibre component with obvious health benefits in 전체grain foods, cereal β-glucan has been isolated and purified from a variety of cereals and their by-products (such as bran), and is used in the production of various types of food. Adding cereal β-glucan to foods not only increases the dietary fibre content of the food and improves its health benefits, but also improves the quality of the food by taking advantage of the 기능properties of β-glucan, such as its viscosity, gelling properties and flow characteristics. Therefore, cereal β-glucan has become one of the most popular raw materials or food ingredients in the health food industry.

그러나, 비록 많은 연구들은 β의 추출 율과 순수함을 개선하는 데 중점을 뒀-glucan, 공정 조건은 여전히에 제한 되어 실험실 규모 가 설치 되어 있 으며, 부족 한 것이 추출 및 정제 과정 산업 생산에 적합 합니다.이것은 여전히 시리 얼의 추가 산업 개발을 제한하는 것의 주요 요인 β-glucan다.게다가,의 기능적 속성에 의해 형성 된 복합 시리 얼 β-glucan 및 기타 녹말 같은 거대분자, 음식에 들어있는 단백질, 지질, 그리고 그들의 응용 프로그램은이 분야에서 핫 스 팟이 새로 운 연구이 되었다.그러나,의 건강 상의 이점과 행동의 메커니즘 은형 시리 얼 β-glucan 간단 한 시리 얼의 투자와 비교하면 β-glucan은 더 많은 연구를 과학적 문제는 영장이다.

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