(1→3)、(1→4)－β－D－葡聚糖

出处：按学科分类—自然科学总论 北京出版社《现代科技综述大辞典上》第853页（2804字）

(1→3)、(1→4)－β－D葡聚糖(简称β－葡聚糖)由β－D－吡喃葡萄糖通过(1→3)和(1→4)糖苷键连接成的一类多糖。

分子量为2×10⁴～4×10⁷。不具分枝。(1→3)／(1→4)键的比例为1／3～3／2。

它区别于纤维素的主要特点是分子内具有(1→3)和(1→4)两种键。

β－葡聚糖为地衣和某些禾本科植物的细胞壁组成成分，能不同程度地溶于水产生粘性的水溶液。其水溶程度受分子量大小、(1→3)键的数目和位置以及温度等因素的影响。水溶的β葡聚糖在80%乙醇中形成白色沉淀。β葡聚糖对麦芽和啤酒品质以及大麦和燕麦的食用、药用和饲用价值有决定性的影响。

1934年，施密特(Schmidt)等最早在地衣中发现β－葡聚糖。

在禾本科谷物中，大麦种子的β－葡聚糖含量最高，为3．8%～10．7%；小麦种子的β－葡聚糖含量偏低，为0．5%～0．7%。20世纪50年代，人们发现β－葡聚糖是啤酒酿造中的不利素。这个发现使关于β－葡聚糖的研究从此之后主要集中于大麦作物。

β－葡聚糖能被(1→3)、(1→4)－β－D葡聚糖酶降解成寡聚糖。β－葡聚糖在制作麦芽中妨碍胚乳降解。

在啤酒酿造中，由于来自麦芽的β－葡聚糖增高麦芽汁的粘度，从而降低麦芽汁的过滤速度。

β－葡聚糖还可能在啤酒冷藏时聚集和沉淀。80年代初，艾斯契鲁帕(Aastrup)筛选出低β－葡聚糖的大麦突变体。该突变体具有粘性低、胚乳降解快的优点，但是籽粒千粒重仅为对照亲本的74%，因此没能推广应用。

1966年，伯内特(Burnett)发现β－葡聚糖在鸡的肠道中产生高粘度的消化物并假设这种粘度是导致鸡生长迟缓的原因。该假设后来获得实验证据的支持。

以大麦饲养的小鸡生长缓慢。

1992年，王林济报道这些小鸡的小肠粘度脂肪或蛋白质的消化率成负相关，与粪便中的脂肪含量成正相关。20世纪80年代末期，β－葡聚糖被证明具有降血脂的功能。大麦和燕麦食品由于富含β－葡聚糖而被誉为“保健食品”。

因为β－葡聚糖吸水性很强，它使面粉的发酵和保气效果变得很差。所以，β－葡聚糖含量高的面粉不适合制作由酵母发酵的食品，但适合于制作不经发酵或用酸碱反应产气的食品。

80年代以来，关于β葡聚糖研究的重大进展主要有：(1)低β葡聚糖大麦的育种；(2)β－葡聚糖酶的基因工程和分子生物学研究；(3)β－葡聚糖的营养功能和β葡聚糖酶添加饲料在畜牧业上的应用。1989年，莫利诺－开诺(Molino－Cano)采用叠氮化物(NaN₃)诱变，成功地筛选出高产的低β－葡聚糖春大麦突变体。

培育β－葡聚糖酶活力很高的大麦品种是另一种克服β－葡聚糖不良影响的途径。两种(1→3)，(1→4)－β－D－葡聚糖同工酶和三种(1→3)－β－D葡聚糖同工酶已在萌发的大麦中得到鉴定。

1991年，斯莱克斯基(Slakeski)等已分离获得编码这些酶的大多数基因，并作过核苷酸序列分析。1990年，颜秋生等建成大麦原生质体再生成苗的技术。基因转移技术在大麦细胞上的应用不断改进。

采用基因工程培育高β－葡聚糖酶活力的大麦品种将来有可能成功。还有一种克服β－葡聚糖对麦芽和啤酒质量影响的途径是培育分泌β－葡聚糖酶的啤酒酵母。大麦的β－葡聚糖酶基因已被转入酵母并得到表达。

1985年，欣克利菲(Hinchliffe)已将分泌β－葡聚糖酶的酵母应用于制造啤酒。关于β－葡聚糖的药用价值的研究，目前着重开发高β－葡聚糖的产品。通过粉碎加工和合理筛选分离可得到β－葡聚糖含量成数倍提高的大麦和燕麦材料。这些材料可以作为廉价的β－葡聚糖来源用于食品生产，也可用于降血脂食疗。

另外，β－葡聚糖对人体吸收脂肪、蛋白质、矿质元素和维生素的影响正在进一步研究，以便制定合适的β－葡聚糖摄入剂量。β－葡聚糖是饲料中妨碍单胃动物生长的因素。

把β－葡聚糖酶掺入饲料中，可显着地减轻β－葡聚糖的不良作用。不过，如果不能获得廉价的β－葡聚糖酶，这项技术不能得到推广。

1990年，汤姆森(Thomsen)等报道枯草杆菌的β－葡聚糖酶基因被转化入大肠杆菌并由此获得一种能合成热稳定的β－葡聚糖酶的大肠杆菌。

从该菌提取的β－葡聚糖酶已经商品化可用于啤酒酿造、饲料生产。

近10年来，关于β－葡聚糖研究主要围绕克服β－葡聚糖对麦芽和啤酒质量的影响进行。采用N_。

N₃诱变育种看来可以培育出低β－葡聚糖的大麦品种。基因工程在培育分泌β－葡聚糖酶的酵母，提供廉价的β－葡聚糖酶方面发挥了重要作用。

在发达国家，由于饮食富含脂肪，高血脂症已成为流行病。因为具有降血脂功能，β－葡聚糖在这些国家得到食品工业界的重视。关于β－葡聚糖的研究涉及麦芽、啤酒、食品、医药和畜牧业。不仅如此，由于β－葡聚糖是细胞壁的基本组成成分，对它的分子生物学研究将可能为细胞壁在植物抗病、抗旱和细胞通讯上的作用提供新的资料。

。【参考文献】：

1 Burnett G S Br. Poultry Sci, 1966,7 : 55 ～ 75

2 Aasirup S Carlsberg. Res Commum, 1983.48:307 ～ 316

3 Hinchliffe E J. Inst Brew. 1985.91: 384-389

4 Appl Genet. 1989,78:748 ～754

5 颜秋生，等．科学通报，1990，20∶1518～1583

6 Slakeski N,et al. Barley Genetics VI,1991,1:184

7 Thomsen KK,et al. Chemical Abvstrnci, 1991 .114:247

8 Wang L. (王林济). Influences of oil and soluble fiber of barley grain on plasma cholesterol concertrntions in chicks and hamsters. Ph D Thesis. Montana State University, Bozeman,MT 5971 7,U S A: 1992. 46～77

(杭州大学王林济博士撰)