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燕麦β-葡聚糖和酵母β-葡聚糖的性能对比

2017-11-17 14:13阅读：

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燕麦β-葡聚糖和酵母β-葡聚糖的性能对比
燕麦 β- 葡聚糖主要存在于燕麦胚乳细胞壁中，是至今为止科学家发现的极其优秀的活性多糖。燕麦 β- 葡聚糖为 β-(1-3) 和 β-(1-4) 糖苷键连接而成线性单螺旋结构多糖，较酵母 β- 葡聚糖 β-(1-3)-(1-6) 连接的多支链三螺旋结构表现出更优异的功效特性。
主要表现在：
þ 分子结构：酵母 β- 葡聚糖为多支链的三螺旋结构、亲水基团内敛，而燕麦 β- 葡聚糖为无支链的单螺旋构象，因此其溶解性和保湿效果以及透皮吸收方面优于酵母 β- 葡聚糖。
þ 分子量：售酵母 β- 葡聚糖分子量从 35 万到 200 万 Da 不等 ，而公司生产燕麦 β- 葡聚糖
约为 22 万 Da ，更易吸收 。
þ 溶解度：燕麦 β- 葡聚糖 易溶于水，而酵母 β- 葡聚糖本身 难溶于水、乙醇、丙酮等溶剂，经过羧甲基化取代后可部分溶于水。
þ 保湿效果：由于燕麦 β- 葡聚糖的大量亲水基团外露，而酵母 β- 葡聚糖亲水基团内敛，从而使燕麦 β - 葡聚糖保湿效果约为酵母 β - 葡聚糖的两倍。
þ 改善皮肤纹理度：燕麦 β - 葡聚糖具有更小的分子量和无支链的结构，更易透皮吸收，进而能够显著的改善皮肤纹理度。
þ 改善皮肤弹性：燕麦 β - 葡聚糖能够快速渗入到皮肤表皮和真皮层，加快细胞增殖，促进皮肤弹性。
燕麦 β - 葡聚糖和酵母 β - 葡聚糖性能对比

项 目
 燕麦 β- 葡聚糖
 酵母 β- 葡聚糖
分子空间结构
 单螺旋，无支链
 三螺旋，多支链
分子量
 22 万 Da
 35 万到 200 万 Da 不等
溶解性
 易溶于水
 难溶于水、乙醇、丙酮等溶剂
保湿效果
 燕麦 β - 葡聚糖保湿效果约为酵母 β - 葡聚糖的两倍
改善皮肤纹理度
 燕麦 β - 葡聚糖改善皮肤纹理度效果约为酵母 β - 葡聚糖的 1.5 倍，是空白膏霜的近两倍
改善皮肤弹性
 燕麦 β - 葡聚糖改善皮肤弹性效果约为酵母 β - 葡聚糖的 1.5 倍，是空白膏霜的近两倍
1 、分子空间结构的差异
β- 葡聚糖诸多理化性质及生理功能均与其分子空间结构密切相关，要合理解释 β- 葡聚糖这些性质并加以开发利用，就必须首先弄清其分子结构。
1.1. 燕麦 β- 葡聚糖的分子结构
燕麦 β- 葡聚糖是以 β-(1-4) 和 β-(1-3) 糖苷键连接而成线性多糖，这两种糖苷键的比例大致为 7 ： 3 。 20 世纪 80 年代后， Wood 等 [1] 人用专一性酶水解表明：在燕麦 β- 葡聚糖中 β-(1-4) 和 β-(1-3) 糖苷键在空间上呈链式单螺旋结构。其中， 85 ％以上燕麦 β- 葡聚糖分子存在着每隔 2 ～ 3 个 β-(1-4) 糖苷键有一个 β-(1-3) 糖苷键，大量亲水基团均匀分布在葡聚糖主链上。
1.2. 酵母 β- 葡聚糖的分子结构
酵母 β- 葡聚糖主要从酿酒酵母的细胞壁中提取，以 β-(1-3)-D- 葡聚糖为主链，有约 l2% 的 β-(1-6) 分枝的混合型多糖， Smith 法降解表明萄聚糖连接键的类型中只含有 β-(1-3) 、 β-(1-6) 糖苷键。天然存在的酵母 β- 葡聚糖几乎都是以三股螺旋构象存在，分子内多羟基相互作用，亲水基团内敛，不溶于水、乙醇、丙酮等溶剂。
酵母 β - 葡聚糖分子结构示意
1.3.β- 葡聚糖的分子结构和生物活性的关系
分子结构是决定 β - 葡聚糖生物活性的重要因素。 1986 年， Matsuzaki 等人在研究葡聚糖抗肿瘤活性作用时发现，分子量大于 9xl04Da 的葡聚糖能够形成独特的、高度有序的螺旋结构，该结构有利于和受体结合，对免疫作用起至关重要。
王淼、丁霄霖 [2] 报道，燕麦 β - 葡聚糖能够产生大量的单股螺旋结构。这种结构使得燕麦 β - 葡聚糖对人体免疫系统中的巨噬细胞和嗜中型粒细胞的结合力大大提高，增强巨噬细胞的活性及吞噬能力，增强动物体的免疫能力，从而使燕麦 β - 葡聚糖生物活性较酵母 β - 葡聚糖有显著增强。
专家预测，燕麦 β - 葡聚糖在机体多种生理和病理过程中，尤其是在机体的免疫功能方面起着重要作用。其相关研究将为抗感染、纠正机体免疫缺陷、治疗自身免疫性疾病等提供新的途径。
2 、分子量的差异
2.1. 燕麦 β- 葡聚糖的分子量
燕麦 β - 葡聚糖分子量受品种、产地、提取方法、测定方法不同而异，因此有关分子量报道从 440,000 到 3,000,000 道尔顿不等， 实验室通过高压液相色谱 (HPLC) 法测定公司生产的燕麦 β- 葡聚糖的平均分子量约为 22 万道尔顿。
2.2. 酵母 β- 葡聚糖的分子量
Manners 等人所作的分析发现：酵母 β - 葡聚糖成分及其复杂，主要包含 β-(1-6) 分枝的碱不溶性和碱溶性 β- (1-3)-D- 葡聚糖、中间插有 β-(1-3) 键的无定性的酸溶性 β-(1-6)-D- 葡聚糖、连接有蛋白质的无定性的碱溶性甘露聚糖等。市场现售的酵母葡聚糖均是一种多糖的混合物，不溶于水，分子量从 35 万到 200 万 道尔顿不等，其分子量大于公司生产的燕麦 β- 葡聚糖。
2.3. 分子量大小与化妆品功效的关系
文献报道和临床使用结果表明，在化妆品功效方面，最有效的 β- 葡聚糖 分子量约为 10 万到 30 万道尔顿，而市售酵母 β- 葡聚糖的分子量大都超出此范围。实验证明，酵母 β- 葡聚糖 透皮吸收性能远远低于燕麦 β- 葡聚糖， 这可能是由于 酵母 β- 葡聚糖的分子太大、分枝太多阻碍了其穿透皮肤的缘故 。
《国际化妆品科学》（第 27 卷，第 5 期）报道了 Ravi Pillai 等对燕麦 β- 葡聚糖和酵母 β- 葡聚糖透皮吸收的研究成果。实验分别将 0.5 ％的 β- 葡聚糖加入示踪原子后，涂抹于志愿者的腹部皮肤上，用量为均为 5mg/cm2 。结果发现，燕麦 β- 葡聚糖能够快速通过细胞间脂质基质渗入皮肤深层，而酵母 β- 葡聚糖在皮肤中却没有检测到。
为了获得较小分子量的 酵母 β- 葡聚糖，常用 降低分子量的方法有酸解、碱水解、酶解、超声波和热变性等，但这些方法均降低了葡聚糖的原有活性，因此在化妆品行业的应用前景受限。目前，越来越多的专家建议用 燕麦 β- 葡聚糖代替酵母 β- 葡聚糖 。
3 、溶解性差异
3.1. 燕麦 β- 葡聚糖的溶解性
三友生物生产的燕麦 β- 葡聚糖能够很好的溶解于水中，这主要得益于独特工艺使燕麦 β- 分子结构中大量亲水基团的外露，该工艺已经申请国家专利。在已知的外文文献中，均报道燕麦 β- 葡聚糖具有易溶性，基于此，燕麦 β- 葡聚糖在高端化妆品的得以广泛使用。
3.2. 酵母 β- 葡聚糖的溶解性
酵母 β- 葡聚糖分子内多羟基的相互作用，使亲水基团内敛，表现为难溶于水、乙醇、丙酮等溶剂。为增加酵母 β- 葡聚糖的水溶性，目前最主要是通过羧甲基化的方法进行增溶改性。但在羧甲基化的过程中，反应很难进行到充分取代的水平，并且 β- 葡聚糖的活性也有所丧失， 因此，通常只能得到部分取代的、非均一性、活性降低的产品。
Ladislav S L. 等人 [3] 报道：在现有的实验条件下，酵母 β- 葡聚糖羧甲基化取代，取代度一般不超过 0.3 。而酵母 β- 葡聚糖的羧甲基化取代只有大于 0.6 才能取得较好的溶解。因此，现行市场上的酵母葡聚糖只能部分溶于水。
3.3. 燕麦

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