귀리 베타글루칸

Oat beta-glucan
귀리β-글루칸 반복구조

귀리 β-글루칸은 수용성 섬유 성분으로서 식사에 기여하는 것으로 알려진 귀리 알갱이의 내배유래 수용성 β-글루칸이다.귀리 β-글루칸은 혈청콜레스테롤저밀도 지방단백질 콜레스테롤을 낮추고 심혈관 질환의 위험을 감소시키는 특성 때문에 유럽 식품안전청미국 식품의약국에 의해 건강상 청구 자격을 부여받았다.

일반적인 오트밀 제품을 만드는 데 사용되는 오트 플레이크
베타 글루칸의 일반적인 식품 공급원인 오트밀 한 그릇

역사

귀리 제품은 수 세기 동안 약과 미용 목적으로 사용되어 왔지만, β-글루칸의 구체적인 역할은 20세기까지 연구되지 않았습니다.β-락탄은 이끼에서 처음 발견되었고, 그 직후 보리에서 발견되었다.1969년 캐나다 농업농업 식품에 입사한 후 피터 J 우드는 귀리 β-글루칸의 구조와 [1]생물 활성 특성을 분리 및 특징짓는 데 중요한 역할을 했습니다.귀리 β-글루칸에 대한 대중의 관심은 [2][3]1984년 콜레스테롤 강하 효과가 보고된 이후 나타났다.

1997년, 지난 수십 년 동안 수행된 33건의 임상 연구를 검토한 후, FDA는 "포화 지방콜레스테롤이 낮은 식단의 일부로서" 귀리에서 하루에 최소 3g의 β-글루칸을 섭취하면 심장병의 [4]위험을 줄일 수 있다는 주장을 승인했다.이것은 공중 보건 기관이 식사 개입이 실제로 질병을 예방하는 데 도움을 줄 수 있다고 주장한 첫 번째 사례이다.의사들과 영양사들이 처음으로 질병과 직접적으로 싸우기 위해 특정 음식을 섭취하는 것을 권장할 수 있게 되면서 이 건강 주장은 식이요법 운동을 동원했다.그 이후로 귀리 소비는 허혈성 심장병과 뇌졸중 예방에 대한 주목할 만한 효과와 함께 질병 예방에서 지속적으로 관심을 끌고 있지만, BMI 감소, 혈압 저하, 그리고 혈청 [3][5]콜레스테롤 감소에 대한 매우 확실한 증거와 같은 다른 분야에서도 관심을 끌고 있다.

구조 특성

귀리, 보리 및 밀의 β-글루칸을 포함한 곡물 β-글루칸은 탄소 결합 1,3 및 1,4로 결합된 선형 다당류이다.곡물 β-글루칸 결합의 대부분은 1,3개의 결합으로 상호 연결된 3개 또는 4개의 베타-1,4개의 글리코시드 결합(트리머4중합체)으로 구성되어 있다.β-글루칸에서 이러한 삼량체 및 4량체를 셀로트리오실셀로테트라오실이라고 한다.귀리와 보리는 셀로트리오실 대 셀로트리오실 비율이 다르며, 보리는 1~4개의 결합을 가지며 중합도가 4보다 높다.귀리에서 β-글루칸은 주로 귀리 알갱이의 내배엽, 특히 해당 내배엽의 외층에 존재한다(내배엽 [3]전체에 β-글루칸을 균일하게 함유하는 보리와의 현저한 차이).

대부분의 귀리는 무게로 3~6%의 β-글루칸을 함유하고 있다.바람직한 β-글루칸 수준에 따라 선택적으로 귀리를 번식시킬 수 있다.종종 제분기는 중량 β-글루칸이 4% 이상인 귀리 품종만 가공합니다.귀리 β-글루칸은 선형이며 1,3 및 1,4 탄소 부위에서 연결되어 있다.

귀리 β-글루칸은 무작위 코일 구조로 형성될 수 있으며 임계 농도에 도달할 때까지 뉴턴의 거동과 함께 흐를 수 있으며, 이 단계에서 의사 플라스틱이 됩니다.귀리 β-글루칸의 겔화 능력은 [3]삼량체의 비율과 관련이 있다.

추출.

귀리에서 β-글루칸 추출은 종종 높은 pH에서 발생하는 탈중합 경향 때문에 어려울 수 있습니다.따라서 β-글루칸 추출은 일반적으로 보다 중성적인 pH에서,[3] 그리고 일반적으로 섭씨 60-100도의 온도에서 수행된다.보통 β-글루칸은 추출 과정에서 잔류 전분으로 가용화된 다음 알파-아밀라아제와의 가수분해로 제거된다.잔류 용액은 일반적으로 선택적인 침전을 통해 분리될 수 있는 편모세포와 단백질의 공동 추출물을 포함한다.습식 제분, 체질, 용제 추출을 통해 귀리 베타 글루칸은 최대 95%의 추출 [6]순도를 달성할 수 있습니다.

귀리β-글루칸 점도

귀리에서 β-글루칸은 가용성 섬유의 대부분을 차지하지만, 귀리 β-글루칸은 일정 농도 이상에서 용해되지 않습니다.총 점도는 용해도, 분자량 및 삼량체 대 테트라머 비율에 따라 결정됩니다.Trimer-tetramer비가 낮을수록 용액 중 β-글루칸 점도가 높아진다.점성이 더 높은 내부 β-글루칸 용액은 일반적으로 더 뚜렷한 저혈당 효과와 콜레스테롤 수치 감소, 식후 혈당 [7][8][9]수치 감소를 포함한 유익한 생리학적 효과로 이어진다.

생리적 영향

발효성 섬유로서

식단에서, β-글루칸은 광범위한 생리 [10]활동을 가진 부산물로 분뇨 부피를 증가시키고 짧은 사슬 지방산을 생산하면서 대장미생물에게 기질을 제공하는 수용성 발효성 섬유 - 프리바이오틱 섬유라고도 불린다.이 발효는 대장 [11]내의 많은 유전자의 발현에 영향을 미치며, 이것은 면역 체계와 다른 전신 기능뿐만 아니라 소화 기능,[10][12] 콜레스테롤과 포도당 대사에도 영향을 미칩니다.

콜레스테롤

1997년 FDA는 귀리 β-글루칸의 [13]콜레스테롤 저하 효과를 인정했습니다.유럽에서는 혈중 콜레스테롤 농도 유지와 정상 체중 유지 또는 정상 체중 달성에 있어 β-글루칸의 역할과 관련하여 몇 가지 건강 클레임 요청이 EFSA NDA 패널(다이어트 제품, 영양 및 알레르기)에 제출되었다.2009년 7월, 과학 위원회는 다음과 같은 [14]성명을 발표했다.

  • 이용 가능한 데이터에 기초하여, 패널은 베타 글루칸의 소비와 "혈중 콜레스테롤 농도 감소" 사이에 인과 관계가 확립되었다고 결론지었다.
  • 다음과 같은 표현은 과학적 증거를 반영한다: "β-글루칸의 정기적인 섭취는 혈중 콜레스테롤 농도의 정상 유지에 기여한다.이러한 주장을 뒷받침하기 위해, 식품은 귀리, 귀리겨, 보리겨, 보리겨 또는 미가공 또는 최소 가공 베타 글루칸의 혼합물에서 적어도 3g/d의 베타 글루칸을 1인분 이상 제공해야 한다.대상 집단은 혈중 콜레스테롤 농도가 정상적이거나 약간 높은 성인입니다.

2011년 11월, EU 집행위원회는 귀리 베타 글루칸이 건강에 이롭다고 기술할 수 있는 영양 및 건강 클레임 문구가 포함된 식품 라벨링에 관한 EC 규정 제14조에 관해 귀리 베타 글루칸을 지지하는 결정을 발표했다.EFSA 및 위원회의 규정(EU) No. 1160/2011 식이요법 제품, 영양 및 알레르기에 관한 패널(NDA)의 의견에 따라, 귀리 베타 글루칸이 3g/일 소비되는 식품(부분당 1g의 귀리 베타 글루칸)은 다음과 같은 건강 클레임을 표시하도록 허용된다.혈액 속에 벨트가 있다.혈중 콜레스테롤 수치를 낮추면 관상동맥 [15]심장병의 위험을 줄일 수 있습니다."

β-글루칸은 소장의 다이제스트 점도를 높임으로써 부분적으로 콜레스테롤을 낮춘다. 그러나 콜레스테롤 감소는 총 콜레스테롤과 [6][16]혈중 LDL 콜레스테롤이 더 높은 사람들에게서 더 크다.또한 담즙산 합성의 핵심 효소인 CYP7A1의 활성을 증가시켜 콜레스테롤의 배설을 증가시키고 추가적인 항아테로겐 메커니즘을 [17]가질 수 있다는 연구 결과가 있다.콜레스테롤 감소 정도는 분자량 26.8~3000kD [3]범위에서 β-글루칸의 특정 변종에 따라 달라진다.점성이 더 높은 β-글루칸은 장내 다이제스트의 점성이 더 높은 용액으로 이어지고, 따라서 특정 분자량 이후 β-글루칸은 덜 용해되어 용액 [18]점성에 덜 기여한다.액체 형태의 β-글루칸 섭취는 일반적으로 더 큰 가용화를 초래하고 귀리 β-글루칸은 빵이나 [6][16][19]쿠키와 같은 딱딱한 음식보다 주스의 콜레스테롤을 낮추는 데 더 효과적이다.점도가 혈청 콜레스테롤 수준에 미치는 영향에도 불구하고 내부 용액 점도와 혈청 콜레스테롤을 비교하는 [6][16]현재 데이터는 존재하지 않는다.

귀리 β-글루칸을 매일 최소 3g의 양으로 섭취하면 혈중 콜레스테롤 [13][20][21]수치가 정상적이거나 높은 사람의 총 및 저밀도 리포단백 콜레스테롤 수치가 5~10% 낮아집니다.

소화

소화 과정에서 β-글루칸은 소화관의 화학 물질이 β-글루칸을 분해하여 구성을 바꾸는 동안 다이제타의 물리적 특성을 변화시킵니다.미생물에 의한 β-글루칸의 발효는 짧은 사슬의 지방산의 생성과 내장 미생물의 변화를 야기할 뿐만 아니라 원래의 β-글루칸의 탈중합과 구조적 변화를 야기한다.위에서는 β-글루칸이 부풀어 올라 포만감과 관련된 위팽창을 일으켜 식욕 저하를 초래한다.β-글루칸의 지연된 위 비움 효과를 입증하는 연구는 식품 조합, β-글루칸 용량, 분자량 및 식품 공급원의 다양성에 따라 다를 수 있다.소장에서 β-글루칸은 녹말 소화성과 포도당 흡수를 감소시킬 수 있으며, 이는 식후 포도당 [3]수치 감소에 유의하다.

귀리 β-글루칸은 대장 내 특정 미생물 가닥의 성장을 선택적으로 자극하는 프리바이오틱 효과를 가지며, 여기서 특정 미생물은 β-글루칸의 중합 정도에 따라 자극된다.구체적으로는 유산균장구균은 모든 귀리β-글루칸에 의해 자극되며, 비피도박테륨균은 귀리β-글루칸 올리고당에 의해 자극된다.수용성 β-글루칸은 대장 [22]내 미생물 세포의 증가를 통해 대변의 무게를 증가시킨다.

혈당

식후 혈당 수치는 장 점도의 증가로 인해 β-글루칸을 포함한 식사를 섭취한 후 낮아지며, 이는 위 비우기를 지연시키고 [6][9][18]소장을 통한 이동을 길게 한다.한 리뷰에서는 혈당 흡수의 순 감소가 식후 혈중 인슐린 농도를 감소시켜 인슐린 [23]민감도를 향상시켰다.2021년 임상시험 메타분석 결과 분자량이 300kg/mol 이상인 귀리 베타글루칸은 곡선 아래의 증분 영역을 23%, 혈당 피크(peak)는 28%, 인슐린은 22% 감소시켰으며 당뇨병 [24]유무에 관계없이 참가자들에게 유사한 결과가 나왔다.베타글루칸 하루 섭취량을 수개월간 3g 이상 늘린 당뇨병 환자도 체중이 [25]줄었다.

화장품

β-글루칸은 콜라겐 생성 및 피부 [26]질환에 영향을 미칠 수 있는 다양한 크림, 연고 및 파우더에 사용됩니다.

상처 치유 및 면역 조절

예비 연구에서 귀리 β-글루칸은 잠재적 면역조절 효과, 항종양 특성 및 상처 치유 [27]과정에서의 콜라겐 퇴적, 조직 과립, 재상피화 및 대식세포 침윤의 자극에 대해 연구되고 있다.

레퍼런스

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