孟續(xù)，李言，錢海峰，張暉，齊希光，王立

(江南大學(xué) 食品學(xué)院，江蘇 無錫，214122)

葡聚糖是由D-吡喃葡萄糖苷殘基通過α或β糖苷鍵連接而成的一類高分子化合物，包含線性、支化和環(huán)狀結(jié)構(gòu)，大部分可溶于水，也有部分類別不可溶(如細(xì)菌凝膠多糖類)。葡聚糖的性質(zhì)因鏈的構(gòu)象、異構(gòu)體構(gòu)型、鍵的順序排列、分支長度和主鏈結(jié)構(gòu)而異。根據(jù)葡聚糖的構(gòu)型可分為α-葡聚糖和β-葡聚糖[1]。立體化學(xué)結(jié)構(gòu)上，α-葡萄糖苷鍵沿軸向位置，而β-糖苷鍵在椅式構(gòu)象中的赤道位置[2]。β-葡聚糖主要來源于麥類谷物(大麥、燕麥、小麥等)、酵母、菌類、細(xì)菌，玉米皮、褐藻海帶、雪松樹皮等也含有部分β-葡聚糖，其分子質(zhì)量在2.1×103～2×106Da[3]。據(jù)估計，到2024年β-葡聚糖的市場價值將達(dá)到10.3億美元[1]，其中谷物β-葡聚糖更是預(yù)達(dá)到4.765億美元(占比近50%)[4]。谷物β-葡聚糖一般存在于籽粒的亞糊粉層和胚乳細(xì)胞壁中，其中燕麥β-葡聚糖(3%～7%)大多存在糊粉層，尤其是亞糊粉層，而淀粉胚乳中含量則很少[5]。燕麥β-葡聚糖優(yōu)良的品質(zhì)特性使其一直處于國內(nèi)外研究熱點。本文簡述了燕麥β-葡聚糖的品質(zhì)特性，并對多年來燕麥β-葡聚糖的提取純化工藝進(jìn)行了詳盡闡述和總結(jié)，旨在為燕麥β-葡聚糖的深入研究和全面開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

1 品質(zhì)特性

燕麥β-葡聚糖由β-(1→4)連接的葡萄糖單元每隔2～3個單元由一個β-(1→3)連接，是吡喃葡萄糖組成的高分子無分支線性非淀粉多糖，其中約含有70%的β-(1→4)鍵和30%的β-(1→3)鍵，摩爾比1.5～2.1，分子質(zhì)量6.5×104～3.1×106Da，特殊的分子結(jié)構(gòu)決定了其良好的品質(zhì)特性，作為一種可溶性膳食纖維，對人體具有較好的健康作用[6-7]。燕麥β-葡聚糖由于具有良好的水溶性、高黏度、凝膠性等功能特性，被廣泛應(yīng)用于食品醫(yī)藥等領(lǐng)域。同時，在熱、酸、堿等條件下都比較穩(wěn)定，常作為乳化劑、增稠劑、穩(wěn)定劑和天然防腐劑應(yīng)用于相應(yīng)食品開發(fā)中。研究表明，高純度燕麥β-葡聚糖作為結(jié)構(gòu)改良劑對無麩質(zhì)酵母發(fā)酵蛋糕理化和感官特性有較大影響，用量為66.12%時，可以改善蛋糕的比容、亮度、色差以及硬度[8]。將富含β-葡聚糖的燕麥殼制成的凝膠作為脂肪替代品，可以制作具有較好品質(zhì)的高β-葡聚糖含量低脂肪牛肉漢堡[9]。有實驗表明，添加80 g/kg燕麥β-葡聚糖纖維粉可以使意大利面在烹調(diào)過程中具有較好的吸水率和黏附性，且色澤與未處理熟面條相近[10]。此外，燕麥β-葡聚糖還可應(yīng)用于小麥面包、粥、小麥面條、低脂牛肉餅、乳制品、蛋清面食等食品開發(fā)中。

隨著消費者對營養(yǎng)與健康的追求，燕麥β-葡聚糖除品質(zhì)改良劑之外具有的生理健康作用也逐漸引起了研究者的關(guān)注，相應(yīng)的生理活性和作用機制也逐漸被提出。研究表明，燕麥β-葡聚糖能刺激蠕形微生物種群的擴張，從而對盲腸微生物起到益生作用，同時燕麥β-葡聚糖還能顯著促進(jìn)脂質(zhì)循環(huán)，降低主動脈斑塊比例，并調(diào)節(jié)改善與高脂肪/膽固醇誘導(dǎo)的動脈粥樣硬化相關(guān)的負(fù)面影響[11]。有報道顯示，燕麥β-葡聚糖在降低低密度脂蛋白膽固醇和改善其他心血管疾病風(fēng)險方面有顯著效果[12]。同時，β-葡聚糖能調(diào)節(jié)餐后血糖和胰島素水平，可用于預(yù)防糖尿病[13]。此外，燕麥β-葡聚糖也具有良好的抗癌作用、抗炎作用、降低膽固醇水平、調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝、減肥和治療肥胖癥、降血壓、改善人體腸道健康、治療慢性腎病、益生元作用、抗氧化和抗菌活性等生理活性。

2 提取工藝

由于燕麥β-葡聚糖良好的品質(zhì)特性，圍繞燕麥β-葡聚糖提取分離純化方面開展了較多的工作。隨著技術(shù)的進(jìn)步，燕麥β-葡聚糖的前處理、提取及純化工藝也不斷更新(見圖1)。從對物料的處理上大致可分為兩種提取方法：干法和濕法。干法提取主要包括研磨和篩分，以達(dá)到葡聚糖的分離和濃縮，但其中需要大量的分離步驟，并且產(chǎn)率通常較低。SIBAKOV等[14]利用超細(xì)研磨和靜電分離方法得到了燕麥富集物，其中β-葡聚糖含量高達(dá)56.2%，顯著高于傳統(tǒng)研磨篩分法。因此，相比于傳統(tǒng)的干法提取，靜電分離可能是一種提高葡聚糖得率的方法。濕法提取即溶劑提取，可分為：(熱)水提、堿提、酶提以及亞臨界提取等，這些技術(shù)或單獨使用，或組合使用，或外加輔助提取，如超聲波、微波或脈沖電場等。濕法提取相比于干法，其相關(guān)影響因素較多，如溶劑的類型和濃度、溫度、時間、pH、攪拌、粒度以及原料中各種成分等。

圖1 燕麥β-葡聚糖的提取、純化工藝流程Fig.1 Extraction and purification process of oat β-glucan

2.1 前處理

為了提高β-葡聚糖的提取率，通常需要對原料進(jìn)行前處理。干法的研磨篩分可以作為濕法提取的前處理工藝，另外炒制、蒸制、焙烤、擠壓膨化、均質(zhì)化等前處理也會影響燕麥β-葡聚糖的提取率。研究顯示，與未經(jīng)處理的樣品相比，經(jīng)擠壓處理后燕麥β-葡聚糖的提取率最高，其次是蒸制和焙烤[15]。濕法提取之前還需要進(jìn)行脫脂、滅酶活性處理，從而進(jìn)一步提高提取率和純度，常用的脫脂溶劑有石油醚、乙醚、乙醇、異丙醇等，而在使用乙醇脫脂的過程中，控制溫度80 ℃可使內(nèi)源β-葡聚糖酶快速失活，同時還能夠除去小分子糖、蛋白以及脂溶性物質(zhì)。

2.2 水提法

燕麥β-葡聚糖不溶于醇、醚或酮等有機溶劑而易溶于水，所以可用熱水提取。有研究采用熱水從燕麥麩皮中提取β-葡聚糖，干燥后β-葡聚糖得率最高，為(5.3±0.3)%，而酶法、酸法和堿法提取的β-葡聚糖得率相對較低[16]。WANG等[17]采用水提法從燕麥麩皮濃縮物中提取β-葡聚糖，其中常規(guī)水提工藝的產(chǎn)品中含有66%的β-葡聚糖，乙醇沉淀前酸化(pH 3)處理的含有69%，植酸鹽去除后的β-葡聚糖含量達(dá)到72.7%。吳佳等[18]采用熱水浸提-凍融循環(huán)提取燕麥β-葡聚糖，不滅活內(nèi)源酶，55 ℃提取2 h，將提取液濃縮至β-葡聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，凍融3次，β-葡聚糖的得率為1.5%，純度92%。

可以看出，水提法雖然提取條件較溫和，但提取時間長導(dǎo)致時間成本增加，提取溶劑用量大且需要回收導(dǎo)致能耗高，最重要的是單純水提產(chǎn)品的純度和得率都較低，所以往往只作為基礎(chǔ)提取方式。

2.3 堿提法

一些酸性或高分子量的β-葡聚糖不易溶于熱水而易溶于稀堿溶液，因此，可用一定濃度的NaOH溶液或Na2CO3溶液進(jìn)行提取。CHAIYASUT等[19]采用1.0 mol/L NaOH溶液提取燕麥樣品中總葡聚糖，所得到的提取物中總葡聚糖含量為(89±4)%，其中β-葡聚糖為(84±4)%。RIMSTEN等[20]分別用碳酸鹽(60 ℃)、0.05 mol/L NaOH(室溫)以及含耐熱α-淀粉酶的熱水(100 ℃)提取燕麥和燕麥麩皮中的β-葡聚糖，其中兩種堿法β-葡聚糖的提取率為86%～98%，而熱水提取的分別為36%和28%。一項研究采用稀堿溶液提取，在提取液pH 10.9、時間1.9 h、料液比1∶21(g∶mL)、溫度85 ℃的最佳提取條件下，β-葡聚糖的得率為4.36%[21]。

堿提法近年來研究相對較少，雖然提取得率相對較高，但同時會伴隨分子的部分解聚，造成β-葡聚糖分子量降低，而且堿提會造成提取液中蛋白質(zhì)和淀粉污染加重，顏色加深，不利于后續(xù)的純化和脫色。

2.4 酶提法

酶提法是利用酶的特異性使提取液中雜質(zhì)分解去除。據(jù)報道，酶法、堿法和酸法3種提取方法的燕麥膠得率在3.74%～5.14%，其中酶法得率最高(5.14%)；β-葡聚糖的提取率在82.1%～86.8%，酶法最高(86.8%)，堿法最低，可能是酶對淀粉和蛋白質(zhì)的脫除率較高[22]。類似研究發(fā)現(xiàn)，酶提的β-葡聚糖分子量大、得率高、膠體穩(wěn)定性好，且其中蛋白質(zhì)含量最少，β-葡聚糖得率為13.9%，而酸性和堿性提取的得率分別為6.97%和5%[23]。NEHA等[24]采用堿法、酸法、熱水法和酶法分離β-葡聚糖，其中提取率最高的是使用耐熱α-淀粉酶和蛋白酶的酶法(86.7%)，且具有最高的抗氧化和抑菌活性。

酶提相比于化學(xué)試劑法提取較為安全，對環(huán)境無污染，最終產(chǎn)品純度較高，而且可以替代部分化學(xué)反應(yīng)，使提取效率更高。而酶的使用常存在于其他提取工藝中，以進(jìn)一步提高得率和純度，所以將生物酶用于燕麥β-葡聚糖的提取有良好的應(yīng)用前景。

2.5 超聲波輔助提取法

超聲波輔助提取法是利用其空化效應(yīng)使得提取液局部高溫、高壓，另外附加超聲波的機械擾動作用，減小固液兩相間的傳質(zhì)阻力，從而縮短提取時間，提高提取率，且不會破壞β-葡聚糖活性。有研究優(yōu)化了超聲波聯(lián)合酶法提取燕麥麩皮β-葡聚糖的工藝，在料液比1∶10(g∶mL)、水浴加熱溫度75 ℃、加熱時間4 h、淀粉酶添加量1.5%、酶解時間30 min、超聲波功率400 W、超聲波溫度50 ℃、超聲波時間30 min條件下，β-葡聚糖的得率為5.09%[25]。蘇暢等[26]研究了超聲波輔助熱堿水提取裸燕麥中β-葡聚糖，其最佳工藝參數(shù)為5%裸燕麥漿料、360 W超聲波預(yù)處理6 min、pH 8、50 ℃水浴提取60 min，提取液中β-葡聚糖含量可達(dá)1 153 μg/mL。黃玉炎等[27]采用超聲浸提、蒸發(fā)濃縮、反復(fù)凍融從燕麥麩中提取β-葡聚糖，當(dāng)料液比為1∶20(g∶mL)、超聲波功率500 W、提取溫度55 ℃、時間50 min時，提取液蒸發(fā)濃縮至體積的4.0%，反復(fù)凍融2次，燕麥麩β-葡聚糖的得率為6.0%，純度可達(dá)82.3%。劉少娟等[28]確定了燕麥麩皮多糖的最佳提取工藝條件為：超聲波溫度66 ℃，pH 9.2，超聲波時間21 min，功率401 W，在此工藝參數(shù)的條件下，多糖的平均提取得率為(7.48±2.6)%。

超聲波輔助提取相比傳統(tǒng)熱水浸提法的提取條件溫和, 提取溫度較低，用水量少，時間短, 得率高，但其處理的原料相對較少，過多原料可能造成超聲波能耗過高，原料處理不充分。

2.6 微波輔助提取法

微波能夠進(jìn)入籽粒內(nèi)部形成內(nèi)熱源，利用其加熱的選擇性，使得糊粉層、亞糊粉層胚乳細(xì)胞壁破解分裂，在縮短β-葡聚糖提取時間的同時，提高其得率。王尚玉等[29]優(yōu)化了燕麥麩皮β-葡聚糖的微波輔助浸提工藝：料液比1∶15(g∶mL)，微波時間4 min，功率640 W，溫度80 ℃，β-葡聚糖的得率達(dá)5.1%。申瑞玲等[30]從裸燕麥麩皮中微波提取β-葡聚糖，在料液比為1∶12(g∶mL)、微波功率720 W、提取時間9 min、pH 10的條件下，β-葡聚糖的得率為8.31%。

微波輔助提取不僅大大縮短了提取時間, 減少了溶劑消耗量，而且β-葡聚糖的提取率也高于傳統(tǒng)熱水提取法。但微波的內(nèi)部升溫操作不易控制，易使β-葡聚糖遭到破壞，從而相對降低提取率。

2.7 亞臨界水提取法

亞臨界萃取是一種以亞臨界水為溶劑的萃取技術(shù)，亞臨界水表現(xiàn)出比水更低的黏度和更高的擴散系數(shù)，從而提高向樣品基質(zhì)的擴散速度，加快β-葡聚糖的提取[31]。YOO等[32]從燕麥粉中提取β-葡聚糖：提取溫度200 ℃、溶劑pH 4.0、提取時間10 min、粒度425～850 μm，β-葡聚糖的得率為(6.98±1.17)%，提取率為88.08%，顯著高于熱水提取率(36.62%)；中試規(guī)模的最佳工藝條件為：溫度210 ℃、時間10 min，β-葡聚糖得率為(3.01±0.27)%，提取率為76.36%。DU等[33]采用加速溶劑提取技術(shù)從麩皮中提取β-葡聚糖，其最佳提取工藝參數(shù)為：提取時間9 min，提取溫度70 ℃，循環(huán)4次，提取壓力10 MPa，在此條件下β-葡聚糖的得率為(16.39±0.3)%。

與傳統(tǒng)的溶劑提取相比，亞臨界萃取β-葡聚糖的得率更高，提取體系和溶劑體系更環(huán)保，提取時間更短，β-葡聚糖的降解損失小，有利于工業(yè)化提取工藝的發(fā)展。

2.8 發(fā)酵法

發(fā)酵法提取燕麥β-葡聚糖是將菌液接種到燕麥培養(yǎng)基中，在適宜條件下發(fā)酵，然后對發(fā)酵液離心提取得到β-葡聚糖。吳迪等[34]采用3種藥用真菌(黃傘、大杯傘和灰樹花)經(jīng)雙向發(fā)酵提取燕麥β-葡聚糖，其得率均比未經(jīng)發(fā)酵的高，其中黃傘真菌與燕麥在發(fā)酵溫度28 ℃、料液比1∶20 (g∶mL)、pH 5、發(fā)酵時間48 h的最佳雙向發(fā)酵條件下得率最高(289 μg/mL)。劉新琦等[35]優(yōu)化了發(fā)酵法提取β-葡聚糖最佳工藝參數(shù)為:料液比1∶6(g∶mL)，接種0.05%的高活性干酵母，32 ℃下發(fā)酵34 h，得率為(5.21±0.02)%，與傳統(tǒng)水提法相比不僅得率提高了60.8%，而且含有更少量的蛋白質(zhì)，再通過活性炭吸附可以清除97.81%，β-葡聚糖純度高達(dá)91.21%，平均分子質(zhì)量為1.366×105Da。顧飛燕[36]報道了活性干酵母發(fā)酵提取β-葡聚糖的最佳發(fā)酵條件為：料液比1∶6(g∶mL)、接種量0.05%、發(fā)酵時間34 h、溫度32 ℃，β-葡聚糖的得率為5.21%，收得率和純度為94.96%和91.20%。

發(fā)酵法相比于傳統(tǒng)水提法，β-葡聚糖的提取率和純度較高，且相對經(jīng)濟，但優(yōu)勢發(fā)酵菌種的篩選以及從所得到的混合β-葡聚糖中分離純化出燕麥β-葡聚糖都增加了提取的工作量。

2.9 其他

除以上的提取方式外，還有一些研究相對較少的提取方式以及聯(lián)合工藝技術(shù)。KUREK等[37]采用天然絮凝劑(殼聚糖、瓜爾豆膠和明膠)從燕麥中提取純化β-葡聚糖，絮凝劑的使用相對減少了提取物總量，但能有效去除其中的蛋白質(zhì)和灰分等雜質(zhì)，提高提取物的純度，當(dāng)殼聚糖濃度為0.6%時，提取物中β-葡聚糖含量最高，為(79.0±0.19)%。游茂蘭等[38]采用超聲波-微波協(xié)同法提取β-葡聚糖，最佳工藝參數(shù)如下：超聲波功率250 W、超聲波時間20 min、微波功率800 W、微波時間3 min、料液比1∶25(g∶mL)，β-葡聚糖得率為2.29%，分別比水提、超聲波和微波法提高了120.19%、57.93%和18.65%。王沖等[39]采用超高壓-超聲波協(xié)同法提高了β-葡聚糖得率，在超聲波功率300 W、超聲波時間15 min、超高壓壓力300 MPa、超高壓時間4 min、水提pH 10、料液比1∶18(g∶mL)的條件下，葡聚糖得率為1.66%，分別比水提法、超聲法法和超高壓法提高了159.38%、43.10%和23.88%。以上表明協(xié)同提取工藝不僅可以顯著縮短提取時間，提高提取效率，而且能夠有效提高得率及純度。

從現(xiàn)有研究可知，不同的提取工藝對燕麥β-葡聚糖的提取率、得率和純度都有很大的影響。除此之外，不同燕麥種類、品質(zhì)、生長環(huán)境、以及前處理工藝也會在一定程度上影響β-葡聚糖提取率、得率及純度。所以，要綜合考慮相關(guān)影響因素，以求得率和純度最大化。

3 純化工藝

從燕麥中提取得到的β-葡聚糖往往還含有淀粉、蛋白質(zhì)、雜多糖、色素以及小分子物質(zhì)等成分，由于純度不夠，而達(dá)不到實際生產(chǎn)及使用的要求，所以一般都需要將其中的雜質(zhì)去除以提高純度。

3.1 淀粉和蛋白質(zhì)的去除

現(xiàn)有燕麥β-葡聚糖的提取工藝(水提法、堿提法、亞臨界提取法)大多在較高溫度下進(jìn)行，導(dǎo)致其中淀粉糊化，并與β-葡聚糖一起被提取出來，從而影響葡聚糖的純度。實際生產(chǎn)中一般用α-淀粉酶將淀粉水解為小分子糊精，再利用糖化酶水解為小分子葡萄糖，經(jīng)過透析而除去。PAPAGEORGIOU等[40]利用耐熱α-淀粉酶進(jìn)行處理(90 ℃、3 h、pH 4.5)，最終產(chǎn)品中幾乎檢測不到淀粉。

在β-葡聚糖粗提液中，蛋白質(zhì)是除淀粉外的又一大類雜質(zhì)。而相比于淀粉的脫除，蛋白質(zhì)的去除方法較多，如Sevag法、三氟三氯乙烷法、三氯乙酸法、酶法、等電點法、酶-Sevag 法、酶-等電點法等。羅燕平等[41]比較了β-葡聚糖粗品的3種除蛋白方法(三氯乙酸法、Sevag法及木瓜蛋白酶法)，發(fā)現(xiàn)木瓜蛋白酶法效果最佳，其蛋白質(zhì)去除率可達(dá)88.6%，β-葡聚糖保留率可達(dá)91.3%。

HARASYM等[42]采用堿提法得到的高、低分子質(zhì)量β-葡聚糖組分的含量分別為76.7%和87.1%，經(jīng)胰酶、耐熱α-淀粉酶和等電點沉淀(pH 4.5)除去蛋白質(zhì)和淀粉雜質(zhì)，兩組分均可最高純化達(dá)97%；若經(jīng)胰酶、耐熱α-淀粉酶、淀粉糖苷酶和木瓜蛋白酶連續(xù)除雜，可使β-葡聚糖含量分別提高到97.5%和99.25%。王振強等[43]采用耐熱α-淀粉酶(6 U、40 min)去除提取液中的淀粉，等電點沉淀法(pH 4.5)除蛋白質(zhì)，最終產(chǎn)品中糖含量為60.518%，殘留的蛋白質(zhì)含量為3.584%。

淀粉和蛋白質(zhì)是燕麥β-葡聚糖粗提液中最主要的雜質(zhì)。其中淀粉酶脫淀粉、胰酶-等電點法脫蛋白是國內(nèi)外研究中經(jīng)常使用的初級純化方式，相比于其他方法，該法的脫除率和葡聚糖保留率也最高。

3.2 色素及小分子物質(zhì)的去除

提取液中色素會影響產(chǎn)品的質(zhì)量，所以需進(jìn)行脫色處理。去除色素常采用活性炭吸附，同時可以去除蛋白質(zhì)，不僅脫色效果好而且操作簡單。此外，還可以用硅藻土、纖維素、H2O2、大孔吸附樹脂、大孔吸附樹脂-活性炭、離子交換柱(DEAE-纖維素)等。其中相比于活性炭脫色, 大孔吸附樹脂脫色的β-葡聚糖保留率較高。賈瑩等[44]優(yōu)化了D-201樹脂對葡聚糖的最佳脫色工藝為：樣品溶液溫度40 ℃，pH 5，流速0.5 mL/min，該條件下脫色率為67.8%，β-葡聚糖損失率約25%；XAD-7樹脂的最佳脫色工藝為：樣品溶液溫度40 ℃，pH 6，流速0.5 mL/min，脫色率可達(dá)72.9%，β-葡聚糖損失率為4.3%。綜合脫色效果和β-葡聚糖保留率兩方面考慮, 大孔吸附樹脂脫色最佳。

提取液中的小分子物質(zhì)以及雜多糖等可以通過沉淀和膜分離技術(shù)去除。其中有機溶劑如乙醇、丙酮、異丙酮及硫酸銨等沉淀劑較為常用。RYU等[5]用Na2CO3溶液(pH 10.0)在45 ℃條件下提取燕麥β-葡聚糖，粗提液再使用300 g/L的(NH4)2SO4和50% (體積分?jǐn)?shù))的異丙醇純化，β-葡聚糖得率為1.9%，純度為78.8%。有報道在略低于淀粉糊化溫度的條件下水提，再將淀粉酶解，調(diào)節(jié)pH至4.0～4.5除蛋白質(zhì)，最后用80%(體積分?jǐn)?shù))乙醇沉淀，得到的燕麥β-葡聚糖純度為90.4%～93.7%，分子質(zhì)量為(0.44～1.10)×105Da[40]。整體考慮，相對于其他幾種沉淀劑，乙醇沉淀的純化效果最好，它不僅可以有效富集葡聚糖分子，同時還具有脫蛋白、脫脂、脫色的能力。

劉煥云等[45]將裸燕麥麩經(jīng)水提、耐熱α-淀粉酶去淀粉、等電點沉淀蛋白，醇析后粗品β-葡聚糖的得率為6.25%, 純度為75.56%；再采用硫酸銨分級純化去除其中殘存的雜多糖，最終產(chǎn)品純度可達(dá)90.66%。董興葉[46]在分析水提和超聲波提取對燕麥β-葡聚糖得率影響的實驗中確定了最佳提取方法是超聲波法，平均得率為(4.09±0.04)%；純化工藝為淀粉酶除淀粉、胰蛋白酶-等電點法除蛋白、AB-8型樹脂脫色素、60%乙醇沉淀β-葡聚糖，最終總糖量為95.25%，其中β-葡聚糖91.10%，并提出用層析法進(jìn)一步純化。

經(jīng)過初級純化工藝，燕麥β-葡聚糖提取液的純度已經(jīng)達(dá)到了較高的水平。若想得到完全純化和單一組分的葡聚糖制劑，往往還需要層析等方法。

3.3 分級純化

為獲得高純度、單一組分的β-葡聚糖，還需對經(jīng)過初級純化獲得的β-葡聚糖提取物進(jìn)行逐步分級純化，多采用層析法。

袁建等[47]用硫酸銨沉淀、DEAE Sepharose CL-6B陰離子交換柱層析、Sepharose CL-4B凝膠過濾層析對β-葡聚糖進(jìn)行分級純化，得到兩單一組分(無核酸、色素、蛋白)，分子質(zhì)量分別為4.87×105Da(純度為98.57%)、6.13×104Da(純度為97.03%)。謝昊宇等[48]采用堿提醇沉法提取β-葡聚糖，粗提物經(jīng)硫酸銨沉淀、陰離子交換和凝膠層析等逐步純化，產(chǎn)物的總糖含量和β-葡聚糖含量分別為96.88%和94.91%。汪海波等[49]將粗多糖經(jīng)等電點脫蛋白、活性炭柱脫色、α-淀粉酶除淀粉、乙醇沉淀后得到燕麥β-葡聚糖的半純品(得率約為1.8%)，再用聚酰胺柱層析和乙醇多次沉淀的方法分離純化，最終獲得單一組分的β-葡聚糖純品。

經(jīng)過分級純化后的燕麥β-葡聚糖，達(dá)到了單一組分的葡聚糖制劑的要求，能夠滿足食品以及醫(yī)藥制劑的高純度標(biāo)準(zhǔn)。但純化過程中層析柱或濾膜的消耗也成為了大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的阻礙。

4 結(jié)論與展望

隨著對燕麥β-葡聚糖特性和生理活性研究的深入，其越來越多地被應(yīng)用于食品、化妝品和醫(yī)藥等領(lǐng)域。而如何滿足食品特別是醫(yī)藥領(lǐng)域?qū)Ζ?葡聚糖高純度的要求，則成為了必須解決的難題。雖然已有較多關(guān)于β-葡聚糖提取純化方面的報道，但在以下幾個方面還需要進(jìn)一步研究：⑴提取純化工藝大多停留在實驗室規(guī)模，缺乏工業(yè)化生產(chǎn)工藝，建議圍繞現(xiàn)有工藝的放大開展系列研究；⑵現(xiàn)有研究表明適當(dāng)?shù)念A(yù)處理可有效提高其提取率，建議對其預(yù)處理工藝進(jìn)行優(yōu)化研究；⑶已有一些輔助或聯(lián)合工藝以及新興技術(shù)，但還處于起步階段，建議可以重點開發(fā)其聯(lián)合工藝和新興技術(shù)手段(如微波、超聲波、脈沖電場等輔助手段，亞臨界、超臨界等新興手段)。此外，在優(yōu)化原有工藝時，應(yīng)盡可能考慮所有影響因素，以得到最佳工藝參數(shù)；由于在分離純化過程中應(yīng)用到較多酶解手段，所以可以考慮固定酶技術(shù)，以延長酶的使用壽命，減少酶的消耗和酶與產(chǎn)品的分離工藝，實現(xiàn)資源消耗最小化。實現(xiàn)工業(yè)化高得率、高純度的大規(guī)模生產(chǎn)，對于提升燕麥及其副產(chǎn)品(燕麥麩皮、燕麥米渣)精深加工水平和功能性食品醫(yī)藥研發(fā)等具有重要意義。