Qu’est-ce que Grain Beta glucane?

Les céréales constituent une part importante du régime alimentaire oriental....... Par rapport aux grains raffinés, les grains entiers retiennent plus de sSur leEt etde germe Et etsont riches en nutriments, en particulier en fibres alimentaires, en micronutriments Et eten produits phytochimiques tels que les polyphénols. De nombreutilisationspreuves suggèrent que lA aconsommatiSur lede grains entiers peut grandement améliorer une alimentatiSur leéquilibrée Et etréduire le risque de maladies chroniques telles que le diabète de type 2, les maladies cardiovasculaires Et etle cancer colorectal [1]. Par conséquent, encourager le remplacement des céréales raffinées par des céréales complètes est un moyen important d’améliorer la nutrition de la population.#39; L Llrégime alimentaire. Les fibres alimentaires sont un élément fonctionnel important des aliments à grains entiers. Des études ont montré que les fibres alimentaires provenant de sources céréalières ont un plus grEt en pluseffEt etsur la santé humaine que les fibres alimentaires provenant d’autres sources, ce qui est lié aux différences de La structure[2].β-glucane is an important diététiquefibrecomponent De lacereals. It is found dansLe conseil des ministrescell walls De laendosperm Et en plusis a polysaccharide [3]. It is found dansLe conseil des ministreshighest amounts in Orge d’orge(2.5%–11.3%) Et en plusoats (2.2%–7.8%), Et en plusalso in smaller amounts in rye (1.2%–2.0%) Et en plusblé(0.4%–1.4%) [4].

Ces dernières années, avec le public' S l’inquiétude croissante pour la nutrition Et etla santé, la consommation d’aliments à grains entiers n’a cessé d’augmenter. En particulier, sur la base des allégations de santé de la FDA américaine et de l’ue sur l’efficacité du β-glucane, la consommation d’aliments riches en β-glucane, tels que l’avoine et l’orge, a également augmenté d’année en année. La profondeur et l’étendue de la recherche liée au β-glucane de céréales au pays et à l’étranger ont été considérablement étendues, et la recherche s’est diversifiée à partir des méthodes d’Extraction,d’isolement et de La purificationdu β-glucane; L’impact des techniques de transformation et de manipulation des aliments sur la structure et les propriétés du β-glucane; L’influence des techniques de transformation et de manipulation des aliments sur la structure et les propriétés du β-glucane; L’interaction entre le β-glucane et des substances telles que les protéines et les lipides; L’application du β-glucane dans différents types d’aliments; Et la recherche sur les avantages nutritionnels et de santé du β-glucane. Cette thèse donne donc un aperçu des récents progrès de la recherche sur le β-glucane des céréales.

1 Extraction, préparation et La purificationdu β-glucane de céréales

Le β-glucane de Grain se trouve principalement dans la couche subaleurone et les parois des cellules de l’endosperme des grains. Les propriétés et les applications du β-glucane de grain sont principalement basées sur ses caractéristiques de structure moléculaire. Les conditions d’extractionaffectent non seulement le taux d’extraction du β-glucane, mais aussi sa structure moléculaire. Par conséquent, au cours des dernières années, un grEt en plusnombre de littératures ont rapporté des méthodes d’extraction, de séparation et de purification du β-glucane de grain. Un examen de la littérature [5-6] A révélé que les principales méthodes actuelles d’extraction du β-glucane des céréales sont dérivées de la recherche de Wood et Al., et al.[7], et les étapes de base sont indiquées à la Figure 1. Par la suite, sur cette base, les chercheurs ont mené des études approfondies sur différentes matières premières céréalières, les conditions préalables d’extraction, les facteurs influant sur le rendement et la pureté, etc. (voir tableau 1).

At present, the main raw materials used to extract céréalesβ-glucaneinclude barley, barley, oats Et en plusl’avoinebran. Le conseil des ministresextraction rate De laβ-glucaneÀ partir deOrge d’orgeEt en plusbarley is relatively high, while the extraction rate is relatively low when oats Et en plusl’avoinesonare used En tant queraw materials, which is related to the distribution De laβ-glucanein cereals. Comparing different extraction methods, it was found that the β-glucaneextraction rates De ladifferent methods ranged À partir deabout 50% to 87%, Et en plusthe 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. dansaddition, Ahmada Et al.[3] reported that the enzymatic extraction method yielded a β-glucan product avecbetter stability Et en plusfonctionnelproperties. However, extraction is a complex process that requires attention not only to yield, but also to functionality Et en plusproduct stability. Therefore, the extraction De laβ-glucan from cereals, especially its industrial preparation, requires a comprehensive consideration De latechnical and product quality indicators such as stability and energy consumption.

2 analyse approfondie des propriétés fonctionnelles du β-glucane des céréales et de son application dans les aliments

Ces dernières années, avec la compréhension des effets sur la santé du β-glucane des céréales et l’approfondissement de la recherche sur ses propriétés moléculaires, de nombreux chercheurs ont accordé plus d’attention à la relation entre la structure et les propriétés fonctionnelles du β-glucane et ses perspectives d’application. Yang Chengjun et Al., et al.[20] [en]ont examiné la structure et les propriétés physiques du β-gluane d’avoine, ses propriétés nutritionnelles et son application dans les industries de la viande, de la boulangerie et des boissons; Izydorczyk [21] [en]a examiné la structure moléculaire, les propriétés physicochimiques et l’application du β-glucane d’orge dans les aliments.

β-glucan in the La nourritureindustry mainly includes products such as bakery products, dairy products, beverages, meat products and snack foods (see Table 2). In recent years, La rechercheon the application De lacéréalesβ-glucan has been increasing. On the one hand, β-glucan is added to different foods to study the effeton the propriétésDe lafood system components and food quality; on the Autres:hand, based on the interaction between β-glucan and different molecules in the food system, the fonctionnelpropriétésand application De β-glucanecomplex' S propriétés fonctionnelles et applications. A cette fin, cette thèse prend comme exemple l’application du β-glucane dans les produits de boulangerie pour décrire les effets de l’addition de β-glucane sur les propriétés de la pâte et la qualité des aliments. En même temps, il fournit également un examen de la recherche et des applications des complexes β-glucanes.

2.1 Application du β-glucane dans les produits de boulangerie

ajouterβ-glucan to bakery products can increase the water-Soluble dans l’eaudietary fibrescontent on the one hand, and affect the rhéologiquePropriétés,hydration characteristics and product texture De lathe dough on the other. Studies have shown that adding the right amount De laoat β-glucan (OG) can improve the rhéologiquepropriétésDe lathe dough. Adding 0.5% to 5.0% OG Gto 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 De lathe dough all increase. Adding 0.5% to 1.0% OG can make the extensibility De lalow-gluten flour similar to that De lasteamed bread flour . OG can slightly increase the gelatinization temperature De lamedium-gluten flour, but it can also reduce the gelatinization temperature De lasteamed 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].

Le bêta-glucane affecte également la qualité du produit en influençant les caractéristiques d’hydratation de la pâte. Des études ont montré que l’ajout d’og aux nouilles et aux petits pains cuits à la vapeur peut inhiber la migration de l’humidité et le vieillissement de l’amidon, réduire les pertes d’eau et de cuisson [38-39]. Des fibres alimentaires hydrosolubles contenant 70% d’og ont été ajoutées à la farine de blé, et en optimisant la teneur en eau, on peut obtenir du pain avec une texture semblable au pain blanc et riche en fibres alimentaires solubles (FDS) [40]. L’effet du β-glucane sur les propriétés d’hydratation de la pâte est lié à sa structure fine, telle que la taille moléculaire [41]. Skendi et Al., et al.[42] ont étudié les effets de deux masses moléculaires relatives différentes (1,00lires 105 et 2,03lires 105) de BG sur la rhéologie, la viscoélasticité et la qualité du pain de deux pâtes de farine de blé.

Les résultats ont montré que le poids moléculaire BGs augmente l’élasticité, la résistance à la déformation et la fluidité. Parmi eux, le BG de faible poids moléculaire ajouté à la farine de blé à faible teneur en gluten peut obtenir une farine de qualité similaire à celle de la farine de blé à haute teneur en gluten. Rieder et al. [43] ont souligné que le β-glucane de poids moléculaire élevé peut augmenter la viscosité de la phase aqueuse de la pâte et stabiliser les pores; Cependant, Gill et al. [44] ont souligné que le β-glucane de poids moléculaire élevé aura un effet plus négatif sur la pâte, rendant la pâte plus résistante à l’extension et moins extensibilité. Ceci est dû au fait que le β-glucan de poids moléculaire élevé produit un gel très visqueux lorsqu’il entre en contact avec l’eau, qui adhère à la surface des protéines du gluten, concurrençant les protéines du gluten pour l’humidité et affectant la formation et la stabilité de la structure du réseau du gluten [45].

2.2 propriétés physiques et chimiques des complexes β-glucanes et leur application dans les aliments

Ces dernières années, la recherche sur le β-glucane des céréales s’est élargie pour inclure l’étude et l’application de ses propriétés physiques et chimiques en combinaison avec d’autres macromolécules.

2.2.1 complexes polysaccharidiques de β-glucane

Le bêta-glucane a un certain degré de propriétés gélifiantes, et la combinaison avec d’autres polysaccharides peut améliorer ses propriétés gélifiantes. L’interaction entre le glucomannane de konjac et le bêta-glucane peut considérablement améliorer la fluidité, la rétention d’eau, la viscoélasticité, la cohésion et la stabilité de stockage du gel composite par l’adsorption de liaison hydrogène et l’intégration de molécules de bêta-glucane, mais elle a un effet important sur la réduction de la dureté [43]. Par conséquent, l’ajout d’une bonne quantité de glucomannane de konjac peut augmenter le potentiel d’application du β-glucane dans les aliments à tartiner. L’ajout de β-glucane à l’amidon d’avoine peut également former une structure de réseau uniforme et dense par liaison à l’hydrogène. Le β-glucane a un certain effet protecteur sur la zone de cristallisation de l’amidon et peut former des noyaux dans des conditions de traitement à ultra-haute pression pour inhiber le vieillissement de l’amidon [44]. Lorsque le β-glucane d’orge est mélangé à de l’amidon de blé, il se lie également à la surface des granulés d’amidon par l’intermédiaire de liaisons d’hydrogène, favorisant l’absorption et le gonflement de l’eau, et l’arrangement ordonné de l’amylose, et augmentant la masse moléculaire relative moyenne en poids de l’amylose [46].

Le bêta-glucane a un certain degré de gélation, et la combinaison avec des polysaccharides peut améliorer sa gélation, affectant davantage la qualité de traitement des aliments. Des études ont montré que l’interaction entre le glucomannane de konjac et le bêta-glucane peut considérablement améliorer la fluidité, la rétention d’eau, la viscoélasticité, la cohésion et la stabilité de stockage du gel composite par l’adsorption de liaison d’hydrogène et l’intégration de molécules de bêta-glucane, mais il a un effet important sur la réduction de la dureté.

Konjac Mannan et le β-glucane peuvent être combinés pour augmenter le potentiel d’application du β-glucane dans les aliments à tartiner [47]. Lorsqu’il est ajouté à l’amidon d’avoine, le β-glucane peut former une structure de réseau uniforme et dense par liaison à l’hydrogène. Le β-glucane a un certain effet protecteur sur la zone de cristallisation de l’amidon et peut former des noyaux dans des conditions de traitement à ultra-haute pression pour inhiber le vieillissement de l’amidon [48]. Le β-glucane d’orge peut favoriser le gonflement et la gélatinisation de l’amidon de blé. BBG est lié à la surface des granulés d’amidon par des liaisons d’hydrogène, favorisant l’absorption et le gonflement de l’eau, l’arrangement ordonné de l’amylose, et une augmentation de la masse moléculaire relative moyenne en poids de l’amylose. Un gel composite est formé pour réduire la dureté et l’enthalpie pendant la réfrigération et pour retarder la recristallisation à long terme de l’amidon de blé [49]. Grâce au séchage par pulvérisation, les microcapsules d’amidon de maïs modifié à base de β-glucane d’orge peuvent encapsuler l’huile de poisson (EPA) et l’empêcher de s’oxyder [50].

2.2.2 complexes β-glucanes lipidiques

Dans les systèmes alimentaires, les β-glucanes de céréales peuvent former des complexes contenant différents lipides, qui ont un certain effet de charge sur les petites molécules lipophiles et peuvent favoriser leur libération ciblée et améliorer la biodisponibilité. Le stéarate de β-glucane d’avoine peut être obtenu par modification hydrophobe du β-glucane d’avoine avec de l’acide stéarique, un acide gras saturé, et est utilisé pour charger la myricétine. À une concentration de 1,5 mg/mL de β-glucan stéarate d’avoine et un rapport de 1:1 de β-glucan stéarate d’avoine à la myricétine, le complexe peut atteindre une capacité de charge de 55,86 µg/mg de myricétine et a un certain effet de libération soutenue sur la myricétine [46]. Pour une vitesse d’homogénéisation de 12 kr/min. La capacité de charge de la myricitrine dans le complexe peut atteindre 55,86 µg/mg, et elle a un certain effet de libération lente sur la myricitrine [46].

Oat β-glucan and octenyl succinic anhydride (OS) can be obtained Par:esterification 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 Par:octenyl 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 complexes protéiques β-glucanes

L’interaction des β-glucanes de céréales avec les protéines peut améliorer leurs propriétés fonctionnelles, élargir la portée des applications du β-glucanes, et fournir de nouvelles idées pour le traitement précis et la nutrition précise des aliments riches en β-glucanes. Le β-glucane (BG) de l’orge et la protéine de gluten peuvent interagir directement dans un système de dispersion aqueux. Quand il y a un excès d’eau, BG augmente la capacité de rétention d’eau et la teneur en eau de lyophilisation de la protéine de gluten en augmentant la capacité de liaison de la protéine de gluten pour l’eau peu liée dans la phase aqueuse, affaiblissant la réliaison de la protéine de gluten. L’utilisation de BG pour glycosylate la protéine de gluten de blé peut améliorer de manière significative la solubilité, les propriétés émulsionnantes et les propriétés moussantes de la protéine de blé. Ces résultats fournissent de nouvelles idées pour la préparation et l’application de la protéine de blé complexée β-glucane d’orge en tant qu’analogue gras [12,54].

Oat β-glucan (OG) powder and lactoferrin can change the secondary structure of lactoferrin to form self-assembled bodies and thermiquementaggregated bodies at 25 °C 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 pour20 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, therePar:Amélioration dethe water retention and protein denaturation temperature of the La saucisse[58]. These studies provide a theoretical basis for the development of meat products rich in β-glucan.

Ces dernières années, la consommation de boissons à base de plantes ou de produits laitiers a augmenté. L’ajout de β-glucane d’avoine de poids moléculaire élevé au lait peut réduire l’énergie du lait et a un effet hypocholestérolémiant. Par conséquent, il y a eu de nombreuses études sur l’interaction entre le β-glucane et les protéines du lait. L’ajout de β-glucane a un certain effet sur la viscosité, l’écoulement et la stabilité du système laitier. Coagulation acide: le gel mélangé de caséinate de sodium et de BG a une séparation de phase au niveau microscopique. A de faibles concentrations de β-glucane (3% p/p), les propriétés du système mixte sont contrôlées par la composition de la protéine. Cependant, à mesure que la concentration du polysaccharide augmente, la force du gel et la stabilité thermique du système mixte sont affectées par la structure du polysaccharide, c’est-à-dire que le gel de lait écrémé acidifié contenant du BG peut affaiblir la structure du réseau protéique [58].

Les changements dans le poids moléculaire des polysaccharides peuvent également provoquer une séparation de phase dans les mélanges protéine /polysaccharide. La teneur en OG requise pour la séparation des phases dans le mélange d’og et de caséinate de sodium dépend de son poids moléculaire. Lorsque le poids moléculaire relatif (Mr) de l’og augmente de 3,5lcpe 104 à 6,5lcpe 104, la teneur requise diminue de 2% à 2,5% (p/p) à 1% à 1,5% (p/p), ce qui peut indiquer une incompatibilité thermodynamique [59]. Dans un état thermodynamiquement stable, la viscosité du β-glucane à faible poids moléculaire dans le système mixte est un facteur affectant l’état d’équilibre du système, et le β-glucane à poids moléculaire élevé peut rapidement s’accumuler lorsque la concentration de protéines change [60]. La force motrice de la séparation de phase du lait écrémé par BG (nom du produit GLucagel) est la perte de floculation des particules de caséine dans les molécules polysaccharides. Avec la fraction volumique des particules de caséine et la concentration en GLucagel d’orge, le système à deux phases se sépare soit par gélation transitoire, soit par formation d’un précipité. Des concentrations plus élevées de β-glucane peuvent augmenter la fraction volumique des micelles de caséine [61]. Par conséquent, l’incompatibilité thermodynamique des protéines de lait et du β-glucane et la séparation des phases posent un défi important pour le produit.

3 recherche nutritionnelle sur le β-glucane des céréales

céréalesβ-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 Avantages sociauxhas 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 bioProduits chimiquesindicators, 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 Conclusion

As a dietary fibre component with obvious health benefits in Entier entiergrain 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 fonctionnelproperties 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.

Cependant, bien que de nombreuses études se soient concentrées sur l’amélioration du taux d’extraction et de la pureté du β-glucane, les conditions de procédé sont encore limitées à l’échelle du laboratoire, et il n’y a pas de procédé d’extraction et de purification adapté à la production industrielle. Ceci reste le principal facteur limitant le développement industriel ultérieur du β-glucane des céréales. En outre, les propriétés fonctionnelles des complexes formés par le β-glucane de céréales et d’autres macromolécules telles que l’amidon, les protéines et les lipides, et leur application dans les aliments sont devenus de nouveaux foyers de recherche dans ce domaine. Cependant, les avantages pour la santé et le mécanisme d’action de la céréale complexée β-glucane par rapport à celui de la céréale simple β-glucane sont des questions scientifiques qui justifient des recherches plus poussées.

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