Зерно овса представляет собой сложную матрицу, содержащую защитную оболочку и крупу (кариопсис), причем последняя состоит из эндосперма отрубей, зародышей и крахмала. Отруби представляют собой грубый внешний слой, богатый минералами, витаминами и полисахаридами клеточной стенки, главным образом целлюлозой, арабиноксиланом и β-глюканом. Под околоплодником и семенной оболочкой отрубей имеются алейроновые и субалейроновые слои, соединенные с эндоспермом. Клетки алейрона и субалейрона окружены толстыми клеточными стенками, устойчивыми к пищеварению, тогда как клетки эндосперма имеют более тонкие клеточные стенки, богатые β-глюканом. Содержание овсяного белка и липидов возрастает в концентрации от внутренней части к периферии крупы, в то время как содержание крахмала увеличивается от субалейроновой области к центру эндосперма. 30 Структура и состав белков (глобулины, альбумины, проламины (авенин) и глютелины) различаются в зависимости от части зерна, в которой они находятся. 31В эндосперме существует два типа крахмальных гранул: сложные и отдельные гранулы. 30 Пропорции амилозы и амилопектина, а также размер гранул варьируются в зависимости от сорта овса.
Овес потенциально является хорошим источником макроэлементов, витаминов, минералов и других фитохимических веществ, но фактическое диетическое потребление зависит от части зерна ( то есть эндосперма против отрубей), которая потребляется, и от того, как он был обработан. 32,33 Соотношение различных питательных веществ также может быть изменено. 34 Одной из распространенных практик, используемых производителями для увеличения содержания β-глюкана в овсяных продуктах, является добавление фракций зерна с высоким содержанием β-глюкана.
На рис. 2 суммированы различные уровни сложности структуры овса от растения до очищенного β-глюкана, включая обычно потребляемые продукты овса. Ингредиенты овса, часто встречающиеся в литературе, представляют собой отруби, очищенный β-глюкан, хлопья (также называемые овсянкой или овсяными хлопьями) и муку. Овсяные хлопья существуют с широким диапазоном размеров частиц (от ± 0,2 до нескольких мм; например , крупная чешуйка, ирландская стальная огранка, шотландская, быстрая и быстрорастворимая овсяная крупа) 35,36 Овсяные отруби получают путем измельчения и просеивания для удаления части крахмала и доступны с различными размерами частиц. Согласно определению Американской ассоциации химии злаков, овсяные отруби должны содержать минимум 5,5% β-глюкана 34,37.но фракции доступны с содержанием β-глюкана до 40%.
Овсяные экстракты получают путем экстрагирования β-глюкана с использованием ферментативных и / или солюбилизационных методов. Было запатентовано несколько методов экстракции, в том числе те, которые используют амилазы, 38–40, замораживание / оттаивание, 41 и солюбилизацию с основными растворами. 42 Эти методы очистки позволяют достичь гораздо более высоких концентраций β-глюкана, чем методы сухого помола.
Основной модификацией β-глюкана при переработке овса и продуктов на основе овса является деполимеризация. Деполимеризация β-глюкана происходит, если β-глюканаза, присутствующая в зернах овса, не инактивирована. 47
Хотя обжиг овса используется для инактивации липаз, который со временем делает овес прогорклым, он также имеет дополнительное преимущество, заключающееся в снижении активности эндогенных β-глюканаз. 35 Уменьшение молекулярной массы β-глюкана также наблюдалось во время производства хлебобулочных изделий, как показано на овсяных хлебах, содержащих пшеничную муку. 157 β-глюканазы, естественно присутствующие в пшеничной муке, разлагают β-глюкан в процессе ферментации. 158
Общее предположение о снижающем холестерин эффекте овса и β-глюкана, который он содержит, состоит в том, что более высокая молекулярная масса β-глюкана может способствовать повышению вязкости в желудочно-кишечном тракте и, следовательно, большему снижению холестерина в плазме. Ким и соавт. 159 предположили, что «молекулярная масса β-глюкана должна составлять не менее 1200 кДа, чтобы вызвать снижение уровня холестерина». 13 Wolever et al. (2010) показали, что экструдированные злаки со средней молекулярной массой 530 кДа были эффективны в дозах 3 г β-глюкана в день. 23 Однако вязкость кишечного содержимого зависит не только от молекулярной массы β-глюкана, но также от его концентрации, структуры и поведения в растворе.15,146,160 Действительно, полимер должен присутствовать в определенном диапазоне размеров, в данной концентрации и растворяться в растворе, чтобы образовать запутанную сеть, которая затем приведет к увеличению вязкости. Это сложный процесс, который был хорошо описан в другом месте.
https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2018/fo/c7fo02006f