葡聚糖（Glucan）是以D葡萄糖為單位，通過(guò)糖苷鍵連接組成的同型多糖。

葡萄糖雖然是直鏈的含有端位醛基的還原糖，但    葡萄糖的5位羥基和1位醛基易縮合成六元環(huán)的半縮醛，我們稱之為吡喃糖。然后根據(jù)1號(hào)位羥基的構(gòu)型，分為α吡喃糖和β吡喃糖。（此處的構(gòu)型是手性的體現(xiàn)，如果一個(gè)多碳有機(jī)物某C原子上面連的四個(gè)基團(tuán)都不一樣，這個(gè)C具有手性）

圖1.葡萄糖的結(jié)構(gòu)

所以葡聚糖根據(jù)糖苷鍵的類型，也有α型和β型。我們熟知的直鏈淀粉（α-1,4鍵），支鏈淀粉（由α-1,4鍵的主鏈上支出α-1,6鍵的側(cè)鏈），纖維素（β-1,4鍵）都屬于葡聚糖。另外有一大類就是β-葡聚糖，廣泛存在于真菌、細(xì)菌、植物中，也是研究最為廣泛的一類，β-葡聚糖通常是含有或不含有支鏈β-1, 6-D-葡萄糖的β-1, 3-D-葡聚糖的簡(jiǎn)稱。

β-葡聚糖是構(gòu)成多種生物細(xì)胞壁的成分，研究比較多的主要是真菌和細(xì)菌來(lái)源的葡聚糖，和少部分植物來(lái)源的葡聚糖，比如我們熟知的燕麥β葡聚糖，是存在于燕麥胚乳和糊粉層細(xì)胞壁的一種非淀粉多糖，但燕麥葡聚糖主要是通過(guò)β-(1→3)和β-(1→4)糖苷鍵連接起來(lái)形成的一種高分子聚合物，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，我們不稱之為β-葡聚糖。

β-葡聚糖是組成很多細(xì)胞壁的骨架之一，不同來(lái)源的β-葡聚糖在結(jié)構(gòu)、分子量等區(qū)別很大。不同于DNA、蛋白質(zhì)研究的非常深入，對(duì)于多糖，一直是被忽視的。直到香菇多糖被發(fā)現(xiàn)具有抗腫瘤活性，才掀起研究的熱潮。自上世紀(jì)七十年代以來(lái)，越來(lái)越多的多糖被發(fā)現(xiàn)具有調(diào)節(jié)免疫、抗炎、抗腫瘤、抗糖尿病等生物活性，也吸引了很多科學(xué)家對(duì)其機(jī)理的闡述。

大多數(shù)生物活性的β-葡聚糖在自然條件下都是三螺旋結(jié)構(gòu)，因?yàn)槿菪臉?gòu)象，所以常見(jiàn)的葡聚糖溶解度會(huì)有區(qū)別。例如酵母葡聚糖不溶于水，可得然膠、木質(zhì)素溶于0.05M的NaOH溶液中，科學(xué)家通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，β-1,6支鏈殘基對(duì)水溶性起著至關(guān)重要的作用，一般沒(méi)有或者支鏈較少的葡聚糖是水不溶的【注】。當(dāng)然水溶性的β-葡聚糖溶解度也是有限的，如果濃度過(guò)高，也會(huì)發(fā)生聚集，或者濃度過(guò)高導(dǎo)致粘稠度過(guò)大。

從上到下（下圖表1），依次是香菇多糖（Letinan）、裂裥菌素（Schizophyllan）、黑木耳多糖（Auricularian）、可得然膠（Curdlan）、小核菌膠（Scleroglucan）、酵母葡聚糖（Yeast Glucan）、海帶多糖（Laminarin）、竹蓀β-葡聚糖（β-glucan from Dictyophora）、木質(zhì)素（Xylan）、Cinerean（真菌葡聚糖）

表 1. 溶液中幾種三螺旋β-(1,3)-D-葡聚糖的來(lái)源和化學(xué)結(jié)構(gòu)

在上面的表中，我們看到裂裥菌素和小核菌膠的分子結(jié)構(gòu)一致，事實(shí)上他們的三螺旋結(jié)構(gòu)也近乎一致，但是表現(xiàn)出來(lái)的功效活性確是相差巨大的。裂裥菌素是研究非常多的具有免疫調(diào)節(jié)和抗腫瘤活性的物質(zhì)，而小核菌膠主要作為增稠劑用于體系中（某特殊型號(hào)的小核菌膠也具有很強(qiáng)的生物活性，用于保濕和舒緩）。而影響該原料特性的主要原因可能是構(gòu)象和分子量。

圖2小核菌膠（Sclg）和裂裥菌素（SPG）的結(jié)構(gòu)

b中圈圈里面是支鏈與水分子的氫鍵絡(luò)合

β-葡聚糖一般都很穩(wěn)定，完全分解一般需要130-160℃（見(jiàn)圖3），合泰新光的β-葡聚糖能耐到170℃的高溫，裂裥菌素一般可以耐受130℃，pH 12.0，原因主要在于三螺旋的結(jié)構(gòu)。增加溶液的極性包括強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、DMSO等環(huán)境，也可以使β-葡聚糖的結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，結(jié)構(gòu)被破壞之后，將不再具備免疫調(diào)節(jié)的作用。一般經(jīng)過(guò)破壞的結(jié)構(gòu)比較難恢復(fù)到之前的構(gòu)象，就如我們把米面煮熟之后，涼了也不會(huì)回到初始狀態(tài)。所以我們?cè)谝话阕o(hù)膚品的使用過(guò)程中完全不用擔(dān)心葡聚糖的失活問(wèn)題。

圖3.香菇多糖溶液在25℃（a）、137℃（b）和145℃（c）

NaCl水溶液中的熱誘導(dǎo)構(gòu)象轉(zhuǎn)變示意圖。

一直強(qiáng)調(diào)的葡聚糖的生物活性到底是什么？它絕不簡(jiǎn)單的只是用于保濕，而是在提升機(jī)體免疫能力方面具有很強(qiáng)的表現(xiàn)。我們將通過(guò)一系列的文章來(lái)詳細(xì)講述葡聚糖的功效，以及真正的免疫護(hù)膚又是什么意思，敬請(qǐng)期待。

*注：纖維素的溶解性能以及改性手段

纖維素大分子的基環(huán)是D-葡萄糖以β-1,4糖苷鍵組成的大分子多糖，見(jiàn)圖4.由于纖維素特殊的構(gòu)型，纖維素的分子與分子之間的-OH都形成了氫鍵，使之無(wú)法溶于水，所以我們?nèi)粘Ｖ惺褂玫降闹饕囚燃谆w維素鈉、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素等經(jīng)過(guò)改性的纖維素，使之溶于水。

圖4.纖維素的結(jié)構(gòu)

我們通過(guò)將纖維素改性，打破分子間的氫鍵，就可以使纖維素溶于水中。纖維素首先經(jīng)過(guò)堿處理分解成單鏈，然后再進(jìn)行后續(xù)的處理。雖然葡聚糖理論上也可以通過(guò)這種方法，但是葡聚糖的三螺旋結(jié)構(gòu)一旦破壞便不再具備免疫調(diào)節(jié)的能力。

但是我們?nèi)粘Ｔ现杏幸环N羧甲基化的酵母葡聚糖，酵母葡聚糖不溶于水，所以一般通過(guò)羧甲基化之后便可以應(yīng)用。據(jù)市場(chǎng)反饋依然具有比較好的功效，所以該改性方法并沒(méi)有破壞葡聚糖的結(jié)構(gòu)，但是羧甲基的數(shù)量一旦增加到某個(gè)程度，葡聚糖的生物活性也將喪失。

圖5. 纖維素改性機(jī)理

復(fù)制