Struttura, caratteristiche e funzioni dei glucani

IL Glucani Sono forse i carboidrati più abbondanti della biosfera. La maggior parte costituisce la parete cellulare di batteri, piante, lieviti e altri organismi viventi. Alcuni costituiscono le sostanze di riserva vertebrata.

Tutti i glucani sono composti da un tipo di monosaccaride che viene ripetuto: glucosio. Tuttavia, questi possono essere trovati in una grande diversità di forme e con un'ampia varietà di funzioni.

Un esempio di collegamenti comuni in B-Glucanos (fonte: Jatlas2 / Dominio pubblico tramite Wikimedia Commons)

Il nome del glucano ha la sua origine principale della parola greca "Glykys", Che significa" dolce ". Alcuni libri di testo si riferiscono ai glucani come polimeri non cellulari formati da molecole di glucosio collegate da legami β 1-3 (dicendo che "non cellulare" sono esclusi da questo gruppo a coloro che fanno parte della parete cellulare delle piante).

Tuttavia, tutti i polisaccaridi composti da glucosio, compresi quelli che compongono la parete cellulare delle piante possono essere classificati come glucani.

Molti glucani facevano parte dei primi composti isolati da diversi modi di vivere per studiare gli effetti fisiologici che avevano sui vertebrati, in particolare sul sistema immunitario dei mammiferi.

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Struttura

I glucani hanno una composizione relativamente semplice, nonostante la grande diversità e complessità delle strutture che possono essere trovate in natura. Tutti sono grandi polimeri di glucosio uniti da collegamenti glucosidici, i sindacati più frequenti sono α (1-3), β (1-3) e β (1-6).

Questi zuccheri, come tutti i saccherruri che hanno base di glucosio, sono fondamentalmente composti da tre tipi di atomi: carbonio (c), idrogeno (H) e ossigeno (O), che formano strutture cicliche che possono essere unite tra sì che formano una catena.

La maggior parte dei glucani è costituita da catene lineari, ma quelle che presentano ramificazioni si legano a questi attraverso collegamenti glucosidici α (1-4) o α (1-4) in combinazione con i collegamenti α (1-6) (1-6).

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È importante menzionare che la maggior parte dei glucani con collegamenti "α" sono usati dagli esseri viventi come approvvigionamento energetico, metabolicamente parlando.

I glucani che hanno una percentuale maggiore di collegamenti "β" sono carboidrati piuttosto strutturali. Questi hanno una struttura più rigida e sono più difficili da rompere per azione meccanica o enzimatica, quindi non sempre servono da fonte di energia e carbonio.

Tipi di glucani

Queste macromolecole variano in base alla configurazione anomerica delle unità di glucosio che le compongono; La posizione, il tipo e il numero di ramificazioni che sono unite. Tutte le varianti sono state classificate in tre tipi di glucani:

- I β-glucani (cellulosa, liquenina, cymosan o zimosano, ecc.)

Struttura chimica dello Zimano

- Α, β-glucani

- Gli α-glucani (glicogeno, amido, destrano, ecc.)

Struttura chimica del destrano

Α, i β-glucani sono anche noti come "glucani misti", poiché combinano diversi tipi di collegamenti glucosidici. Hanno le strutture più complesse all'interno dei carboidrati e, di solito, hanno strutture difficili da separare in catene di carboidrati più piccole.

Generalmente i glucani che possiedono sono composti ad alto peso molecolare, con valori che variano tra migliaia e milioni di Daltons.

Caratteristiche del glucano

Tutti i glucani hanno più di 10 molecole di glucosio collegate tra loro e il più comune è trovare questi composti formati da centinaia o migliaia di rifiuti di glucosio che formano una singola catena.

Ogni glucano ha speciali caratteristiche fisiche e chimiche, che variano a seconda della loro composizione e dell'ambiente in cui si trovano.

Quando i glucani sono purificati, non hanno colore, aroma o sapore, sebbene la purificazione non sia mai così precisa da ottenere una singola molecola unica isolata e sono sempre quantificate e studiate "approssimativamente", poiché l'isolato contiene diverse molecole.

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I glucani possono essere trovati come omoglucani o eteroglucani.

- Gli omoglucani sono composti da un singolo tipo di anomero del glucosio

- Gli eteroglucani sono formati da diversi anomeri del glucosio.

È comune per gli eteroglucani, se sciolti in acqua, formano sospensioni colloidali (vengono sciolte più facilmente se sono soggetti a calore). In alcuni casi, quando vengono prodotte strutture ordinate e/o gel.

L'unione tra i rifiuti che forma la struttura principale dei glucani (il polimero) si verifica grazie ai collegamenti glucosidici. Tuttavia, la struttura viene stabilizzata attraverso interazioni "idrostatiche" e alcuni ponti idrogeno.

Esempio di legame glicosidico in glicogeno (fonte: glicogeno.SVG-Neurotkerrivative-Work-Marek-M-Public-Domain tramite Wikimedia Commons)

Funzioni

I glucani sono strutture molto versatili per le cellule viventi. Nelle piante, ad esempio, la combinazione di legami β (1-4) tra le molecole di β-glucosio dà grande rigidità alla parete cellulare di ciascuna delle sue cellule, formando quella che è nota come cellulosa.

Struttura della cellulosa (Fonte: Vicente Net/CC di (https: // creativeCommons.Org/licenze/by/4.0) via Wikimedia Commons)

Come nelle piante, nei batteri e nei funghi un quadro di fibre di glucano rappresenta le molecole che costituiscono la parete cellulare rigida che protegge la membrana plasmatica e il citosol che si trova all'interno delle cellule.

Negli animali vertebrati la principale molecola di riserva è il glicogeno. Questo è un glucano formato da molti residui di glucosio uniti, che formano una catena, che è ramificata lungo la struttura.

Generalmente il glicogeno è sintetizzato nel fegato di tutti i vertebrati e una parte è immagazzinata nei tessuti dei muscoli.

Glycogen, "amido" degli animali (fonte: Mikael Häggström / dominio pubblico, via Wikimedia Commons)

In sintesi, i glucani non hanno solo funzioni strutturali, ma sono anche importanti dal punto di vista dell'energia. Qualsiasi organismo che possiede il dispositivo enzimatico per degradare i collegamenti e separare le molecole di glucosio per usarli come "carburante" utilizza questi composti per sopravvivere.

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Applicazioni del settore

I glucani sono ampiamente utilizzati nell'industria alimentare di tutto il mondo, poiché hanno caratteristiche molto diverse e la maggior parte non ha effetti tossici per il consumo umano.

Molti aiutano a stabilizzare la struttura del cibo interagendo con l'acqua, creando emulsioni o gel che forniscono maggiore coerenza a determinati preparativi culinari. Un esempio, può essere l'amido o l'amido di mais.

I sapori artificiali del cibo sono generalmente il prodotto dell'aggiunta di dolcificanti che, per la maggior parte, sono composti da glucani. Questi devono attraversare periodi di tempo molto estremi o lunghi per perdere gli effetti.

L'alto punto di fusione di tutti i glucani serve a proteggere molti dei composti sensibili alle basse temperature alimentari. I glucani "rapimento" molecole d'acqua e impediscono ai cristalli di ghiaccio di rompere le molecole che compongono le altre parti del cibo.

Inoltre, le strutture formate dai glucani negli alimenti sono termorreversibili, cioè aumentando o diminuendo la temperatura all'interno del cibo, possono recuperare il loro gusto e la consistenza alla giusta temperatura.

Riferimenti

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