Glucans Struktur, Eigenschaften und Funktionen

Der Glucans Sie sind vielleicht die am häufigsten vorkommenden Kohlenhydrate in der Biosphäre. Die meisten machen die Zellwand von Bakterien, Pflanzen, Hefen und anderen lebenden Organismen aus. Einige machen die Wirbeltier -Reserve -Substanzen aus.

Alle Glucaner bestehen aus einer Art Monosaccharid, das wiederholt wird: Glucose. Diese sind jedoch in einer großen Vielfalt von Formen und mit einer Vielzahl von Funktionen zu finden.

Ein Beispiel für gemeinsame Links in B-Glucanos (Quelle: Jatlas2 / Public Domain über Wikimedia Commons)

Der Name Glucan hat seinen Hauptursprung des griechischen Wortes "Glykys", Was" süß "bedeutet. Einige Lehrbücher bezeichnen Glucane als nicht-zellulose Polymere, die durch Glucosemoleküle gebildet werden, die durch β 1-3-Bindungen verbunden sind (sagen, dass „nicht-zellulose“ von dieser Gruppe zu denjenigen ausgeschlossen ist, die Teil der Zellwand der Pflanzen sind).

Alle aus Glukose bestehenden Polysaccharide, einschließlich derjenigen, die die Zellwand von Pflanzen zusammensetzen, können als Glucans klassifiziert werden.

Viele Glucaner waren Teil der ersten Verbindungen, die von verschiedenen Lebensweisen isoliert waren, um die physiologischen Wirkungen auf Wirbeltiere zu untersuchen, insbesondere auf das Immunsystem von Säugetieren.

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Struktur

Glucans haben eine relativ einfache Zusammensetzung, trotz der großen Vielfalt und Komplexität von Strukturen, die in der Natur zu finden sind. Alle sind große Glukosepolymere, die durch glucosidische Verbindungen vereint sind, wobei die häufigsten Gewerkschaften α (1-3), β (1-3) und β (1-6) sind.

Diese Zucker bestehen wie alle Saccharrides mit Glukosebasis grundlegend aus drei Arten von Atomen.

Die meisten Glucane bestehen aus linearen Ketten, aber diejenigen, die Auswirkungen auf diese durch Glucosidverbindungen α (1-4) oder α (1-4) in Kombination mit α (1-6) -Blinks (1-6) binden.

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Es ist wichtig zu erwähnen, dass die meisten Glucaner mit "α" -Blinks von Lebewesen als Energieversorgung metabolisch gesehen werden.

Glucaner mit einem größeren Anteil an "β" -Blinks sind eher strukturelle Kohlenhydrate. Diese haben eine strengere Struktur und sind schwieriger durch mechanische oder enzymatische Wirkung zu brechen, sodass sie nicht immer als Energie- und Kohlenstoffquelle dienen.

Arten von Glucans

Diese Makromoleküle variieren je nach anomerischer Konfiguration der Glukoseeinheiten, aus denen sie bestehen. Die Position, die Art und die Anzahl der Auswirkungen, die verbunden sind. Alle Varianten wurden in drei Arten von Glucans eingeteilt:

- Die β-Glucane (Cellulose, Liquenin, Cymosan oder Zimosano usw.)

Chemische Struktur des Zimano

- Die α, β-Glucane

- Die α-Glucane (Glykogen, Stärke, Dextran usw.)

Chemische Struktur von Dextran

Α, β-Glucane werden auch als "gemischte Glucane" bezeichnet, da sie verschiedene Arten von glucosidischen Verbindungen kombinieren. Sie haben die komplexesten Strukturen in Kohlenhydraten und haben normalerweise schwierige Strukturen, die sich in kleineren Kohlenhydratketten trennen können.

Im Allgemeinen besitzen Glucane Verbindungen mit hohem Molekulargewicht, wobei Werte zwischen Tausenden und Millionen Daltons variieren.

Glucan -Eigenschaften

Alle Glucane haben mehr als 10 Glukosemoleküle, die miteinander verbunden sind, und am häufigsten besteht darin, diese Verbindungen zu finden, die von Hunderten oder Tausenden von Glukoseabfällen gebildet werden, die eine einzelne Kette bilden.

Jeder Glucan hat spezielle physikalische und chemische Eigenschaften, die je nach Zusammensetzung und Umgebung, in der sie gefunden werden.

Wenn die Glucans gereinigt werden, haben sie keine Farbe, kein Aroma oder kein Aroma, obwohl die Reinigung nie so präzise ist, dass sie ein einzelnes isoliertes einzigartiges Molekül erhalten.

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Glucans können als Homoglucans oder Heteroglucanos gefunden werden.

- Homoglucane bestehen aus einer einzigen Art von Glucoseanomer

- Heteroglucanos werden durch verschiedene Glukoseanomere gebildet.

Es ist üblich, dass Heteroglucanos, wenn es in Wasser gelöst ist, kolloidale Suspensionen bilden (sie werden leichter gelöst, wenn sie Wärme ausgesetzt sind). In einigen Fällen werden ordnungsgemäße und/oder Gelstrukturen erzeugt.

Die Vereinigung zwischen dem Abfall, der die Hauptstruktur von Glucans (das Polymer) bildet. Die Struktur wird jedoch durch "hydrostatische" Wechselwirkungen und einige Wasserstoffbrücken stabilisiert.

Beispiel für Glycosidbindungen in Glykogen (Quelle: Glykogen.SVG-Neurotkerrivivativ-Arbeit-Marek-M-Public-Domain über Wikimedia Commons)

Funktionen

Glucaner sind sehr vielseitige Strukturen für lebende Zellen. In Pflanzen beispielsweise ergibt die Kombination von β (1-4) -Bindungen zwischen den β-Glucose-Molekülen der Zellwand jeder seiner Zellen große Steifheit und bildet das, was als Cellulose bekannt ist.

Cellulosestruktur (Quelle: Vicente Net/CC BY (https: // creitivecommons.Org/lizenzen/bis/4.0) über Wikimedia Commons)

Wie in Pflanzen repräsentiert in Bakterien und Pilzen ein Rahmen von Glucan -Fasern die Moleküle, aus denen die starre Zellwand besteht, die die Plasmamembran und das Cytosol in den Zellen schützt.

Bei Wirbeltieren Tieren ist das Hauptreservesmolekül Glykogen. Dies ist ein Glucan, der von vielen United -Glucose -Rückständen gebildet wird und eine Kette bildet, die entlang der Struktur verzweigt wird.

Im Allgemeinen wird Glykogen in der Leber aller Wirbeltiere synthetisiert und ein Teil in den Muskeln gespeichert.

Glykogen, die "Stärke" von Tieren (Quelle: Mikael Häggström / Public Domain, über Wikimedia Commons)

Zusammenfassend haben Glucans nicht nur strukturelle Funktionen, sondern sind auch aus der Sicht des Leistungsspeichers wichtig. Jeder Organismus, der das enzymatische Gerät besitzt, um die Verbindungen abzubauen und Glukosemoleküle zu trennen, um sie als „Kraftstoff“ zu verwenden, verwendet diese Verbindungen, um zu überleben.

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Branchenanwendungen

Glucaner werden in der Lebensmittelindustrie auf der ganzen Welt weit verbreitet, da sie sehr unterschiedliche Eigenschaften haben und die meisten keine toxischen Auswirkungen auf den menschlichen Konsum haben.

Viele helfen dabei. Ein Beispiel, es kann die Stärke oder Maisstärke sein.

Die künstlichen Aromen von Lebensmitteln sind in der Regel das Produkt der Zugabe von Süßungsmitteln, die größtenteils aus Glucans bestehen. Diese müssen sehr extreme oder lange Zeiträume durchlaufen, um ihre Auswirkungen zu verlieren.

Der hohe Schmelzpunkt aller Glucans dient dazu, viele der Verbindungen zu schützen, die für niedrige Nahrungsmitteltemperaturen empfindlich sind. Glucans "Entführungs" -Wassermoleküle und verhindern, dass Eiskristalle die Moleküle brechen, aus denen die anderen Teile der Nahrung besteht.

Darüber hinaus sind die von Glucans in Lebensmitteln gebildeten Strukturen thermorreversibel, dh durch Erhöhen oder Verringern der Temperatur innerhalb der Nahrung können sie ihren Geschmack und ihre Textur bei der richtigen Temperatur wiederherstellen.

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