السكريات الفطرية: الهيكل والتصنيف والاستخلاص والتطبيقات الغذائية

الوحدات المكونة الأساسية للالسكريات الفطريةهي السكريات أو أحماض اليورونيك، بما في ذلك الزيلوز، والفوكوز، والرامنوز، والمانوز، والجلاكتوز، والجلوكوز، والأرابينوز، وحمض الجلوكورونيك. يشمل الهيكل الأساسي للسكريات الفطرية تكوين بقايا السكر، وتسلسل ترتيبها، وأنواع الروابط بين بقايا السكر المجاورة، بالإضافة إلى وجود أو عدم وجود الفروع، ومواضع الفروع، وأطوال سلسلة الفروع. البنية الأساسية للسكريات الفطرية هي عادة عديد السكاريد المتجانس، مما يعني أنها تتكون من نوع واحد من وحدة السكريات الأحادية.

حاليا، تم تحديد نوعين رئيسيين:

1. الجلوكان:ترتبط هذه بشكل أساسي بروابط β-1,3-جليكوسيدية في السلسلة الرئيسية، مع عدد صغير من روابط β-1,4-جليكوسيدية أو روابط جليكوسيدية أخرى. السلاسل الجانبية عادة ما تكون عبارة عن أوليغومرات مرتبطة عبر روابط β-1,6-glycosidic أو روابط β-1,3-glycosidic. تشمل الأمثلة اللينتينان (من فطر شيتاكي) والشيزوفيلان (من فطر الخيشوم المقسم).

2. مانانس:ترتبط سلاسلها الرئيسية بشكل أساسي بروابط α-glycosidic. وتشمل الأمثلة السكريات منكورديسيبس سينينسيس(كورديسيبس) وTremella fuciformis(فطر الأذن الفضية).

البنية ذات الترتيب الأعلى، والمعروفة أيضًا باسم التشكل المكاني، هي البنية التي تمارس من خلالها السكريات تأثيراتها الفسيولوجية أو الدوائية. وهذا يشمل الهياكل الثانوية والثالثية والرباعية.

• الهيكل الثانوي:التشكل المكاني الذي يتكون من سلسلة العمود الفقري للسكريات من خلال الروابط الهيدروجينية، مما يؤدي إلى تكوين مجاميع مختلفة.

• الهيكل الثالث:تشكل مكاني مرتب يتكون من تفاعلات غير تساهمية بين الهيدروكسيل والأمينو والكربوكسيل ومجموعات أخرى على بقايا السكريات الأحادية في سلسلة السكاريد.

• الهيكل الرباعي:المجاميع التي تتكون من الارتباط غير التساهمي لسلاسل السكريات المتعددة.

استنادا إلى تكوين السكريات الأحادية في السلسلة الرئيسية، يتم تصنيف السكريات الفطرية بشكل رئيسي إلى فئتين: عديدات السكاريد غير المتجانسة والسكريات المتجانسة. لا يعكس هذا التصنيف الخصائص الهيكلية فحسب، بل يرتبط أيضًا ارتباطًا وثيقًا بخصائصها الوظيفية.

عديدات السكاريد المتغايرة

عديدات السكاريد المتغايرة هي عديدات سكاريد معقدة تتكون من نوعين مختلفين أو أكثر من وحدات السكاريد الأحادي. تشمل السكريات الأحادية المكونة الشائعة الجلوكوز والمانوز والجلاكتوز والزيلوز والفركتوز. إن تنوعها الهيكلي يمنحها مجموعة واسعة من الخصائص الوظيفية.

• الشيتوزان:عديد السكاريد الفطري النموذجي المشتق من نزع الكيتين. ويوجد بشكل رئيسي في الهياكل الخارجية للقشريات وجدران الخلايا لبعض الفطريات. يتميز هيكلها بوحدات N-acetylglucosamine وglucosamine، مما يوفر توافقًا حيويًا ممتازًا وقابلية للتحلل الحيوي ونشاطًا مضادًا للبكتيريا. هذه الخصائص تجعلها ذات قيمة في حفظ الأغذية (على سبيل المثال، أفلام التعبئة والتغليف المضادة للبكتيريا)، والأدوية (على سبيل المثال، ضمادات الجروح، وأنظمة توصيل الأدوية)، وهندسة الأنسجة.

• بولولان:عديد السكاريد الخطي المتغاير الذي يفرزه الفطرأوريوباسيديم بولولان. يتميز تركيبه الجزيئي بوحدات مالتوتريوز المتكررة (المكونة من روابط α-1,4-glycosidic) المرتبطة بروابط α-1,6-glycosidic. يضفي هذا الهيكل الفريد خصائص استثنائية في تشكيل الأفلام واللدونة، مما يجعله مادة مثالية للطلاءات الصالحة للأكل، وتغليف المكونات النشطة، وتوصيل الأدوية، وإصلاح الأنسجة.

• بيتا جلوكان:فئة من السكريات المتفرعة تتكون من روابط جليكوسيدية β-1,3 وβ-1,6. وفي قطاع الأغذية، فهي بمثابة ألياف غذائية عالية الجودة ولها وظائف مناعية، مما يسمح باستخدامها كمضافات غذائية وظيفية ومكملات غذائية. يتيح تركيبها الجزيئي المحدد التفاعل مع المستقبلات الموجودة على أسطح الخلايا المناعية، وبالتالي ممارسة تأثيرات تعزيز المناعة.

عديدات السكاريد المتجانسة

بالمقارنة مع عديدات السكاريد غير المتجانسة، تتكون عديدات السكاريد المتجانسة من نوع واحد من السكريات الأحادية، مما يؤدي إلى هياكل أبسط نسبيًا ولكن وظائف فريدة.

• β-(1,3)-جلوكان:بوليمر متجانس جلوكان مرتبط بروابط β-(1,3)-glycosidic. يوفر هذا الهيكل الخطي قابلية جيدة للذوبان في الماء ونشاطًا بيولوجيًا، مما يوضح إمكانات التطبيق الكبيرة في تعديل المناعة وإصلاح الجروح وتوصيل الأدوية.

• ديكستران:بوليمر متجانس جلوكان يتم تصنيعه بواسطة فطريات معينة (على سبيل المثال،ليوكونوستوك المساريقيين). وتتكون سلسلتها الرئيسية من روابط α-1,6-glycosidic، مع بعض الفروع التي تحتوي على روابط α-1,3-glycosidic. يضفي هذا الهيكل المتفرع خصائص ريولوجية فريدة، مما يجعله شائع الاستخدام كمثبت ومكثف في صناعة المواد الغذائية. علاوة على ذلك، فإن توافقها الحيوي الجيد يجعلها مادة حاملة ممتازة لأنظمة توصيل الأدوية.

(أ) الاستخراج