Грибковые полисахариды: структура, классификация, экстракция и применение в пищевых продуктах

Основные составляющие единицыгрибковые полисахаридыпредставляют собой сахара или уроновые кислоты, включая ксилозу, фукозу, рамнозу, маннозу, галактозу, глюкозу, арабинозу и глюкуроновую кислоту. Первичная структура грибных полисахаридов включает в себя состав остатков сахаров, последовательность их расположения, типы связей между соседними остатками сахаров, а также наличие или отсутствие разветвлений, положения разветвлений и длину цепей разветвлений. Первичная основная структура грибных полисахаридов обычно представляет собой гомополисахарид, то есть состоит из моносахаридного звена одного типа.

В настоящее время выделены два основных типа:

1. Глюканы:Они в основном связаны β-1,3-гликозидными связями в основной цепи с небольшим количеством β-1,4-гликозидных связей или других гликозидных связей. Боковые цепи обычно представляют собой олигомеры, связанные β-1,6-гликозидными связями или β-1,3-гликозидными связями. Примеры включают лентинан (из грибов шиитаке) и шизофиллан (из грибов с разделенными жабрами).

2. Маннаны:Их основные цепи связаны преимущественно α-гликозидными связями. Примеры включают полисахариды изКордицепс китайский(Кордицепс) иТремелла фуциформис(серебряный ушной гриб).

Структура высшего порядка, также известная как пространственная конформация, представляет собой структуру, посредством которой полисахариды оказывают свои физиологические или фармакологические эффекты. Сюда входят вторичные, третичные и четвертичные структуры.

• Вторичная структура:Пространственная конформация, образованная основной цепью полисахарида посредством водородных связей, образующая различные агрегаты.

• Третичная структура:Упорядоченная пространственная конформация, образующаяся в результате нековалентных взаимодействий между гидроксильными, амино, карбоксильными и другими группами моносахаридных остатков полисахаридной цепи.

• Четвертичная структура:Агрегаты, образующиеся в результате нековалентной ассоциации нескольких полисахаридных цепей.

По составу моносахаридов в основной цепи полисахариды грибов разделяют в основном на две категории: гетерополисахариды и гомополисахариды. Эта классификация не только отражает структурные особенности, но и тесно связана с их функциональными свойствами.

Гетерополисахариды

Гетерополисахариды – это сложные полисахариды, состоящие из двух или более различных типов моносахаридных единиц. Общие составляющие моносахариды включают глюкозу, маннозу, галактозу, ксилозу и фруктозу. Их структурное разнообразие наделяет их широким спектром функциональных свойств.

• Хитозан:Типичный грибной гетерополисахарид, полученный в результате деацетилирования хитина. В основном он содержится в экзоскелетах ракообразных и клеточных стенках некоторых грибов. В его структуру входят звенья N-ацетилглюкозамина и глюкозамина, обеспечивающие превосходную биосовместимость, биоразлагаемость и антибактериальную активность. Эти свойства делают его ценным для консервирования пищевых продуктов (например, антибактериальных упаковочных пленок), медицины (например, повязок на раны, систем доставки лекарств) и тканевой инженерии.

• Пуллулан:Линейный гетерополисахарид, секретируемый грибом.Ауреобазидиум пуллуланс. Его молекулярная структура характеризуется повторяющимися единицами мальтотриозы (состоящими из α-1,4-гликозидных связей), соединенными α-1,6-гликозидными связями. Эта уникальная структура придает исключительные пленкообразующие свойства и пластичность, что делает его идеальным материалом для съедобных покрытий, инкапсулирования активных ингредиентов, доставки лекарств и восстановления тканей.

• β-глюканы:Класс разветвленных полисахаридов, образованных гликозидными связями β-1,3 и β-1,6. В пищевой промышленности они служат высококачественными пищевыми волокнами и обладают иммуномодулирующими функциями, что позволяет использовать их в качестве функциональных пищевых добавок и пищевых добавок. Их специфическая молекулярная структура позволяет взаимодействовать с рецепторами на поверхности иммунных клеток, оказывая тем самым иммуностимулирующий эффект.

Гомополисахариды

По сравнению с гетерополисахаридами гомополисахариды состоят из моносахарида одного типа, что приводит к относительно более простой структуре, но уникальным функциям.