Fruktany

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Fruktany – niskocząsteczkowe, często rozgałęzione polimery D-fruktozy (β-D-fruktofuranozy). Większość fruktanów zawiera cząsteczkę glukozy zlokalizowaną terminalnie, na końcu redukującym. Fruktany są rozpuszczalne w wodzie.

Fruktany są związkami pochodzenia roślinnego – produkowane są jako materiał zapasowy, oraz mikrobiologicznego – występują jako egzopolisacharyd. Rzadko występują w liściach (cebula), przede wszystkim magazynowane są w bulwach, kłączach oraz dolnych częściach łodyg. Można je spotkać również w niedojrzałych owocach[1]. Drobnoustroje produkują fruktany w obecności sacharozy w podłożu. Mikrobiologiczny fruktan to lewan, a jego synteza ujawnia się w postaci małych kropelek w pobliżu kolonii.

Występowanie[edytuj | edytuj kod]

Można je zaobserwować u szczepów:

  • Bacillus subtilis
  • Bacillus cereus
  • Azotobacter chroococcum
  • Aerobacter levanicum
  • przedstawicieli Pseudomonas
  • przedstawicieli Enterobacter

Fruktany występują pospolicie w wakuolach roślin należących do rodzin:

Podział fruktanów[edytuj | edytuj kod]

Fruktany różnią się między sobą ciężarem cząsteczkowym i budową wewnętrzną, podstawę rozróżnienia stanowi jakość wiązań pomiędzy resztami fruktozy. Badania fruktanów izolowanych z liści spichrzowych cebuli (Allium cepa) wykazały, że są one mieszaniną substancji składających się z 3 do 12 reszt monosacharydowych[1] Najlepiej poznanym fruktanem roślinnym jest inulina, której masa cząsteczkowa wynosi ok. 5 kDa co odpowiada masie 30–35 reszt cukrowych[2]. Inulina jest białym proszkiem bez smaku, przypominającym wyglądem zewnętrznym skrobię, nie daje jednak zabarwienia z jodem, rozpuszcza się łatwo w gorącej wodzie wypadając z roztworu w niskich temperaturach (ta właściwość ułatwia jej otrzymywanie), pod działaniem kwasów lub enzymu – inulinazy zostaje rozłożona całkowicie do fruktozy[3].

I grupa[edytuj | edytuj kod]

Należą tu związki, w których występuje wiązanie glikozydowe β-2,1:

  • inulina
  • asparagosan
  • asphodelan
  • graminan
  • iryzyna – w kłączach irysa
  • synistryna
  • tritican
  • kritesan
  • 1- kestoza – zbudowana z 2 cz. fruktozy, 1 glukozy
  • nystoza – zbudowana z 3 cz. fruktozy, 1 cz glukozy
  • fruktofuranosylonystoza – zbudowana z 4 cz. fruktozy, 1 cz glukozy

II grupa[edytuj | edytuj kod]

Wiązanie między fruktozami to β-2,6 glikozydowe. Fruktany tej grupy to przede wszystkim polimery występujące w roślinach z rodziny Gramineae oraz lewany produkowane przez bakterie. Paciorkowce odpowiedzialne za próchnicę zębów – Streptococcus salivarius oraz Streptococcus mutans produkują zewnątrzkomórkowy enzym, który przekształca sacharozę w lewan, który następnie przyczepia się do powierzchni zębów. Na nim właśnie gromadzą się kwaśne produkty fermentacji mlekowej i tworzy się płytka nazębna. Niektóre szczepy wykorzystują produkowany lewan, gdy w podłożu braknie sacharozy[4].

  • phlean
  • poan
  • pyrosan
  • sekalina – w życie
  • fruktany mikrobiologiczne grupy lewanów – trycytyna

Zastosowanie[edytuj | edytuj kod]

Fruktany są związkami, które wywierają korzystny wpływ na zdrowie człowieka – są prebiotykami – nie są trawione ani wchłaniane w przewodzie pokarmowym gospodarza, organizm człowieka nie posiada enzymów hydrolizujących wiązanie β-2-1 glikozydowe, natomiast ulegają selektywnej fermentacji bakteryjnej w jelicie grubym, stymulując wzrost pałeczek kwasu mlekowego – Lactobacillus oraz Bifidobacterium. Mechanizm działania jest związany z selektywną fermentacją fruktanów przez bifidobakterie, które syntetyzują enzym rozkładający wiązania β-1,2 glikozydowe – beta fruktozydazę. Wynikiem procesu rozkładu fruktanów jest zmiana składu mikroflory bakteryjnej jelit, polegająca na zahamowaniu wzrostu bakterii patogennych. Wzrost "złych bakterii" jest hamowany przez bakterie probiotyczne, które poprzez produkcję krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych obniżają pH środowiska i w ten sposób tworzą niekorzystne środowisko dla rozwoju patogenów tj: Escherichia coli, Salmonella, Shigella, Clostridium. Produkowane z fruktanów w jelicie krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe to przede wszystkim:

Kwasy te wpływaja na metabolizm ogólnoustrojowy:

  • odżywaiją komórki jelit
  • obniżają pH treści
  • zwiększają wysokość kosmków jelitowych
  • zwiękaszają liczbę komórek nabłonkowych przypadających na poszczególne kosmki
  • powodują spadek przepuszczalności kolonocytów dla bakterii patogennych

Fruktany w organizmie gospodarza:

  • obniżają poziom trójglicerydów i cholesterolu we krwi poprzez hamowanie syntezy lipidów w wątrobie
  • podwyższają przyswajalność Ca, Mg, Zn, Fe
  • zmniejszają ryzyko nowotworów jelita grubego[5]
  • wpływają na zwiększenie zawartości witamin z grupy B
  • wzmagają perystaltykę jelit
  • wzmacniają system odpornościowy[6]

W celu uzyskania efektu prebiotycznego dzienna dawka fruktanów wynosi 4–10 g/dobę/osobę[7].

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  • Flaschentrager B, 1951. Physiologische Chemie vol I. Berlin, Springer Verlag. 623
  • Florkin M., Stotz E. H. 1963. Comprehensive biochemistry. Vol V, Carbohydrates. Londyn, Elsevier Publishing Company. 365
  • Long C. 1961. Biochemists Handbook. Nowy Jork, E & F. N. SPON Ltd. 239.
  • Schlegel H. G. 1996. Mikrobiologia ogólna. Warszawa, PWN. 513
  • Davies D. D., Giovanelli J., ap Rees T., 1969, Biochemia roślin. PWRiL, Warszawa, 145–146

Przypisy

  1. 1,0 1,1 Karwowska R., Marszałkowski G., 1992, Fruktany, Wiadomości Botaniczne, 36 (3/4), 29-33
  2. Encyklopedia biologiczna, Tom IV, 1998, Agencja Publicystyczno – Wydawnicza Opres, Kraków
  3. Nowotny F., Samotus B., 1965, Biochemia ogólna, Warszawa, PWRiL, 93-94
  4. Schlegel H. G., 1996, Mikrobiologia ogólna, Warszawa, Wydawnictwo Naukowe PWN, 84-85
  5. Światkiewicz S., Świątkiewicz M., 2008, Zastosowanie fruktanów o właściwościach prebiotycznych w żywieniu zwierząt gospodarskich, Medycyna Wet., 64 (8), 987-990
  6. Cieślik E., Topolska K., 2002, Wpływ fruktanów na biodostępność wapnia w organizmie szczurów laboratoryjnych, Pediatria Współczesna, 4/1, 91
  7. Kołakowski E., 2005, Enzymatyczne modyfikacje żywności, W. Biokonwersja sacharozy i inuliny do prebiotycznych beta-fruktooligosacharydów. Wyd. AR. Szczecin, 451-465