Pochodzenie i właściwości prozdrowotne beta glukanów®

• Autorzy: Waszkiewicz-Robak Bożena , Kulik Klaudia

Warianty tytułu

EN

Origin and health benefits of beta glucans®

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem artykulu jest przegląd dostępnej literatury dotyczącej beta glukanów, znanych składników żywności, o różnorodnym działaniu prozdrowotnym. Przedstawiono główne źródła pozyskiwania beta glukanów, zróżnicowano strukturę chemiczną beta glukanów w zależności od pochodzenia oraz omówiono ich oddziaływanie prozdrowotne. Wskazano, że poza strukturą chemiczną za kierunek oddziaływania prozdrowotnego beta glukanów odpowiadają także właściwości fizyczne, np. rozpuszczalność, lepkość czy zdolność do tworzenia żeli. Za właściwości przeciwnowotworowe odpowiadają przede wszystkim formy (1®3)/(1®6), za właściwości pozytywnie wpływające na gospodarkę lipidową krwi formy (1®3)/(1®4), natomiast za regulację układu odpornościowego odpowiadają głównie rozpuszczalne β-glukany zawierające wiązania (1®3)/(1®6) z przewagą wiązań typu (1®6).

EN

The purpose of this article was to review the available literature on beta glucans, known food ingredients with various pro-health effects. The main sources of beta glucans production were presented, the chemical structure of beta glucans was diversified depending on origin and their health effects were discussed. It was pointed out that, apart from the chemical structure, the physical properties, e.g. solubility, viscosity and ability to form gels, are also responsible for the direction of the beta glucans’ health impact. Forms 1®3)/(1®6) are primarily responsible for antitumor properties, forms (1®3)/ (1®4) for blood lipid metabolism, whereas soluble β-glucans containing (1®3)/(1®6) bonds with a predominance of (1®6)) bonds.

Słowa kluczowe

PL

składniki żywności; beta glukany; właściwości fizykochemiczne; oddziaływanie prozdrowotne

EN

food ingredients; beta glucans; physicochemical properties; health-promoting effect

• Wydawca: Wyższa Szkoła Menadżerska
• Czasopismo: Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego
• Rocznik: 2019
• Tom: nr 2
• Strony: 115--125
• Opis fizyczny: Bibliogr. 61 poz., fig., rys.

Twórcy

autor

Waszkiewicz-Robak Bożena

• Państwowa Wyższa Szkoła Informatyki i Przedsiębiorczości w Łomży

autor

Kulik Klaudia

• SGGW w Warszawie

Bibliografia

• [1] BEDNARSKI W., A. REPS (red). 2001. Biotechnologia żywności. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo– Techniczne.
• [2] BEER M.U., P.J. WOOD, J. WEIS. 1997. „Molecular weight distribution and (1,3)–(1,4)–β–glucans content of consecutive extracts of various oat and barley cultivars”. Cereal Chem. 74(4):476–480.
• [3] BELL S., V.M. GOLDMAN, B.R. BISTRIAN, A.H. ARNOLD, G. OSTROFF, R.A. FORSE. 1999. „Effect of beta–glucan from oats and yeast on serum lipids”. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 39(2):189–202.
• [4] BLONDEL M. 2001. „Mushrooms – magical gift of the forest”. J. Cereal Science, 47:23–26.
• [5] BOBEK P., S. GALBAVY. 2001. „Effect of pleuran (beta–glucan from Pleurotus ostreatus) on the antioxidant status of the organism and on dimethylhydrazine– induced precancerous lesions in rat colon”. Br. J. Biomed. Sci. 58(3):164–168.
• [6] CERNING J. 1990. „Exocellular polysaccharides produced by lactic acid bacteria”. FEMS Microbiol. Rev. 7(1–2):113–130.
• [7] CHANG R. 2002. „Bioactive Polysaccharides from Traditional Chinese Medicine Herbs as Anticancer Adjuvants”. J. Altern. Complem. Med. 8(5):559–565.
• [8] CHARLES S., C.S. BRENNAN, L.J. CLEARY. 2005. „The potential use of cereal (1/3,1/4)–β–D– glucans as functional food ingredients”. J. Cereal Sci. 42(1):1–13.
• [9] CHU K.T., L. XIA, T.B. NG. 2005. „Pleurostrin, an antifungal peptide from the oyster mushroom”. J. Pept. Res. 26(11):2098–2103.
• [10] COVIELLO T., A. PALLESCHI, M. GRASSI, P. MATRICARDI, G. BOCCHINFUSO, F. ALHAIQUE. 2005. „Scleroglucan: A Versatile Polysaccharide for Modified Drug Delivery”. Molecules 10:6–33.
• [11] DABA A.S., O.U. EZERONYE. 2003. „Anti-cancer effect of polysaccharides isolated from higher basidiomycetes mushrooms”. Afr. J. Biotechnol. 2(12):672–678.
• [12] DING X., J. HANG, P. JIANG, X. XU, Z. LIU. 2004. „Structural features and hypoglycaemic activity of an exopolysaccharide produced by Sorangium cellulosum”. Lett. Appl. Microbiol. 38(3):223–228.
• [13] FISHER M., L.X. YANG. 2002. „Anticancer effects and mechanisms of polysaccharide-K (PSK): implications of cancer immunotherapy”. Anticancer Res. 22(3):1737–1754.
• [14] FRANÇOIS N.J., A.M. ROJAS, M.E. DARAIO, D.L. BERNIK. 2003. „Dynamic rheological measurements and drug release kinetics in swollen scleroglucan matrices”. J. Control. Release 90(3):355–362.
• [15] FUJIMIYA Y., Y. SUZUKI, R. KATAKURA, T. EBINA. 1999. „Tumor-specific cytocidal and immunopotentiating effects of relatively low molecular weight products derived from the basidiomycete, Agaricus blazei Murrill”. Anticancer Res. 19:113–118.
• [16] FUNANE K., T. ISHII, M. MATSUSHITA, K. HORI, K. MIZUNO, H. TAKAHARA, Y. KITAMURA, M. KOBAYASHI. 2001. „Water–soluble and water–insoluble glucans produced by Escherichia coli recombinant dextransucrases from Leuconostoc mesenteroides NRRL B-512F”. Carbohyd. Res. 334(1):19–25.
• [17] HETLAND G., N. OHNO, L.S. AABERGE, M. LOVIK. 2000. „Protective effect of beta-glucan against systematic Streptococcus pneumoniae infection in mice”. FEMS Immunol. Med. Mic. 27:111–116.
• [18] HIRASAWA M., N. SHOUJI, T. NETA, K. FUKUSHIMA, K. TAKADA. 1999. „Three kinds of antibacterial substances from Lentinus edodes (Berk.) Sing. (Shiitake, an edible mushroom) ”. Int. J. Antimicrob. Ag. 11:151–157.
• [19] HOSSAIN S., M. HASHIMOTO, E.K. CHOUDHURY, N. ALAM, S. HUSSAIN, M. HASAN, S.K. CHOUDHURY, I. MAHMUD. 2003. „Dietary mushroom (Pleurotus ostreatus) ameliorates atherogenic lipid in hypercholesterolaemic rats”. Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 30(7):470–475.
• [20] HOZOVÁ B., Ł. KUNIAK, B. KELEMENOVÁ. 2004. „Application of β–D–Glucans Isolated from Mushrooms Pleurotus ostreatus (Pleuran) and Lentinus edodes (Lentinan) for Increasing the Bioactivity of Yoghurts”. Czech. J. Food Sci. 22(6): 204–214.
• [21] IRAKLI M., C.G. BILIADERIS, M.S. IZYDORCZYK, I.N. PAPADOYANNIS. 2004. „Isolation, structural features and rheological properties of waterextractable beta–glucans from different Greek barley cultivars”. J. Sci. Food Agr. 84:1170–1178.
• [22] ISHIBASHI K.I., N.N. MIURA, Y. ADACHI, H. TAMURA, S. TANAKA, N. OHNO. 2004. „The solubilization and biological activities of Aspergillus β–(1/3)–D–glucan”. FEMS Immunol. Med. Mic. 42:155–166.
• [23] IZYDORCZYK M.S., L.J. MACRI, A.W. MACGREGOR. 1998. „Structure and physicochemical properties of barley non–starch polysaccharides – I. Water–extractable β–glucans and arabinoxylans”. Carbohyd. Polym. 35(3–4):249–258; II. ”Alkali–extractable β–glucans and arabinoxylans”. Carbohyd. Polym. 35(3–4):259–269.
• [24] JOINT FAO/WHO 1999. „Expert Committee on Food Additives 53rd session, Rome, 1–10 June. Compendium of food additive specifications”. Addendum 7.
• [25] JONG S.C, J.M. BIRMINGHAM. 1993. „Medicinal and Therapeutic Value of the Shiitake Mushroom”. Adv. Appl. Microbiol. 39:153–184.
• [26] JOSE N., T.A. AJITH, K.K. JANANRDHANAN. 2002. „Antioxidant, anti–inflammatory, and antitumor activities of culinary-medicinal mushroom Pleurotus pulmonarius (Fr.) Quél. (Agaricomycetideae) ”. Int. J. Med. Mushrooms 4:329–335.
• [27] KABIR M., J.M. H. OPPERT, H. VIDAL, F. BRUZZO, C. FIQUET, P. WURSCH, G. SLARNA, S.W. RIZKALLA. 2002. „Four-Week Low- Glycemic Index Breakfast with a Modest Amount of Soluble Fibers in type 2 Diabetic Men”. Metabolis. 51(7):819–826.
• [28] KANZAWA Y., A. HARADA, M. TAKEUCHI, A. YOKOTA, T. HARADA. 1995. „Bacillus curdlanolyticus sp. nov. and Bacillus kobensis sp. nov., which hydrolyze resistant curdlan”. Int. J. Syst. Bacteriol. 45(3):515–521.
• [29] KAWKA A. 2004. „Jęczmień i jego produkty. Charakterystyka, otrzymywanie i wykorzystanie w żywieniu człowieka”. Rozprawy Naukowe. Zeszyt 344, Rocznik Akademii Rolniczej w Poznaniu.
• [30] KENYON W.J., S.W. ESCH, C.S. BULLER. 2005. „The curdlan-type exopolysaccharide produced by Cellulomonas flavigena KU forms part of an extracellular glycocalyx involved in cellulose degradation”. Anton. Leeuw. 87(2):143–148.
• [31] KERCKHOFFS D.A., G. HORNSTRA, R.P. MENSINK. 2003. „Cholesterol lowering effect of β–glucan from oat bran in mildly hypercholersterolemic subjects may decrease when β–glucan is incorporated into bread and cookies”. Am. J. Clin. Nutr. 78:221–227.
• [32] KIKUCHI A., T. OKANO. 2002. „Pulsatile drug release control using hydrogels”. Adv. Drug Deliv. Rev. 43:53.
• [33] KOLLAR R., B.B. REINHOLD, E. PETRAKOVA, H.J. YEH, G. ASHWELL, J. DRGONOVA, J.C. KAPTEYN, F.M. KLIS, E. CABIB. 1997. „Architecture of the yeast cell wall. β–(1→6)–glucan interconnects mannoprotein, β–(1→3)–glucan, and chitin”. J. Biol. Chem. 272(28):17762–17775.
• [34] KUBALA L., J. RUZICKOVA, K. NICKOVA, J. SANDULA, M. CIZ, A. LOJEK. 2003. „The effect of (1→3)–beta–D–glucans, carboxymethylglucan and schizophyllan on human leukocytes in vitro”. Carbohyd. Res. 338(24):2835–2840.
• [35] LAZARIDOU A., C.G. BILIADERIS, M. MICHASCRETTAS, B.R. STEELE. 2004. „A comparative study on structure–function relations of mixed-linkage (1→3),(1→4) linear beta–D–glucans”. Food Hydrocolloid 18:837–855.
• [36] LIPKE P.N., R. OVALLE. 1998. „Cell Wall Architecture in Yeast: New Structure and New Challenges”. J. Bacteriol. 180(15):3735–3740.
• [37] LOWMAN D., H. ENSLEY, D. WILLIAMS. 1998. „Identification of phosphate substitution sites by NMR spectroscopy in a water-soluble phosphorylated (1–3)–β–D–glucan”. Carbohyd. Res. 306(4):559– 562.
• [38] LULL C., H.J. WICHERS, H.F.J. SAVELKOUL. 2005. „Antiinflammatory and Immunomodulating Properties of Fungal Metabolitem”. Mediat. Inflamm. 2:63–80.
• [39] MANZI P., L. PIZZOFERRATO. 2000. „Beta glucans in edible mushrooms”. Food Chem. 68:315–318.
• [40] MICHNIEWICZ J. 1994. „Węglowodany nieskrobiowe”. W: Żyto: Chemia i technologia. Gąsiorowski H. (red.). Poznań: Państwowe Wydawnictwa Rolnicze i Leśne.
• [41] MIYAZAKI K., H. MIZUTANI, H. KATABUCHI. 1995. „Activated (HLA–DR+) T–lymphocyte subsets in cervical carcinoma and effects of radiotherapy and immunotherapy with sizofiran on cell-mediated immunity and survival”. Gynecol. Oncol. 56:412–420.
• [42] NAKANO T., K. OKA, K. HANBA, S. MORITA. 1996. „Intratumoral administration of sizofiran activates langerhans cell and T-cell infiltration in cervical cancer”. Clin. Immunol. Immunopathol. 79(1):79–86.
• [43] NG M.L., A.T. YAP. 2002. „Inhibition of human colon carcinoma development by lentinan from shiitake mushrooms (Lentinus edodes) ”. J. Altern. Complement. Med. 8:581–589.
• [44] OBST M., A. SALLAM, H. LUFTMANN, A. STEINBUCHEL. 2004. „Isolation and characterization of gram-positive cyanophycin-degrading bacteria-kinetic studies on cyanophycin depolymerase activity in aerobic bacteria”. Biomacromolecules 5(1):153–161.
• [45] ONWURAH I.N.E. 2001. „Crystallinity and polysaccharide chains of β–glucan in white sorghum, SK5912”. Int. J. Biol. Macromol. 29:281–286.
• [46] PETRUS H.A., H.E. ENSLEY, R.B. MCNAMEE, E.L. JONES, I.W. BROWDER, D.L. WILLIAMS. 1991. „Isolation, physicochemical characterization and preclinical efficacy evaluation of soluble scleroglucan”. Am. Society for Pharma. and Experim. Ther. 257(1):500–510.
• [47] PEUMANS W.J., A. BARRE, V. DERYCKE, P. ROUGÉ, W. ZHANG, G.D. MAY, J.A. DELCOUR, F. LEUVEN, J.M. VAN DAMME. 2000. „Purification, characterization and structural analysis of an abundant β–(1,3)–glucanase from banana fruit”. Eur. J. Biochem. 267(4):1188–1195.
• [48] POYHONEN U.L. 2004. „Control of blood glucose through oat soluble fibre beta-glucan”. Agro-Food– Industry Hi-Tech 15:10–11.
• [49] RAJARATHNAM S., M.N. SHASHIREKHA, Z. BANO. 1998. „Biodegradative and biosynthetic capacities of mushrooms: present and future strategies”. Crit. Rev. Biotechnol. 18(2–3):91–236.
• [50] RENN D.W. 1997. „Purified curdlan and its hydroxyalkyl derivatives: preparation, properties and applications”. Carbohyd. Polym. 33(4):219–225.
• [51] ROSS P., R. MAYER, M. BENZIMAN. 1991. „Cellulose biosynthesis and function in bacteria”. Microbiol. Rev. 55:35–58.
• [52] ROUBROEKS J.P., R. ANDERSSON, P. ÅMAN. 2000. „Structural features of (1→3)/(1→4)–β–D– glucan and arabinoxylan fractions isolated from rye bran”. Carbohyd. Polym. 42(1):3–11.
• [53] SANGUEDOLCE M.V., C. CAPO, P. BONGRAND, J.L. MEGE. 1992. „Zymosan-stimulated tumor necrosis factor-alpha production by human monocytes. Down-modulation by phorbol ester”. J. Immunol. 148(7):2229–2236.
• [54] SMITH K.N., K. QUEENAN, W. THOMAS, G. FULCHER, J. SLAVIN. 2004. „Cholesterol-lowering effect of barley beta-glucan in hypercholesterolemic subjects”. FASEB J. 18:A149.
• [55] STASINOPOULOS S.J., P.R. FISHER, B.A. STONE, V.A. STANISICH. 1999. „Detection of two loci involved in (1→3)–β–glucan (curdlan) biosynthesis by Agrobacterium sp. ATCC31749, and comparative sequence of the putative curdlan synthase gene”. Glycobiology 9(1):31–41.
• [56] STRYER L. 2003. Biochemia. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN.
• [57] TSIAPALI E., S. WHALEY, J. KALBFLEISCH, H.E. ENSLEY, I.W. BROWDER, D.L. WILLIAMS. 2001. „Glucans exhibit weak antioxidant activity but stimulate macrophage free radical activity”. Free Radical Bio. Med. 30(4):393–402, 425.
• [58] UNDERHILL D.M. 2003. „Macrophage recognition of zymosan particles”. J. Endotoxin Res. 9(3):176– 180.
• [59] WANG H., J. GAO, T.B. NG. 2000. „A new lectin with highly potent antihepatoma and antisarcoma activities from the oyster mushroom Pleurotus ostreatus. Biochem”. Biophys. Res. Commun. 275(3):810–816.
• [60] WASZKIEWICZ-ROBAK B. 2013. „Spent Brewer’s Yeast and Beta-Glucans Isolated from Them as Diet Components Modifying Blood Lipid Metabolism Disturbed by an Atherogenic Diet”. [w]: Lipid Metabolism 261–290, Rodrigo Valenzuela Baez (red.). IntechOpen, DOI: 10.5772/51530.
• [61] WOOD P.J., J. WEISZ, W. MAHN. 1991. „Molecular characterisation of cereal β-glucan: II. Size-exclusion chromatography for comparison of molecular weight”. Cereal Chem. 68(5):530–536.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).