Food Science and Technology

ISSN-print: 2073-8684
ISSN-online: 2409-7004
ISO: 26324:2012
Архiви

ДОСЛІДЖЕННЯ СТРУКТУРИ ВОДОРОЗЧИНОГО ГЛЮКАНА ДРІЖДЖІВ SACCHAROMYCES CEREVISIAE

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

N. Cherno
https://orcid.org/0000-0003-4851-1347
K. Naumenko
https://orcid.org/0000-0001-9844-9938

Анотація

Відомо, що функціональна активність імунної системи має велике значення для здоров’я людини. Існує багато синтетичних та природних препаратів, які претендують на місце ефективних імуномодуляторів. Один з таких природних препаратів є β-глюкан. Бета-глюкани є ефективними імунокоректорами, використання яких доцільно як для профілактики імунодефіцитних патологій, так і для комплексного лікування багатьох захворювань від серцево-судинних до онкологічних. Фізіологічна активність β-глюкана залежить від багатьох факторів: типу та конфігурації між залишками моносахаридів, розгалуження та конформації макромолекули, розчинності у воді. Одним з головних джерел β-глюкана є хлібопекарські дріжджі Saccharomyces cerevisiae. Протягом багатьох років було проведено багато досліджень з вивчення глюканів клітинної стінки дріжджів Saccharomyces cerevisiae. Дану роботу присвячено характеристиці водорозчинного β-глюкана, отриманого в результаті контрольованої ферментативної деградації (ферментним препаратом Rovabio Excel AP) глюкана клітинних стінок дріжджів Saccharomyces cerevisiae. У цьому дослідженні підібрано умови, які дозволяють максимально накопичувати водорозчинні фракції з молекулярною масою 1–30 кДа, які володіють високим імуномодулювальним ефектом. Показано, що за допомогою запропонованого методу з Saccharomyces cerevisiae можна виділити глюкан у чистому вигляді. Структурну характеристику чистого продукту проводили за допомогою загальних аналітичних процедур: ферментативного гідролізу та спектрального аналізу. На основі отриманих результатів, зроблено висновок, що досліджуваний глюкан – це (1→3)-β-зв’язаний полімер D-глюкози з (1→6)-β-зв’язаними бічними ланцюгами, він є з рідкорозгалуженим полісахаридом. У подальших дослідженнях плануєтся вивчення фізіологічних властивостей водорозчинного глюкана, порівняно з нативним.


Ключові слова: полісахарид, пекарські дріжджі Saccharomyces cerevisiae, водорозчинний глюкан, імуномодулятор.

Ключові слова:
полісахарид, пекарські дріжджі Saccharomyces cerevisiae, водорозчинний глюкан, імуномодулятор

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Cherno, N., & Naumenko, K. (2020). ДОСЛІДЖЕННЯ СТРУКТУРИ ВОДОРОЗЧИНОГО ГЛЮКАНА ДРІЖДЖІВ SACCHAROMYCES CEREVISIAE. Food Science and Technology, 14(2). https://doi.org/10.15673/fst.v14i2.1725
Розділ
Біопроцеси, біотехнологія харчових продуктів, БАР

Посилання

1. Syed HA. The world of β-glucans – a review of biological roles, applications and potential areas of research. Thesis for the requirement of master of Science, Medical Biology. 2009 May: 13-18.
2. Kim SY, Song HJ, Lee YY, Cho KH, Roh YK. Biomedical Issues of Dietary fiber β-Glucan. J Korean Med Sci. 2006; 21(5):781-789. doi: 10.3346/jkms.2006.21.5.781
3. Lazaridou A, Biliaderis CG, Micha-Screttas M, Steele BR. A comparative study on structure-function relations of mixed-linkage (1→3), (1→4) linear beta-D-glucans. Food Hydrocolloids. 2004; 18(5):837-855 DOI: 10.1016/j.foodhyd.2004.01.002
4. Wasser SP, Medicinal mushrooms as a source of antitumor and immunomodulating polysaccharides. Appl Microbiol Biotechnol. 2002 Nov; 60(3):258-274. DOI:10.1007/s00253-002-1076-7
5. Chen J, SeviourR. Medicinal importance of fungal β-(1→3), (1→6)-glucans. Mycol Res. 2007; 111(6): 635-652 https://doi.org/10.1016/j.mycres.2007.02.011
6. Vetvicka V, Vannucci L, Sima PN. The Effects of β - Glucan on Fish Immunity. Am J Med Sci. 2013 Oct; 5(10):580-588. DOI: 10.4103/1947-2714.120792
7. Di Luzio NR, Williams DL, McNamee RB, Edwards BF, Kitahama A. Comparative tumor-inhibitory and anti-bacterial activity of soluble and particulate glucan. Int J. Cancer., 1979; 24(6):773-779.
8. Vetvicka V, Yvin JC. Effects of marine β−1,3 glucan on immune reactions. International Immunopharmacology. 2004; 4:721-730. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2004.02.007
9. Hunter KW Jr, Gault RA, Berner MD. Preparation of microparticulate beta-glucan from Saccharomyces cerevisiae for use in immune potentiation. Lett Appl Microbiol. 2002; 35(4):267-271.
10. Vetvicka V, Vetvickova J. Physiological effects of different types of β-glucan. Biomed Pap Med Fac Univ Palacky Olomouc Czech Repub. 2007; 151(2):225-231.
11. Catalli A, Kulka M. Chitin and β-Glucan Polysaccharides as Immunomodulators of Airway Inflammation and Atopic Disease. Recent Patents on Endocrine, Metabolic & Immune Drug Discovery. 2010; 4 (3):175-189 DOI : 10.2174/1872214811004030175.
12. Besednova NN, Ivanushko LA, Zvyaginceva TN, Elyakova LA. Immunotropnye svojstva (1→3), (1→6)-β-D- glyukanov. Antibiotiki i himioterapiya. 2000; 5:37-44.
13. McIntire TM, Brant DA. Observations of the (1→3)-β-d-Glucan Linear Triple Helix to Macrocycle Interconversion Using Noncontact Atomic Force Microscopy. J. Am. Chem. Soc. 1998; 120(28):6909-6919 https://doi.org/10.1021/ja981203e
14. Lukondeh T, Ashbolt NJ, Rogers PL, Hook JM. NMR confirmation of an alkali-insoluble glucan from Kluyveromyces marxianus cultivated on a lactose-based medium. World J of Microbiology and Biotechnology. 2003 June; 19(4):349-355.
15. Qin F, Sletmoen M, Stokke BT, Christensen BE. Higher order structures of a bioactive, water-soluble (1→3)-β-D-glucan derived from Saccharomyces cerevisiae. Carbohydrate Polymers. 2013; 92(2):1026-1032 https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2012.10.013
16. Zhong W, Hansen R, Li B, Cai Y, Salvador C, Moore GD, Yan J. Effect of Yeast-derived β-glucan in Conjunction With Bevacizumab for the Treatment of Human Lung Adenocarcinoma in Subcutaneous and Orthotopic Xenograft Models. J Immunother, 2009 Sep; 32(7):703-712. doi: 10.1097/CJI.0b013e3181ad3fcf
17. Han MD, Han YS, Hyun SH, Shin HW. Solubilization of water-insoluble beta-glucan isolated from Ganoderma lucidum. J Environ Biol. 2008 Mar; 29(2):237-242.
18. Patent 6143883, Water-soluble low molecular weight beta-glucans for modulating immunological responses in mammalian system / Lehmann, Joachim (Scottsdale, AZ), Kunze, Rudolf (Berlin, DE). - №09/224145; Filing Date 12.31.1998; Publication Date 11.07.2000.
19. Cherno NK, Shapkina KI, Kovalenko OV. Fermentativna fragmentaciya (1→3/1→6)-b-D-glyukanu klitinnih stinok Saccharomyces cerevisiae. Harchova nauka i tehnologiya. 2012; 1(18):40-43.
20. Cherno NK, Shapkina KI, Kovalenko OV. Sposib otrimannya beta-glyukanu klitinnih stinok drizhdzhiv rodu Saccharomycess cerevisie. Zbirnik naukovih prac «Progresivna tehnika ta tehnologiya harchovih virobnictv restorannogo gospodarstva i torgivli». 2012; 2(16): 321-326.
21. Lowry OH, Rosebrough NJ, Farr AL, Randall RJ, Protein measurement with the Folin phenol reagent. J Biol Chem. 1951 Nov; 193(1):265-75.
22. Mathlouthi M, Koenig JL. Vibrational Spectra of Carbohydrates. Adv Carbohydr Chem Biochem. 1986, 44, 7-89. https://doi.org/10.1016/S0065-2318(08)60077-3
23. Schmid F, Stone BA, McDougall BM, Bacic A, Martin KL, Brownlee RT, Chai E, Seviour RJ. Structure of epiglucan, a highly side-chain/branched (1→3/1→6)-beta-glucan from the micro fungus Epicoccum nigrum Ehrenb. ex Schlecht. Carbohydr Res. 2001 Mar 22; 331(2):163-171.
24. Zvyaginceva TH, Elyakova LA, Shirokova NI. Struktura laminaranov iz nekotoryh buryh vodoroslej. Bioorgan himiya. 1994; 20(12):1349-1358.
25. Freimund S; Sauter M; Käppeli O; Dutler H. A new non-degrading isolation process for 1,3-β-d-glucan of high purity from baker's yeast Saccharomyces cerevisiae. Carbohydr. Polym. 2003; 54:159-171. https://doi.org/10.1016/S0144-8617(03)00162-0
26. Ensley HE; Tobias B, Pretus HA, McNamee RB, Jones EL, Browder IW, Williams DL. NMR spectral analysis of a water-insoluble (1→3)-β-D-glucan isolated from Saccharomyces cerevisiae. Carbohydr. Res. 1994; 258:307-311.
27. Bi H, Ni Z, Liu X, Iteku J, Tai G, Zhou Y, Zhao J. A novel water-soluble β-(1→6)-d-glucan isolated from the fruit bodies of Bulgaria inquinans (Fries). Carbohydr. Res. 2009; 344:1254-1258. https://doi.org/10.1016/j.carres.2009.04.009
28. Tada R, Harada T, Nagi-Miura N, Adachi Y, Nakajima M, Yadomae T, Ohno N. NMR characterization of the structure of a β-(1→3)-D-glucan isolate from cultured fruit bodies of Sparassis crispa. Carbohydr. Res., 2007; 342:2611-2618.
29. Roubroeks JP, Andersson R, Aman P. Structural features of (1→3),(1→4) β-D-glucan and arabinoxylan fractions isolated from rye bran. Carbohydr. Polym. 2000; 42:3-11.