Structure, caractéristiques et fonctions des gluans

Les Gluans Ce sont peut-être les glucides les plus abondants de la biosphère. La plupart constituent la paroi cellulaire des bactéries, des plantes, des levures et d'autres organismes vivants. Certains composent les substances de réserve des vertébrés.

Tous les glucanes sont composés d'un type de monosaccharide qui se répète: le glucose. Cependant, ceux-ci peuvent être trouvés dans une grande diversité de formes et avec une grande variété de fonctions.

Un exemple de liens communs dans B-glucanos (source: Jatlas2 / domaine public via Wikimedia Commons)

Le nom du glucane a son principale origine du mot grec "Glykys", Ce qui signifie" doux ". Certains manuels appellent les glucanes de polymères non cellulosiques formés par des molécules de glucose liées par des liaisons β 1-3 (disant que «non-cellulosique» sont exclus de ce groupe à ceux qui font partie de la paroi cellulaire des plantes).

Cependant, tous les polysaccharides composés de glucose, y compris ceux qui composent la paroi cellulaire des plantes, peuvent être classés comme glucans.

De nombreux gluans faisaient partie des premiers composés qui étaient isolés de différents modes de vie pour étudier les effets physiologiques qu'ils avaient sur les vertébrés, en particulier sur le système immunitaire des mammifères.

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Structure

Les glucans ont une composition relativement simple, malgré la grande diversité et la complexité des structures qui peuvent être trouvées dans la nature. Tous sont de grands polymères de glucose unis par des liaisons glucosidiques, les syndicats les plus fréquents étant α (1-3), β (1-3) et β (1-6).

Ces sucres, comme tous les saccharrides qui ont du glucose, sont fondamentalement composés de trois types d'atomes: le carbone (C), l'hydrogène (H) et l'oxygène (O), qui forment des structures cycliques qui peuvent être jointes entre oui, formant une chaîne.

La plupart des glucanes sont constitués de chaînes linéaires, mais celles qui présentent des ramifications se lient à celles-ci à travers des liaisons glucosidiques α (1-4) ou α (1-4) en combinaison avec des liaisons α (1-6) (1-6).

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Il est important de mentionner que la plupart des glucanes avec des liens "α" sont utilisés par les êtres vivants comme alimentation énergétique, métaboliquement.

Les gluans qui ont une plus grande proportion de liaisons "β" sont des glucides plutôt structurels. Ceux-ci ont une structure plus rigide et sont plus difficiles à briser par action mécanique ou enzymatique, donc elles ne servent pas toujours de source d'énergie et de carbone.

Types de gluans

Ces macromolécules varient en fonction de la configuration anomérique des unités de glucose qui les composent; la position, le type et le nombre de ramifications qui sont jointes. Toutes les variantes ont été classées en trois types de glucanes:

- Les β-glucanes (cellulose, liquide, cymosane ou zimosano, etc.)

Structure chimique du Zimano

- Les α, β-glucans

- Les α-glucanes (glycogène, amidon, dextran, etc.)

Structure chimique du dextran

Α, les β-glucanes sont également connus sous le nom de "glucanes mixtes", car ils combinent différents types de liens glucosidiques. Ils ont les structures les plus complexes dans les glucides et, généralement, ont des structures difficiles à séparer dans des chaînes de glucides plus petites.

Généralement, les glucans possèdent des composés de poids moléculaire élevé, avec des valeurs qui varient entre des milliers et des millions de daltons.

Caractéristiques du glucane

Tous les gluans ont plus de 10 molécules de glucose liées les unes aux autres et le plus courant est de trouver ces composés formés par des centaines ou des milliers de déchets de glucose formant une seule chaîne.

Chaque glucane a des caractéristiques physiques et chimiques spéciales, qui varient en fonction de sa composition et de l'environnement où ils se trouvent.

Lorsque les glucanes sont purifiés, ils n'ont ni couleur, arôme ni saveur, bien que la purification ne soit jamais aussi précise qu'elle obtient une seule molécule unique isolée et soit toujours quantifiée et étudiée «approximativement», car l'isolement contient plusieurs molécules différentes.

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Les glucanes peuvent être trouvés comme homoglucans ou hétéroglucanos.

- Les homoglucans sont composés d'un seul type d'anomère de glucose

- Les hétéroglucanos sont formés par différents anomères de glucose.

Il est courant pour les hétéroglucanos, lorsqu'ils sont dissous dans l'eau, forment des suspensions colloïdales (elles sont dissoutes plus facilement si elles sont soumises à la chaleur). Dans certains cas, lorsque des structures ordonnées et / ou gel sont produites.

L'union entre les déchets qui forme la structure principale des glucanes (le polymère) se produit grâce aux liens glucosidiques. Cependant, la structure est stabilisée par des interactions "hydrostatiques" et quelques ponts d'hydrogène.

Exemple de liaison glycosidique dans le glycogène (Source: glycogen.SVG-neurotkerrivative-work-Marek-M-Public-Domain via Wikimedia Commons)

Les fonctions

Les gluans sont des structures très polyvalentes pour les cellules vivantes. Dans les plantes, par exemple, la combinaison de liaisons β (1-4) entre les molécules β-glucose donne une grande rigidité à la paroi cellulaire de chacune de ses cellules, formant ce qui est connu sous le nom de cellulose.

Structure de la cellulose (source: vicente net / cc by (https: // CreativeCommons.Org / licences / par / 4.0) via Wikimedia Commons)

Comme dans les plantes, dans les bactéries et les champignons, un cadre de fibres de glucane représente les molécules qui composent la paroi cellulaire rigide qui protège la membrane plasmique et le cytosol situé à l'intérieur des cellules.

Chez les animaux vertébrés, la molécule de réserve principale est le glycogène. Il s'agit d'un glucane formé par de nombreux résidus de glucose unis, formant une chaîne, qui est ramifiée le long de la structure.

Généralement, le glycogène est synthétisé dans le foie de tous les vertébrés et une partie est stockée dans les tissus musculaires.

Glycogène, "l'amidon" des animaux (Source: Mikael Häggström / Domaine public, via Wikimedia Commons)

En résumé, les glucanes ont non seulement des fonctions structurelles, mais sont également importantes du point de vue de stockage de puissance. Tout organisme qui possède le dispositif enzymatique pour dégrader les liens et séparer les molécules de glucose pour les utiliser comme «carburant» utilise ces composés pour survivre.

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Applications de l'industrie

Les gluans sont largement utilisés dans l'industrie alimentaire du monde entier, car ils ont des caractéristiques très variées et la plupart n'ont pas d'effets toxiques pour la consommation humaine.

Beaucoup aident à stabiliser la structure des aliments en interagissant avec l'eau, en créant des émulsions ou des gels qui fournissent une plus grande cohérence à certaines préparations culinaires. Un exemple, ce peut être l'amidon ou l'amidon de maïs.

Les saveurs artificielles de la nourriture sont généralement le produit de l'ajout d'édulcorants qui, pour la plupart, sont composés de glucanes. Ceux-ci doivent passer par des périodes très extrêmes ou longues pour perdre leurs effets.

Le point de fusion élevé de tous les glucans sert à protéger de nombreux composés sensibles aux basses températures alimentaires. Les glucans "kidnappent" les molécules d'eau et empêchent les cristaux de glace de briser les molécules qui composent les autres parties de la nourriture.

De plus, les structures formées par les glucanes dans les aliments sont thermorréversibles, c'est-à-dire qu'en augmentant ou en diminuant la température dans les aliments, ils peuvent récupérer leur goût et leur texture à la bonne température.

Les références

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