Glucanos: estrutura, características e funções - Ciência - 2023

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o glucanos eles são talvez os carboidratos mais abundantes na biosfera. A maioria constitui a parede celular de bactérias, plantas, leveduras e outros organismos vivos. Alguns constituem as substâncias de reserva dos vertebrados.

Todos os glucanos são compostos de um tipo de monossacarídeo recorrente: glicose. No entanto, eles podem ser encontrados em uma grande variedade de formas e com uma grande variedade de funções.

O nome glucano tem sua origem principal na palavra grega "glykys", Que significa" doce ". Alguns livros-texto referem-se aos glucanos como polímeros não celulósicos compostos de moléculas de glicose ligadas por ligações β 1-3 (ao dizer "não celulósico", aqueles que fazem parte da parede celular das plantas são excluídos deste grupo) .

No entanto, todos os polissacarídeos compostos de glicose, incluindo aqueles que constituem a parede celular das plantas, podem ser classificados como glucanos.

Muitos glucanos estiveram entre os primeiros compostos a serem isolados de diferentes formas de vida para estudar os efeitos fisiológicos que tinham nos vertebrados, especialmente no sistema imunológico dos mamíferos.

Estrutura

Os glicanos têm uma composição relativamente simples, apesar da grande diversidade e complexidade de estruturas que podem ser encontradas na natureza. Todos são grandes polímeros de glicose ligados por ligações glicosídicas, sendo as ligações mais frequentes α (1-3), β (1-3) e β (1-6).

Esses açúcares, como todos os sacarídeos que têm a glicose como base, são fundamentalmente compostos por três tipos de átomos: carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O), que formam estruturas cíclicas que podem ser unidas. sim formando uma corrente.

A maioria dos glucanos consiste em cadeias lineares, mas aqueles que apresentam ramificações estão ligados a elas por meio de ligações glucosídicas do tipo α (1-4) ou α (1-4) em combinação com ligações α (1-6).

É importante mencionar que a maioria dos glucanos com ligações “α” são utilizados pelos seres vivos como fonte de energia, metabolicamente falando.

Os glucanos com a maior proporção de ligações “β” são carboidratos mais estruturais. Estes possuem uma estrutura mais rígida e são mais difíceis de quebrar por ação mecânica ou enzimática, por isso nem sempre servem como fonte de energia e carbono.

Tipos de glucanos

Essas macromoléculas variam de acordo com a configuração anomérica das unidades de glicose que as compõem; a posição, tipo e número de ramos que os unem. Todas as variantes foram classificadas em três tipos de glucanos:

- β-glucanos (celulose, liquenina, cimosano ou zimosano, etc.)

- α, β-glucanos

- α-glucanos (glicogênio, amido, dextrano, etc.)

Α, os β-glucanos também são conhecidos como "glucanos mistos", pois combinam diferentes tipos de ligações glicosídicas. Eles têm as estruturas mais complexas dentro dos carboidratos e geralmente têm estruturas que são difíceis de separar em cadeias menores de carboidratos.

Geralmente, os glucanos possuem compostos de alto peso molecular, com valores que variam entre milhares e milhões de daltons.

Características dos glucanos

Todos os glucanos têm mais de 10 moléculas de glicose ligadas entre si e o mais comum é encontrar esses compostos compostos por centenas ou milhares de resíduos de glicose formando uma única cadeia.

Cada glucana possui características físicas e químicas especiais, que variam dependendo de sua composição e do ambiente onde se encontra.

Quando os glucanos são purificados não têm cor, aroma ou sabor, embora a purificação nunca seja tão precisa como para obter uma única molécula isolada e sejam sempre quantificados e estudados “aproximadamente”, uma vez que o isolado contém várias moléculas diferentes.

Os glicanos podem ser encontrados como homo ou heteroglicanos.

- Os homoglicanos são compostos de apenas um tipo de anômero de glicose

- Os heteroglicanos são constituídos por diferentes anômeros de glicose.

É comum que os heteroglicanos, quando dissolvidos em água, formem suspensões coloidais (dissolvem-se mais facilmente se forem submetidos ao calor). Em alguns casos, o aquecimento produz estruturas e / ou géis ordenados.

A união entre os resíduos que formam a estrutura principal dos glucanos (o polímero) ocorre graças às ligações glucosídicas. No entanto, a estrutura é estabilizada por meio de interações "hidrostáticas" e algumas ligações de hidrogênio.

Características

Os glucanos são estruturas muito versáteis para células vivas. Nas plantas, por exemplo, a combinação de ligações β (1-4) entre as moléculas de β-glicose confere grande rigidez à parede celular de cada uma de suas células, formando o que se conhece como celulose.

Assim como nas plantas, nas bactérias e fungos, uma rede de fibras de glucana representa as moléculas que compõem a parede celular rígida que protege a membrana plasmática e o citosol encontrado no interior das células.

Em animais vertebrados, a principal molécula de reserva é o glicogênio. Este é um glucano composto de muitos resíduos de glicose unidos repetidamente, formando uma cadeia, que se ramifica por toda a estrutura.

Geralmente, o glicogênio é sintetizado no fígado de todos os vertebrados e uma parte é armazenada nos tecidos dos músculos.

Em suma, os glucanos não têm apenas funções estruturais, mas também são importantes do ponto de vista de armazenamento de energia. Qualquer organismo que tenha o aparato enzimático para quebrar as ligações e separar as moléculas de glicose para usá-las como "combustível" usa esses compostos para sobreviver.

Aplicações na indústria

Os glucanos são amplamente utilizados na indústria de alimentos em todo o mundo, pois apresentam características muito variadas e a maioria não apresenta efeitos tóxicos para o consumo humano.

Muitos ajudam a estabilizar a estrutura dos alimentos interagindo com a água, criando emulsões ou géis que proporcionam maior consistência a certas preparações culinárias. Um exemplo pode ser amido ou amido de milho.

Os sabores artificiais nos alimentos são geralmente o produto da adição de adoçantes, a maioria dos quais composta de glucanos. Estes têm que passar por condições muito extremas ou longos períodos de tempo para perder seus efeitos.

O alto ponto de fusão de todos os glucanos serve para proteger muitos dos compostos sensíveis à baixa temperatura nos alimentos. Os glucanos "sequestram" as moléculas de água e evitam que os cristais de gelo quebrem as moléculas que constituem as outras partes dos alimentos.

Além disso, as estruturas formadas pelos glucanos nos alimentos são termorreversíveis, ou seja, ao aumentar ou diminuir a temperatura interna dos alimentos, podem recuperar seu sabor e textura na temperatura adequada.

Referências

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