biotechnologia


 
 
UWAGA. Artykuł jest poniżej.

Drodzy Czytelnicy e-biotechnologia.pl. Mamy do Was ogromną prośbę!



Portal ten tworzony jest przez lubelskich naukowców i od ponad 10 lat staramy się, aby w Wasze ręce trafiały treści, które pomagają Wam w zdobywaniu wiedzy.
Dzisiaj My prosimy Was o pomoc i przysługę!
Ci sami naukowcy, którzy tworzą e-biotechnologia.pl tworzą również projekt NEXBIO.
NEXBIO rozwija technologie analizy DNA, które mają szansę obniżyć użycie pestycydów w rolnictwie. Ponadto budujemy mobilne laboratorium genetyczne, które umożliwi wykrywanie chorób roślin już na polu. Więcej o nas tutaj: Onet Rano, INN:Poland, Chivas Venture NEXBIO.

NEXBIO reprezentuje Polskę w niezwykle prestiżowym konkursie THE VENTURE rywalizując w gronie 30 innowacyjnych pomysłów z całego świata. Mamy szansę wygrać, ale nie odbędzie się to bez Waszej pomocy. Prosimy Was o głosy w konkursie. To dla nas wielka szansa! Dla nas to fundusze na rozwój projektu jakim jest mobilne laboratorium genetyczne. Jeśli nas wesprzecie, bardzo prawdopodobne jest, że za kilka lat, również będziecie z niego korzystać.

Jak można na nas zagłosować (to zajmie tylko kilka sekund!):


1. Należy wejść na stronę organizatora konkursu: Konkurs The Venture
2. Kliknąć w przycisk Zaloguj się przez Facebook aby oddać głos
3. I następnie koniecznie kliknąć w przycisk Potwierdź swój głos

Bardzo Wam dziękujemy!
ZESPÓŁ E-BIOTECHNOLOGIA.PL
 

Egzopolisacharydy bakterii kwasu mlekowego

Odpowiednie odżywiane jest podstawą dbania o zdrowie. Wydaje się, że produkt mleczny jakim jest jogurt to idealne rozwiązanie. Przyjrzyjmy się bliżej jego zawartości: żelatyna, skrobia modyfikowana…. To już nie brzmi tak zdrowo jak wydawało się na początku. Często produkty przemysłu mleczarskiego zawierają substancje zagęszczające pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego. Bez nich jogurt nie wygląda już tak apetycznie, a jak wiadomo je się również oczami. Na rynku spożywczym jest wielkie zapotrzebowanie na fermentowane produkty mleczne o gładkiej i kremowej konsystencji. Producenci żywności efekt ten osiągają przez zwiększenie zawartości tłuszczu, cukrów, białek i stabilizatorów. Egzopolisacharydy bakteryjne stanowią alternatywę dla tłuszczy, cukrów oraz drogich dodatków spożywczych. Ich wielką zaletą jest brak własnego smaku. Powodują zaś pozytywne odczucia smakowe przez uwydatnianie smaku i aromatu produktów fermentowanych, poprawiając tym samym odczucia organoleptyczne odczuwane przez konsumentów.

Bakterie kwasu mlekowego (ang. Lactic acid bacteria; LAB) są powszechnie wykorzystywane w celu konserwacji, poprawy cech sensorycznych oraz nadaniu wartości odżywczych szerokiej gamy produktów spożywczych (nabiał, mięso, wędliny). Fermentacja mlekowa zakwasza środowisko, a tym samym chroni przed szkodliwymi mikroorganizmami, i nadaje sfermentowanym produktom przyjemny aromat. LAB jak i wiele innych mikroorganizmy są zdolne do syntezy polisacharydów, które są klasyfikowane według położenia wobec komórki. Te polisacharydy nie związane ze ścianą komórkową i uwalniane na zewnątrz nazywane są egzopolisacharydami (ang. exopolysaccharides) czyli EPS.
Bakterie producenckie nie wykorzystują EPS jako źródło węgla, ale prawdopodobnie wykorzystuję je jako czynnik ochronny przed negatywnym oddziaływaniem środowiska, np. fagocytozą, drapieżnictwem pierwotniaków, atakiem fagów, stresem osmotycznym, wysychaniem, antybiotykami i związkami toksycznymi. Biorą również udział w procesie adhezji do różnych powierzchni i w formowaniu biofilmu.


Podział:

Egzopolisacharydy syntetyzowane przez bakterie kwasu mlekowego to długie, niekiedy rozgałęzione łańcuchy, które dzieli się na dwie grupy w zależności od składu: homopolisacharydy (HoPS) i heteropolisacharydy (HePS). Homopolisachaydy (rys.1) są skomponowane z tylko jednego typu monosacharydu. Zostały podzielone na dwie zasadnicze grupy: glukany oraz fruktany. Różnice specyficzne dla danego szczepu wynikają ze stopnia rozgałęzienia i typu połączeń jednostek cukrowych. Natomiast HePS (rys.2) zbudowane są z powtarzających się cukrowych podjednostek, w których mogą znajdować się monocukry jak: glukoza, galaktoza, ramnoza lub pochodne cukrowe jak: N-acetyloglukozamina, N-acetylogalaktozamina, kwas glukonowy. Te cukrowe jednostki zawierają od trzech do ośmiu podjednostek, którymi może być dwa lub więcej różnych monocukrów. Połączone są wiązaniami glikozydowymi, tworząc różnorodne wzory połączeń.


Rys.1 Podział homopolisacharydów




Rys.2 Charakterystyka heteropolisacharydów syntetyzowanych przez bakterie kwasu mlekowego

Struktura → właściwości → zastosowanie

EPS swoje właściwości zawdzięczają zdolności do interakcji z białkami oraz jonami i innymi związkami. Również różnorodność komponentów, przestrzenny układ i ładunek ma istotny wpływ na właściwości EPS. Egzopolisacharydy o ładunku neutralnym polepszają lepkość, ale nie elastyczności, z kolei EPS naładowane ujemnie współdziałają z dodatnim ładunkiem kazeiny. Cechy wcześniej wspomniane: elastyczność i lepkość mogą się zmieniać w zależności od struktury i obecności EPS. W celu uzyskania odpowiedniej lepkości nie ilość EPS jest najistotniejsza, ale właśnie struktura. Rożne LAB syntetyzują swoiste EPS więc istnieje szeroka gama struktur tych biopolimerów, która determinuje właściwości EPS a tym samym ewentualne zastosowanie. Prace badawcze skłaniają się w kierunku pozyskiwania rozpuszczalnych polimerów o wysokiej gęstości i stężeniu oraz wiadomej i dużej objętości właściwej.
W zależności struktura - funkcja odnotowano następujące prawidłowości:
• EPS o wysokiej masie cząsteczkowej odznaczały się lepszą lepkością. Z kolei niska masa molekularna oznacza gorszą lepkość, jednakże zaobserwowano, że krótsze polisacharydy są w stanie lepiej współpracować z białkami, co prowadzi do wzrostu stabilności mieszaniny białko-EPS.
• Stwierdzono, że obecność wiązania β-1,4 glikozydowego jakie znajduje się w EPS syntetyzowanych przez Lactococcus lactis subsp. B40 cremoris powoduje usztywnienie łańcucha polimeru, natomiast większą elastyczność dają wiązania α-glikozydowe.
• Łańcuchy boczne wpływają na sztywność łańcucha EPS. Usunięcie terminalnej reszty galaktozy w łańcuchu bocznym polimeru wyprodukowanego przez L. lactis subsp. cremoris B39 i B891 powoduje zmniejszenie sztywności łańcucha, a co za tym idzie zmniejsza skuteczność zagęszczania.
• Ładunek ujemny spowodowany przez grupy fosforanowe w EPS z Lactobacillus lactis subsp. cremoris B40 prowadzi do wzrostu objętości hydrodynamicznej i lepkości poprzez wzrost wewnątrzcząsteczkowych sił odpychających.


Zastosowanie egzopolisacharydów bakterii kwasu mlekowego


Jogurt
Jak pokazują badania, jogurty wyprodukowane na bazie szczepów zdolnych do syntezy EPS wykazują lepszą lepkość, reologię czy konsystencję niż te wyprodukowane przy udziale szczepów niezdolnych do syntezy tych polimerów. Różne opinie można znaleźć w literaturze odnośnie wpływu EPS na strukturę jogurtu. Interakcja występująca pomiędzy kazeiną (w zależności od poziomu pH) z strukturą EPS jest kluczem do poprawy tekstury produktów mlecznych. Jak na razie badania przeprowadzono na jogurtach z użyciem kultur starterowych syntetyzujących EPS „in situ”. Do produkcji jogurtów używa się bakterii Lactobacillus delbrueckii bulgaricus i Streptococus thermophilus. Obie te bakterie zdolne są do syntezy EPS. W tej mieszaninie starterowej L. bulgaricus jest odpowiedzialny za zakwaszenie sprzyjające koagulacji kazeiny, z kolei S. thermophilus odpowiedzialny jest za uwolnienie aromatu.

Kefir
W przyrodzie występuje polisacharyd kefran syntetyzowany przez Lactabacillus kefaranofaciens. Składa się on z D-galaktozy i D-glukozy w stosunku molowy 1:1. Tworzą go rozgałęzione jednostki cukrowe (rys.3), które utworzone są z podjednostek sześciu lub siedmioczłonowych, rzadko z pięciu monocukrów. Różnorodność wiązań glikozydowych między jednostkami odpowiada za odporność enzymatyczną kefranu. Kefir powstaje z fermentowanego mleka przy udziale bakterii fermentacji mlekowej z rodzaju Lactobacillus jak: L. acidophius, L. kefiguranum, L. kefir, L. parakefir oraz drożdży (Candida kefir, Saccharomyces sp., Acetobacter sp. i inne). Ziarna kefiru są odpowiedzialne za utrzymanie agregatów mikroorganizmów w matrix utworzonym przez EPS. Wspominany kefran chroni mikroorganizmy przed wysuszeniem. Badania wykazały, że kefran polepsza lepkość i sprężystość produktów mlecznych i może stanowić alternatywę dla używanych środków zagęszczających.




Rys.3 Wzór strukturalny kefranu

Ser
Szczepy starterowe do produkcji serów prowadzą do zakwaszenia środowiska poprzez uwolnienie kwasu mlekowego, który jest nieodzowny podczas początkowego dojrzewania, a powstałe metabolity wtórne są korzystne dla innych gatunków mikroorganizmów. HePS syntetyzowane przez szczepy wykorzystywanych gatunków jak: L. delbruecii bulgaricus, L. hevelticus czy L. casei zatrzymują utratę wody, poprawiają teksturę serów jednocześnie nie zmieniając ich struktury. Zatrzymywanie wody dodatkowo pozwala na zmniejszenie kaloryczności produktu końcowego. Zauważono, że EPS o ładunku neutralnym zbyt słabo oddziaływają z kazeiną. Trzeba mieć na uwadze obecność lub brak ładunku syntetyzowanych EPS, poziom otrzymanego zakwaszenia i interakcje z innymi szczepami podczas wybierania szczepów starterowych do produkcji serów.

Pieczywo
Przemysł piekarniczy z coraz większą uwagą przygląda się EPS i niezwykłym właściwościom tych polisacharydów. EPS wytwarzane podczas fermentacji mogą zastąpić hydrokoloidy wolnym od glutenu zakwasem. Wpływają na właściwości reologiczne ciasta oraz teksturę chleba pszennego i pieczywa bezglutenowego.
Zastosowania medyczne
EPS posiadają zdolność do obniżania poziomu cholesterolu we krwi, mają właściwości przeciwnowotworowe, przeciwwrzodowe oraz immunomodulacyjne (proliferacja limfocytów, aktywacja makrofagów, produkcja cytokin). Najważniejszym wydaje się fakt, iż niektóre LAB jak L. acidophilus, L.bulgaricus, L. lactis, L. plantarum L. reuteri L. casei L. parasei L. rhamnosus L. helveticus L. fermentum są szczepami probiotycznymi, a u niektórych z nich opisano zdolność do syntezy EPS. W ten sposób egzopolisacharydy mają udział w pozytywnym wpływaniu na zdrowie organizmu ludzkiego.


Anna Kot


Literatura:
1. Badel S., Benardi T., Michaud P., New perspectives for Lactobacilli exopolisacharides, Biotechnology Advances 29 (2011) 54-66
2. Welman A.D., Maddox I.S., Exopolysaccharides from lactic acid bacteria: perspectives and challenges; TRENDS in Biotechnology Vol.21 No.6 (2003) 269-274
3. Ruas-Madiedo P., Hugenholtz J., Zoon P., An overview of the functionality of the exopolysaccharides produced by lactic acid bacteria; International Dairy Journal 12 (2002) 163-171
4. Galle S., Schwab C., Anrendt E.K., Ganzle M.G., Structural and rheological characterization of heteropolysaccharides produced by lactic acid bacteria in wheat and sorghum sourdough, Food Microbiology 28 (2011) 547-553


Komentarze

Widok Uszereguj
Tylko zarejestrowani mogą dodawać komentarze. Zarejestruj się/Zaloguj

Podręcznik biotechnologii

Kto jest online

160 gości oraz 0 użytkowników online.

Jesteś niezarejestrowanym lub niezalogowanym użytkownikiem.


 

Patronat

Wydarzenie: V edycja akcji „Od laika do przyrodnika” 24 lutego -16 czerwca 2017 r., Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

Konferencja: IV Lubelska Konferencja Młodych Naukowców, 26-27 Maja 2017, Lublin

Konferencja: VI Międzynarodowa Konferencja Biofizyków, 19-21 Maja 2017, Kraków

Konkurs na projekt badawczy Naukowej Fundacji Polpharmy, 1 marca- 31 maja 2017, Warszawa

Konferencja: VI Międzyuczelniane Sympozjum Biotechnologiczne SYMBIOZA, 26-28 Maja 2017, Warszawa

Konferencja: Chemia dla Urody i Zdrowia
8-10 czerwca 2017, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu

Wydarzenie: Metagenomy różnych środowisk, 29-30 czerwca 2017, Lublin

Wydarzenie: EUROBIOTECH 6th Central European Congress of Life Science
11 - 14 Września 2017, Kraków

Facebook

Gadżety

Sklep e-biotechnologia.pl
Tematyczne kubki, koszulki, bluzy etc.


Zapraszamy do sklepu

Na skróty

Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego Narodowe Centrum Nauki Narodowe Centrum Badań i Rozwoju Ośrodek Przetwarzania Informacji PAP - Nauka w Polsce Forum Akademickie Fundacja na rzecz Nauki Polskiej Wirtualna Biblioteka Nauki Scopus NCBI PubMed Nature Science Cell

 
 
Partnerzy:

laboratoria.net Nauka w Polsce Academio Fundacja NanoNet BioCen - BioCentrum Edukacji Naukowej Notatek.pl cebioforum.com materialyinzynierskie.pl Wspieram.to - POLSKI KICKSTARTER - Polska platforma finansowania społecznoœciowego.Tu zrealizujš się Twoje pomysły. VitaInSilica Portal popularnonaukowy

Portal: Redakcja . Współpraca . Kontakt . Polecamy



Wszystkie prawa zastrzeżone 2006-2016 e-biotechnologia.pl
stat4u