Nguồn gốc của Beta glucan và cấu trúc của nó

Beta glucan là các polysacarit tự nhiên. Những polymer này được tạo thành bởi nhiều loại thực vật như yến mạch, lúa mạch và rong biển. Beta glucan là thành phần cấu tạo của thành tế bào của một số vi khuẩn gây bệnh (Pneumocystis carinii, Cryptococcus neoformans, Aspergillus fumigatus, Histoplasma capsulatum, Candida albicans) và nấm (Saccharomyces cerevisiae).

Thành phần chính của thành tế bào nấm là polysacarit và glycoprotein.

>> Xem thêm về Beta glucan

Cấu trúc hóa học của Beta glucan

Ví dụ, thành tế bào nấm men (Saccharomyces cerevisiae) bao gồm ba lớp: một lớp bên trong cấu tạo từ Beta glucan không hòa tan (30, 35%), lớp giữa là Beta glucan hòa tan (20, 22%), lớp ngoài là glycoprotein (30%). Beta glucan đã được tinh chế từ nấm men bia và bánh mì, từ yến mạch và cám lúa mạch.

Các đặc tính chữa bệnh và kích thích miễn dịch của nấm đã được biết đến từ hàng ngàn năm. Chất chiết xuất từ ​​những loại nấm này được sử dụng rộng rãi cho mục đích điều trị bệnh ở các nước phương Đông. Số lượng nấm trên Trái đất được ước tính là 140 000; khoảng 10% (khoảng 14 000 loài được đặt tên) được biết đến. Những loại nấm này có chứa các polysacarit có hoạt tính sinh học trong thể quả và sợi nấm. Các polysacarit này có thành phần hóa học khác nhau, trong đó nhóm Beta glucan chiếm phần lớn và thu hút nhiều sự chú ý nhất. Beta glucan đã được phân lập từ một số loại nấm như shiitake (Lentinus edodes), maitake (Grifola frondosa), schizophylan (nhóm Schizophillum) và SSG (Sclerotinia sclerotiorum). Chiết xuất Beta glucan từ Lentinus edodes và nhóm Schizophillum được sử dụng trong y học cổ truyền để điều trị ung thư tại Nhật Bản từ năm 1980.

Theo định nghĩa, Beta glucan là chuỗi của các liên phân tử đường D (D-glucose), tạo nên bởi liên kết loại β-glycoside. Vòng 6 D-glucose có thể gắn với phân tử khác theo các vị trí khác nhau của cấu trúc vòng D-glucose..

Tuy nhiên, Beta glucan có thể khác nhiều so với phân tử như tinh bột. Ví dụ, một phân tử Beta glucan có thể chứa cấu trúc lặp lại của các đơn nguyên D-glucose gắn với nhau qua liên kết β-glycoside tại một vị trí như tinh bột, nhưng có nhánh glucose gắn vào vị trí khác trên chuỗi D-glucose. Các chuỗi phân nhỏ này có thể tạo thành nhánh của trục chính Beta glucan (trong trường hợp của tinh bột, trục chính có thể là chuỗi D-glucose gắn tại vị trí 1,4) tại vị trí khác giống như vị trí 3, 6. Ngoài ra, các chuỗi này có thể gắn kết với một phân tử loại khác, chẳng hạn như protein. Ví dụ loại Beta glucan có protein gắn với nó đó là Poly saccharide-K.

Hình thức phổ biến nhất của Beta glucan đó là chứa các đơn nguyên D-glucose với các liên kết 1,3 và với chuỗi D-glucose gắn vào vị trí 1,6. Các loại này tạo thành Beta glucan 1,3 / 1,6. Một vài nhà nghiên cứu cho rằng tần suất, vị trí và chiều dài của chuỗi hơn là trục chính của các Beta glucan quyết định hoạt tính đề kháng.

Beta glucan 1,3/1,6

Một sự biến đổi khác đó là một vài hợp chất này tồn tại dưới dạng chuỗi sợi đơn, trong khi trục chính của những Beta (1,3)-glucans khác tồn tại ở dạng các chuỗi sợi đôi hoặc sợi ba. Trong một vài trường hợp, các protein gắn vào trục Beta (1,3)-glucans cũng có thể tạo nên hoạt tính kháng thể.

Như vậy Beta glucan từ các nguồn khác nhau có một số khác biệt trong cấu trúc. Những khác biệt về cấu trúc này có thể có ý nghĩa lớn đối với hoạt động của Beta glucan.

Ví dụ: sự khác biệt về độ dài của chuỗi polysacchatit, phạm vi phân nhánh và độ dài của các nhánh có thể dẫn đến sự khác biệt giữa các chất chiết được bằng nước nóng, như Beta glucan nấm và thành phần thành tế bào không hòa tan, như Beta glucan nấm men, và sự khác nhau về khối lượng phân tử. Nhìn chung, các nghiên cứu in vitro đã gợi ý rằng các Beta glucan trọng lượng phân tử lớn hoặc các Beta glucan cụ thể (như zymosan) có thể kích hoạt trực tiếp bạch cầu, kích thích các tác dụng thực bào, gây độc tế bào và kháng khuẩn của chúng, bao gồm việc sản xuất oxy và nitơ phản ứng. Các Beta glucan trọng lượng phân tử trung bình hoặc thấp (như glucan phosphate) có hoạt tính sinh học in vivo, nhưng tác dụng tế bào của chúng không rõ ràng. Các Beta glucan rất ngắn (trọng lượng phân tử <5000-10000; như laminarin) thường được coi là không hoạt động. Beta glucan nấm men và các Beta-glucan từ nấm, là các nhóm được khai thác nhiều nhất do tinh chế dễ dàng và đã được nghiên cứu qua nhiều thí nghiệm ở Nhật Bản, Trung Quốc và Hàn Quốc.

Các nghiên cứu cũng cho thấy nguồn  gốc đi từ nấm men cũng cho hoạt tính sinh học cao hơn so với đi từ các nguồn khác như lúa mì, yến mạch.

>> Xem thêm: 8 Tác dụng Beta glucan đối với sức khỏe con người

Thiên Nguyên - Đồng hành cùng Doanh nghiệp

Nguyên liệu Dược & TPCN