Δήμητρα Σπανού, Χημικός, καθηγήτρια Β/μιας Εκπ/σης, 1ου Γυμνασίου Δάφνης
ΟΙ ΕΞΩΠΟΛΥΣΑΚΧΑΡΙΤΕΣ ΠΟΥ ΠΑΡΑΓΟΝΤΑΙ ΑΠΟ ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥΣ
Οι εξωπολυσακχαρίτες είναι πολύπλοκα μόρια υψηλού μοριακού βάρους που παράγονται, από μικροοργανισμούς, και έχουν καθοριστικές ιδιότητες,
όπως γαλακτωματοποιητικές , κροκκιδωτικές , σταθεροποιητικές κ.α. και επίσης, έχουν τεράστιο εύρος εφαρμογών και για τον άνθρωπο.
Μικροοργανισμοί και ιδιαίτερα τα βακτήρια παράγουν
πολύπλοκες εξωκυτταρικές πολυμερείς ουσίες , τους εξωπολυσακχαρίτες (EPS) για να χρησιμοποιηθούν για την δική τους ωφέλεια.
Ο πρώτιστος ρόλος των ουσιών αυτών είναι να διατηρούν ευνοϊκές συνθήκες για τους μικροοργανισμούς από όπου παράγονται, όπως προστασία από άλλους μικροοργανισμούς , όπως αμοιβάδες φάγους και τα αμυντικά κύτταρα του ανοσοποιητικού του ξενιστή τους (φαγοκύτταρα)
Ευθύνονται ακόμη για το σχήμα, το χρώμα, την πολικότητα, την υδροφοβικότητα, την προσρρόφηση σε επιφάνειες και άλλους εξωπολυσακχαρίτες , την κατακράτηση νερού, σχηματισμός βιοφίλμ, σταθεροποιητικές, και γαλακτωματοποιητικές ιδιότητες
Χημικά, οι εξωκυττάριες αυτές πολυμερείς ουσίες EPS, αποτελούνται κυρίως από πρωτεϊνες και σάκχαρα επίσης χουμικές ενώσεις, νουκλεϊκά οξέα και άλλα κυτταρικά συστατικά
Τα σακχαρα των EPS είναι πολύπλοκα πολυμερή μονοσακχαριτών, που ενώνονται μεταξύ τους με γλυκοζιτικούς δεσμούς και δημιουργούν πολυσακχαρίτες , οι οποίοι ενώνονται πολλές φορές μεταξύ τους σε πιο σύνθετα μόρια.
Οι μονοσακχαρίτες που χρησιμοποιούνται στα EPS είναι εξόζες, πεντόζες, ουρονικά οξέα, αμινοσάκχαρα
Ο προσδιορισμός της πρωτοταγούς δομής των EPS η διαμόρφωσή τους και η πιθανή παρουσία υποκαταστατών δεν είναι εύκολος και χρησιμοποιούνται διάφορες μέθοδοι όπως χημική αποικοδόμηση, χρωματογραφία, η φασματομετρία κ.α., είναι όμως καθοριστική για τις ιδιότητές τους.
Οι ουσίες αυτές εμφανίζουν ιδιαίτερα σημαντικές φυσικοχημικές, λειτουργικές, βιολογικές και τεχνολογικές ιδιοτητς
Οι ιδιότητές τους αυτές και κυρίως η κατακράτηση του νερού και η δημιουρία βιοφίλμ και κροκιδωτικών ( boiblocs), έχουν αποτέλεσμα, να είναι αξιοποιήσιμες από τον άνθρωπο σε πολλές εφαρμογές, όπως, στην βιομηχανία τροφίμων, καλλυντικών, απορρυπαντικών , φαρμάκων, υφασμάτων, πετρελαιοειδών κ.α.,
όπου έχουν ευρεία εφαρμογή ως γαλακτοματοποιητές, σταθεροποιητές, ζελατινοποιητές ή παράγοντες πάχυνσης
Κάθε μικροοργανισμός βέβαια, απαιτεί συγκεκριμένα υποστρώματα και συνθήκες ανάπτυξης που είναι συνήθως υποστρώματα μονοσακχαριτών και δισακχαριτών όπως γλυκόζη, σακχαρόζη, σουκρόζη, φρουκτόζη
Η παραγωγή τους προσαρμόζεται στις περιβαλλοντικές συνθήκες, την αλατότητα, την οξίνιση, την θερμοκρασία
και στον ανθρώπινο οργανισμό μειώνουν την γαστρεντερική δυσφορία, βελτιώνουν το ανοσοποιητικό διατηρούν ευνοϊκές συνθήκες ακόμα και σε ακραίες, διατηρώντας ένα περιβάλλον που να στηρίζει την μικροβιακή παραγωγή
ΠΟΥ ΠΑΡΑΓΟΥΝ ΟΙ ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ ΤΟΥΣ ΠΟΛΥΣΑΚΧΑΡΙΤΕΣ
Οι πολυσακχαρίτες που παράγονται από τους μικροοργανισμούς μπορεί να είναι
α. κυτοσολικοί πολυσακχαρίτες μέσα στο βακτηριακό κύτταρο που παρέχουν ενέργεια στο κύτταρο,
β. EPS που συνθέτουν το κυτταρικό τοίχωμα και περιλαμβάνουν πεπτιδογλυκάνες, αμινοξέα και λιποσακχαρίτες
Τα EPS της επιφάνειας πολλών βακτηρίων μπορεί να συνδεθούν χαλαρά και σχηματίζουν βλένη ή και δεσμευμένα και οπότε σχηματίζουν κάψουλα και
γ. EPS που εκκρίνονται στο εξωτερικό περιβάλλον με μορφή καψουλών ή σχηματίζοντας βιοφίλμ
Οι EPS έχουν σημαντικές ιδιότητες όπως: την ιδιότητα να σχηματίζουν βιοφίλμ το οποίο αποτελεί ένα τρισδιάστατο πλέγμα πάνω στο οποίο ενσωματώνονται και ακινητοποιούνται αποικίες μικροοργανισμών και σε αυτό το ποσοστό τους είναι από 50-90% της οργανικής ύλης,
ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ EPS ΠΟΛΥΣΑΚΧΑΡΙΤΩΝ
Διακρίνουμε τους ομοπολυσακχαρίτες από έναν τύπο μονοσακχαρίτη (α γλυκάνες, β γλυκάνες β φρουκτάνες ) και τους ετεροπολυσακχαρίτες που συντίθενται από δαφορετικούς μονοσακχαρίτες (συνήθως Dγλυκόζη, D γρουκτόζη, L ραμνόζη)
ΠΡΟΒΙΟΤΙΚΑ ΚΑΙ ΠΟΛΥΣΑΚΧΑΡΙΤΕΣ
Τα προβιοτικά ως συμπληρώματα διατροφής, είναι ζωντανοί μικροργανισμοί που εισάγονται στον οργανισμό μας με κύριο στόχο τους την παραγωγή ουσιών που θα καλύπτουν φυσιολογικές ανάγκες του ανθρώπινου οργανισμού για μεμονωμένες βιολογικά δραστικές ουσίες .
Η παραγωγή εξωσακχαριτών σε οργανισμούς εξαρτάται από την ανάπτυξη παραγωγικών κυττάρων μικροοργανισμών κυρίως βακτηρίων.
ΩΦΕΛΗ ΑΠΟ ΤΑ ΠΡΟΒΙΩΤΙΚΑ ΣΤΟΝ ΑΝΘΡΩΠΙΝΟ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟ
Το λεγόμενο ιξώδες που παράγουν τα προβιοτικά, λειτουργεί σαν εκκινητής αντιδράσεων, οι οποίοι λειτουργούν σαν φυσικά πυκνωτικά, προστατεύοντας τα κύτταρα από την αφυδάτωση, το πάγωμα και την οξίνιση. Ακόμα συντελούν στην σύνθεση άλλων χρήσιμων μεταβολιτών
Θεωρείται πως βελτιώνουν ή αποκαθιστούν την χλωρίδα του εντέρου, προσελκύουν ωφέλιμους μικροοργανισμούς και η χρήση κατανάλωσή τους έρθει πλέον κάτω από τον έλεγχο του FAO/POY από το 2002.
ΠΡΟΒΙΟΤΙΚΕΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ ΧΡΗΣΙΜΕΣ ΓΙΑ ΤΟΝ ΑΝΘΡΩΠΟ
Οι ζωντανές προβιοτικές καλλιέργειες υπάρχουν σε προϊόντα που έχουν υποστεί ζύμωση όπως
γιαούρτι (περιέχει γαλακτοβάκιλλους που με ζύμωση παράγουν γαλακτικό οξύ,
κεφίρ ( περιέχει σύνθετο, συμβιωτικό μίγμα μικροοργανισμών γαλακτοβακιλλους, στρεπτόκοκκους-λακτόκοκκους, μύκητες, ακετοβακτήρια που αναπτύσσονται σε γάλα ,
το τουρσί με τρόφιμα που γίνονται τουρσί να διατηρούνται λόγω της οξύτητάς του. Περιέχει αναερόβιους μικροοργανισμούς που αναπτύσσονται σε αλμη και, ξύδι ή βινεγκράτ.
ο Leuconostoc mesentepoides κυριαρχεί σε χαμηλή αλατότητα και χαμηλή θερμοκρασία και παράγει μείγμα οξέων, αλκοόλης και αρωμάτων
Ο Leuconostoc mesentepoides κυριαρχεί σε υψηλή θερμοκρασία και παράγει κυρίως γαλακτικό οξύ
η σάλτσα σόγιας παράγεται σε υπόστρωμα σόγιας, κόκκων δημητριακών, νερό και αλάτι. Ένα από τα οξέα που παράγονται είναι το όξινο γλουταμινικό νάτριο
το βουτυρόγαλα είναι προϊόν ζύμωσης από καλλιεργημένη κρέμα γάλατος. Στην διάρκεια όπου το γάλα αφήνεται να ηρεμήσει ώστε να διαχωριστούν το γάλα και η κρέμα, τα φυσικά βακτήρια παράγουν γαλακτικό οξυ στο γάλα από ζύμωση
ΟΙ ΓΝΩΣΤΟΤΕΡΟΙ ΜΙΚΡΟΒΙΑΚΟΙ ΠΟΛΥΣΑΚΧΑΡΙΤΕΣ
η Ξανθάνη, Σχηματίζεται στα κύτταρα του το κατά Gramm αρνητικό αερόβιο βακτήριο Xanthomonas campestris με κατανάλωση γλυκόζης και προσβάλλει και σχετίζεται με φυτικές ασθένειες, προκαλεί σήψη σε λαχανικά αλλά υπό συνθήκες, μπορεί να ζει και σαν σαπρόφυτο σε νεκρή ή σε αποσύνθεση ύλη. Κατά την παραγωγή τους, χρησιμοποιείται η γλυκόζη σαν πηγή άνθρακα και η πεπτόνη, το νιτρικό αμμώνιο και η ουρία σαν πηγή αζώτου.
Παραγωγή ξανθανών έγινε επίσης με την κλωνοποίηση γονιδίων β γαλακτοσιδάσης και με την χρησιμοποίηση ορού γάλατος σαν θρεπτικό (το οποίο είναι ένα απόβλητο προϊόν από την γαλακτοβιομηχανία) . Στη σύγχρονη βιομηχανια η παραγωγή ξανθάνης φτάνει τους 30000 τόνους ετησίως
Έχει μεγάλο μοριακό βάρος από 2000 έως 12000
Είναι
οι Δεξτράνες, αποτελούνται από διασταυρούμενες αλυσίδες πολυμερών που αποτελούνται μόνο από μόρια γλυκόζης.
Το μοριακό τους βάρος είναι της τάξης των 107 έως 106. Χρησιμοποιούνται και σαν υποκατάστατα του πλάσματος του αίματος. 
Είναι αποτελεσματικές στον καθαρισμό πρωτεϊνών, ενώ σε ζύμες και ορισμένα βακτήρια παίζουν ρόλο πολυσακχαριτών.
Για το βακτήριο το streptococcus mutans που ζει στα δόντια η δεξτράνη που παράγει σαν EPS χρησιμεύει για την κατασκευή της οδοντικής βακτηριακής πλάκας πάνω στην οποία σταθεροποιούνται βακτήρια αυτά, (τα οποία τρέφονται με τα υπολλείμματα σάκχαρης του στόματος και παράγουν οξέα. Αυτά προκαλούν απασβέστωση στους σκληρούς ιστούς των δοντιών και την ασθένεια των δοντιών τεριδόνα.
τα αλγινικά εντοπίστηκαν αρχικά σε κυτταρικά τοιχώματα καφέ και πράσινων φυκών υπό μορφή αλάτων ασβεστίου και μαγνησίου σαν για μακρυές αλυσιδες πολυσακχαριτών που περιείχαν δεσμευμένα D-μαννουρονικά και L-υαλουρονικά οξέα
Αλλά τους ίδιους πολυσακχαρίτες συνθέτουν και βακτήρια όπως το pseudomonas aeruginosa το Ascophyllum nodosum και το Azotobacter vinelandi όπου χρησιμεύουν συχνά για ακινητοποίηση κυττάρων στη διάρκεια βιοχημικών αντιδράσεων.
Τα αλγινικά περιέχουν β D-μαννουρονικό οξύ συνδεδεμένο με α L υαλουρονικά υπολείμματα σε ομογενείς και ετερογενείς αλυσίδες
Τα αλγινικά άλατα συγκρατούν το νερό αλλά δεν διαλύονται στο νερό, ώστε σχηματίζουν μεμβράνες και πυκτώματα και έχουν ευρεία χρήση στην ιατρική.
και στην φαρμακευτική και στην ιατρική συμπεριλαμβανόμενης και της μηχανικής ιστών
Μπορεί ακόμα να δώσει υδρογέλες, μικροσφαίρες, μικροκάψουλες, αφρούς , σφουγγάρια και ίνες και έχει ποικίλες εφαρμογές. Μερικοι βασιδομύκητες συνθέτου σκληρογλυκάνη που χρησιμοποιείται σαν πρόσθετο τροφίμων
ΠΗΓΕΣ
https://propionix.ru/ekzopolisaharidy-bakteriy
https://propionix.ru/ekzopolisaharidy-bakteriy
https://ktisis.cut.ac.cy/bitstream/20.500.14279/8720/1/msc_%CE%97%CE%A1%CE%91%20%CE%A0%CE%91%CE%9D%CE%91%CE%93%CE%99%CE%A9%CE%A4%CE%9F%CE%A5.pdf
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%B1%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B9_%D0%BA%D0%BB%D0%B5%D1%82%D0%BA%D0%B8#%D0%A5%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5_%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5
https://en-m-wikipedia-org.translate.goog/wiki/Xanthomonas_campestris?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=el&_x_tr_hl=el&_x_tr_pto=sc
Αλγινικά άλατα: πλήρης κατάλογος φαρμάκων και λεπτομερής περιγραφή των ιδιοτήτων τους