Właściwości i zastosowanie lewanu

• Autorzy: Artur Szwengiel , Maria Czarnecka , Leonarda Gruchała , Zbigniew Czarnecki

Warianty tytułu

Properties and Application of Levan

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

Lewan jest wielkocząsteczkowym β-(2→6)-fruktofuranozylo-fruktanem z β-(2→1) terminalną resztą przyłączoną do α-glukopiranozy. Wiedza o występowaniu, biosyntezie i właściwościach tego fruktanu jest obszerna. Wyniki badań wskazują na duży aplikacyjny potencjał lewanu i produktów jego hydrolizy w obszarze żywności o właściwościach prozdrowotnych. Głównymi czynnikami ograniczającymi zastosowanie lewanu w żywieniu jest jego dostępność i brak jednoznacznych wyników dotyczących kompleksowego oddziaływania lewanu na organizm człowieka i/lub zwierząt doświadczalnych. Praca jest studium dotyczącym wskaźników prozdrowotnego działania lewanu i niektórych lewanooligosacharydów. Dokonano również przeglądu możliwości zastosowania lewanu. (abstrakt oryginalny)

EN

Levan is a high-molecular, β-(2→6)-linked fructose homo-polymer with the glucose residue bound to the terminal fructose by α-glycosidic bond. The knowledge of occurrence, biosynthesis, and properties of this fructan is extensive. Research results show a large potential for practical applications of levan and its hydrolysis products in the domain of food with pro-healthful properties. The main factors limiting the application of levan in diet is its availability and the lack of unambiguous data referring to the comprehensive impact of this fructan on human organism and/or on experimental animals. In this paper, a research into some indicators of pro-healthful impact of levan and levulans are presented. Possible applications of levan are also surveyed. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Żywność funkcjonalna; Chemia spożywcza; Biochemia; Zdrowie; Żywienie dietetyczne; Żywienie człowieka

EN

Functional food; Food chemistry; Biochemistry; Health; Dietary feeding; Human nutrition

• Czasopismo: Żywność: nauka - technologia - jakość
• Rocznik: 16 (2009)
• Numer: nr 5 (66)
• Strony: 18--29

Twórcy

autor

Artur Szwengiel

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

autor

Maria Czarnecka

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

autor

Leonarda Gruchała

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

autor

Zbigniew Czarnecki

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

Bibliografia

• Arendt E.K., Ryan A.M., Bello F.D.: Impact of sourdough on the texture of bread. Food Microbiol., 2007, 24, 165-174.
• Arvidson S.A., Rinehart B.T., Gadala-Maria F.: Concentration regimes of solution of levan polysaccharide from Bacillus sp. Carbohyd. Polym., 2006, 65, 144-149.
• Bello F.D., Walter J., Hertel C., Hammes W.P.: In vitro study of probiotic properties of levan-type exopolysaccharides from Lactobacilli and non-digestible carbohydrates using denaturing gradient gel electrophoresis. Systematic Appl. Microbiol., 2001, 24, 232-237.
• Biedrzycka E., Bielecka M.: Prebiotic effectiveness of fructan of different degrees of polymerization. Trends Food Sci. Tech., 2004, 15, 170-175.
• Bielecka M., Biedrzycka E., Majakowska A.: Selection of probiotic and prebiotic for synbiotics and confirmation of their in vivo effectiveness. Food Res. Int., 2002, 35, 125-131.
• Bouhnik Y., Flourie B., D'Agay-Abensour L., Pochari P., Gramet G., Durand M., Rambaud J.-C.: Administration of trans-galacto-oligosaccharides increases feacal bifidobacteria and modifies clonic fermentation metabolism in healthy humans. J. Nutr., 1997, 127, 444-448.
• Bresolin T.M.B., Sander P.C., Reicher E., Sierakowski M.R., Rinaudo M., Ganter J.L.M.S.: Viscometric studies on xanthan and galactomannan systems. Carbohyd. Polym., 1997, 33, 131-138.
• Calazans G.M.T., Lima R.C., de França F.P., Lopez C.E.: Molecular weight antitumour activity of Zymomonas mobilis levans. Int. J. Biol. Macromol., 2000, 27, 245-247.
• Calazans G.M.T., Lopes C.E., Lima R.M.O.C., França F.P.: Antitumour activities of levans produced by Zymomonas mobilis strains. Biotechnol. Lett., 1997, 1, 19-21.
• Carpita N.C., Housley T.L., Hendrix J.E.: New features of plant-fructan structure revealed by methylation analysis and carbon-13 NMR spectroscopy. Carbohyd. Res., 1991, 217, 127-136.
• Chronakis I.S., Doublier J.-L., Piculell L.: Viscoelastic properties for kappa- and iota-carrageenan in aqueous NaCI from the liquid-like to the solid-like behavior. Int. J. Biol. Macromol., 2000, 28, 1-14.
• Cieślik E., Prostak A., Pisulewski P.M.: Funkcjonalne właściwości fruktanów. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2001, 1 (26), 5-13.
• Cummings J.H., Macfarlane G.R., Englyst H.N.: Prebiotic digestion and fermentation. Am. J. Clin. Nutr., 2001, 73 (Suppl.), 415S-420S.
• Davis C.D., Milner J.A.: Gastrointestinal microflora, food components and colon cancer prevention. J. Nutr. Biochem., 2009, 20, 743-752.
• De Souza Oliveira R.P., Perego P., Converti A., De Oliveira M.N.: Growth and acidification performance of probiotic in pure culture and co-culture with Streptococcus thermophilus: The effect of inulin. Food Sci. Technol., 2009, 42, 1015-1021.
• Diplock A.T., Aggett P.J., Ashwell M., Bornet F., Fern E.B., Roberfroid M.B.: Scientific concepts of functional foods in Europe: consensus document. Br. J. Nutr., 1999, 81 (Suppl), S1-S27.
• Ebskamp M.J.M., Van der Meer I.M., Spronk B.A., Weisbeek P.J., Smeekeris S.C.M.: Accumulation of fructose polymers in transgenic tobacco. Bio/Technol., 1994, 12, 272-275.
• Funami T., Kataoka Y., Omoto T., Goto Y., Asai I., Nishinari K.: Food hydrocolloids control the gelatinization and retrogradation behavior of starch. 2a. Functions of guar gums with different molecular weights on the gelatinization behavior of corn starch. Food Hydrocol., 2005, 19, 15-24.
• Fric P.: Probiotic and prebiotics - renaissance of a therapeutic principle. Central Eur. J. Med., 2007, 2 (3), 237-270.
• Gibson G.R., Roberfroid M.B.: Dietary modulation of the human clonic microbiota: Introducing the concept of prebiotics. J. Nutr., 1995, 125, 1401-1412.
• Han Y.W.: Microbial levan. Adv. Appl. Microbiol., 1990, 35, 171-194.
• Heyer A.G., Lloyd J.R., Kossmann J.: Production of modified polymeric carbohydrates. Curr. Opin. Biotechn., 1999, 19, 169-174.
• Holzapfel W.H., Schillinger U.: Introduction to pre- and probiotics. Food Res. Int., 2002, 35, 109- 116.
• Howlett J.: Functional foods - from science to health and claims. ILSI Europe, Belgia 2009.
• Jumel K., Harding S.E., Mitchell J.R., To K.-M., Hayter I., O'Mullane J.E., Ward-Smith S.: Molar mass and viscometric characterisation of hydroxypropylmethyl cellulose. Carbohyd. Polym., 1996, 29, 105-109.
• Kang S.A., Hong K., Jang K.-H., Kim Y.-Y., Choue R., Lim Y.: Altered mRNA expression of hepatic lipogenic enzyme and PPARα in rats fed dietary levan from Zymomonas mobilis. J. Nutr. Biochem., 2006, 17, 419-426.
• Konstantinova T., Parvanova D., Atanassov A., Djilianov D.: Freezing tolerant tabacco, transformed to accumulate osmoprotectants. Plant Sci., 2002, 163, 157-164.
• Kim K.H., Chung C.B., Kim Y.H., Kim K.S., Han C.S., Kim C.H.: Cosmeceutical properties of levan produced by Zymomonas mobilis. J. Cosmet. Sci., 2005, 56, 395-406.
• Leibovich J., Stark Y.: Increase of permeability to a cytotoxic agent by the polysaccharide levan. Cell. Mol. Biol., 1985, 31, 337-341.
• Marx S.P., Winkler S., Hartmeier W.: Metabolization of β-(2,6)-linked fructose-oligosaccharides by different bifidobacteria. FEMS Microbiol. Lett., 2000, 182, 163-169.
• McKellar R.C., Modler H.W., Mullin J.: Characterization of growth and inulinase production by Bifidobacterium spp. on fructooligosaccharides. Bifidobacteria Microflora., 1993, 12, 75-86.
• Muramatsu K., Onodera S., Kikuchi M., Shiomi N.: Substrate specifity and subsite affinities of β-fructofuranosidase from Bifidobacterium adolescentis G1. Biosci. Biotech. Biochem., 1994, 58, 1642-1645.
• Nilsson U., Dahlquist A., Nilsson B.: Cereal fructosans: Part 2. Characterization and structure of wheat fructosans. Food Chem., 1986, 22, 95-106.
• On-line information - Montana Biotech SE, Inc., 1910-107 Lavington Court, Rock Hill, SC 29732, USA [www.polysaccharides.us].
• Rairakhwada D., Pal A.K., Bhathena Z.P., Sahu N.P., Jha A., Mukherjee S.C.: Dietary microbial levan enhances cellular non-specific immunity and survival of common carp (Cyprinus carpio) juveniles. Fish Shellfish Immun., 2007, 22, 477-486.
• Roberfroid M., Gibson G.R., Delzenne N.: The biochemistry of oligofructose, an approach to calculate its caloric value. Nutr. Rev., 1993, 51, 137-146.
• Sangeetha P.T., Ramesh M.N., Prapulla S.G.: Recent trends in the microbial production, analysis and application of fructooligosaccharides. Trends Food Sci. Technol., 2005, 16, 442-457.
• Suzuki A., Mitsuyama K., Koga H., Tomiyasu N., Masuda J., Takaki K., Tsuruta O., Toyonaga A., Sata M.: Bifidogenic growth stimulator for the treatment of active ulcerative colitis: a pilot study. Nutrition, 2006, 22, 76-81.
• Szwengiel A., Czarnecka M., Czarnecki Z.: Levan synthesis during associated action of levansucrase and Candida cacaoi DSM 2226 yeast. Pol. J. Food Nutr. Sci., 2007, 57, 433-440.
• Szwengiel A., Czarnecka M., Roszyk H., Czarnecki Z.: Levan production by Bacillus subtilis DSM 347 strain. EJPAU, 2004, 7, http://www.ejpau.media.pl/volume7/issue2/food/art-12.html.
• Szwengiel A., Gruchała L., Roszyk H., Czarnecka M., Czarnecki Z.: Studium syntezy lewanu, katalizowanej przez lewanosacharazy bakteryjne. Biotechnologia, 2009, 3 (86), 156-173 (w druku).
• Tieking M., Ehrmann M.A., Vogel R.F., Gänzle M.G.: Molecular and functional characterization of levansucrase from the sourdough isolate Lactobacillus sanfranciscensis TMW 1.392. Appl. Microbiol. Biot., 2005, 66, 655-663.
• Van Den Broek L.A.M., Voragen A.G.J.: Bifidobacterium glucoside hydrolases and (potential) prebiotic. Innovative Food Sci. Emerg. Technol., 2008, 9, 401-407.
• Vanloo J., Coussement P., Deleenheer L., Hoebregs H., Smits G.: On the presence of inulin and oligofructose as natural ingredients in the western diet. Crit. Rev. Food Sci. Nutr., 1995, 35, 525- 552.
• Vina I., Bekers K.M.: Stabilization of anti-leukemic enzyme L-asparaginase by immobilization on polysaccharide levan. J. Mol. Catal. B-Enzym., 2001, 11, 551-558.
• Yamamoto Y., Takahashi Y., Kawano M., Iizuka M., Matsumoto T., Sacki S., Yamaguchi H.: In vitro digestibility and fermantability of levan and its hypocholesterolemic effects in rats. J. Nutr. Biochem. 1999, 10, 13-18.
• Yamamoto Y., Takahashi Y., Kawano M., Iizuka M., Matsumoto T., Saeki S., Yamaguchi H.: Hypercholesterolemic effects of levan in rats. In: Nishinari K., (Ed.), Hydrocolloids (Part II). Elsevier Science, The Netherlands 2000, pp. 399-400.
• Yazawa K., Imai K., Tamura Z.: Oligosaccharides and polysaccharides specifically utilizable by bifidobacteria. Chem. Pharm. Bull., 1978, 26, 3306-3311.
• Yoo S.H., Yoon E.J., Cha J., Lee H.G.: Antitumor activity of levan polysaccharides from selected microorganisms. Int. J. Biol. Macromol., 2004, 34, 37-41.
• Yoon E.J., Yoo S.H., Cha J., Lee H.G.: Effect of levan's branching structure on antitumor activity. Int. J. Biol. Macromol., 2004, 34, 191-194.
• Zduńczyk Z.: Odżywcze i zdrowotne właściwości substancji słodzących. W: Sacharydy i substancje słodzące - pod red. A. Rutkowskiego. Drukarnia Wydawnicza "Trans-Druk", Konin 2002, ss. 39-55.