.png/1280px-Levan_(linear).png)
.png/1280px-Levan_(branching).png)
Леван — это встречающийся в природе фруктан , присутствующий во многих растениях и микроорганизмах. [1] Этот полимер состоит из фруктозы , моносахаридного сахара, соединенного 2,6 бета- гликозидными связями . Леван может иметь как разветвленные, так и линейные структуры с относительно низкой молекулярной массой. [2] Разветвленный леван образует очень маленькую сфероподобную структуру [3] с базальными цепями длиной 9 единиц. 2,1-разветвление позволяет метиловым эфирам образовывать и создавать сферическую форму. Концы левана также имеют тенденцию содержать остаток глюкозила. [4] Разветвленный леван имеет тенденцию быть более стабильным, чем линейные полисахариды. [5] Однако количество разветвлений и длина полимеризации имеют тенденцию различаться у разных видов. [4] Самый короткий леван — это 6- кестоза , цепь из двух молекул фруктозы и конечной молекулы глюкозы.
Леван был впервые обнаружен в ходе исследования натто , традиционного японского блюда. [5] Натто был известен как « суперпродукт », который способствовал здоровью и долголетию в Японии в конце 1800-х годов. [5] В 1881 году Эдмунд Оскар фон Липпманн впервые обнаружил «lävulan» (леван) как остаточную камедь от патоки при производстве сахарной свеклы. [6] Позже, в 1901 году, Грейг-Смит придумал название «леван», основываясь на левовращающих свойствах этого вещества в поляризованном свете .
Леван синтезируется в археях , грибах, бактериях и ограниченном количестве видов растений. Фруктаны, такие как леван, синтезируются из сахарозы , дисахарида, содержащего глюкозу и фруктозу. [5] У растений вакуоль — это место, где происходит производство фруктана. Сахароза:сахароза/фруктан 6-фруктозилтрансфераза — это фруктозилтрансфераза в вакуоли, которая создает бета-2,6-связи для образования линейной формы левана. [5] Бактерии также используют фруктозилтрансферазу, известную как левансахараза, для образования левана. [5] Эти ферменты в бактериях образуют 2,1-связи в линейных базальных цепях левана, что позволяет образовываться точкам разветвления. [5] Многие бактерии производят леван снаружи клетки. [5] Это производство может быть чувствительным к температуре, концентрации кислорода, pH и другим факторам. [5] Выработка левана бактериями обычно является признаком роста популяции. [5] Существуют также возможные способы получения путем дробления соевой слизи . [ необходима ссылка ]
Леваны вырабатываются микробами во время колонизации пищевого субстрата. Erwinia amylovora выделяет леван и амиловоран как часть своей биопленки . Вместе они способствуют ее патогенности . [7] В 2016 году Уа-Арак и др. разработали метод закваски с высоким выходом левана (среди других экзополисахаридов ). [8]
Связи бета-2,6 левана позволяют ему растворяться как в воде, так и в масле; однако температура воды изменяет степень растворимости . [9] Леван также нерастворим во многих органических растворителях, таких как метанол, этанол и изопропанол. [4] Разветвленность левана позволяет ему иметь высокую прочность на разрыв и когезионную прочность, в то время как гидроксильные группы способствуют адгезии с другими молекулами. [4] Собственная вязкость n, мера влияния вещества на вязкость раствора, как правило, очень низкая для левана. [4] Это позволяет использовать леван в фармацевтической отрасли.
Многие отрасли, такие как пищевая промышленность , производство напитков, косметика и даже медицина, используют леван в своих продуктах. Одна из причин, по которой леван может использоваться столь универсально, заключается в том, что он соответствует всем нормам безопасности. Леван не вызывает раздражения кожи или глаз , не проявляет никаких аллергических эффектов и не представляет угрозы цитотоксичности . [ 10]
В пищевой промышленности леван используется из-за его пребиотического эффекта, способности снижать уровень холестерина и адгезионных свойств. [4] Он также встречается в небольших количествах в продуктах питания для потребления человеком. [4] Леван также входит во многие молочные продукты в качестве клетчатки или подсластителя. [4] В коммерческих безалкогольных напитках леван также используется в сиропах с высоким содержанием фруктозы. [11] Интересно, что леван вызывает рост и пролиферацию полезных бактерий, что может быть особенно важно в кишечнике, поскольку он вызывает снижение популяции патогенных бактерий. [12]
Леван можно использовать для ухода за волосами и отбеливания кожи . В средствах по уходу за волосами леван действует, образуя пленку, которая создает эффект фиксации волос, используемый в различных гелях и муссах. [5] Леван также используется в качестве отбеливателя кожи, поскольку он был протестирован на ингибирование выработки меланина путем снижения активности фермента тирозиназы , который отвечает за меланогенез . [5]
Леван показал применение для обожженных тканей, противовоспалительных средств и аквакультуры . Объединяя леван в тонкую пленку, он способен активировать фермент, известный как металлопротеиназа, который увеличивает процесс восстановления и заживления. [13] В случае воспаления леван взаимодействует с агрегирующими клетками и влияет на их адгезию к кровеносному сосуду, вызывая снижение накопления. [14] В аквакультуре результаты показали, что диеты с включением левана могут, возможно, вызывать увеличение агрегации вирусов, что позволяет легче удалять их фагоцитами . [15] Сообщалось, что леван , вырабатываемый Pantoea agglomerans ZMR7, снижает жизнеспособность клеток рабдомиосаркомы (RD) и рака молочной железы (MDA) по сравнению с необработанными раковыми клетками. Кроме того, он обладает высокой противопаразитарной активностью против промастиготы Leishmania tropica [16]