Fruktany

Fruktany – niskocząsteczkowe, często rozgałęzione polimery D-fruktozy (β-D-fruktofuranozy). Większość fruktanów zawiera cząsteczkę glukozy zlokalizowaną terminalnie, na końcu redukującym. Są rozpuszczalne w wodzie.

Są związkami pochodzenia roślinnego – produkowane są jako materiał zapasowy, oraz mikrobiologicznego – jako egzopolisacharydy. Rzadko występują w liściach (cebula), przede wszystkim magazynowane są w bulwach, kłączach oraz dolnych częściach łodyg. Można je spotkać również w niedojrzałych owocach. Drobnoustroje produkują fruktany w obecności sacharozy w podłożu. Mikrobiologiczny fruktan to lewan, a jego synteza ujawnia się w postaci małych kropelek w pobliżu kolonii.

Występowanie 
Można je zaobserwować u szczepów:
 Bacillus subtilis
 Bacillus cereus
 Azotobacter chroococcum
 Aerobacter levanicum
 przedstawicieli Pseudomonas
 przedstawicieli Enterobacter

Fruktany występują pospolicie w wakuolach roślin należących do rodzin:
 Compositae
 Campanulaceae
 Liliaceae
 Iridiaceae
 Gramineae

Podział fruktanów 
Fruktany różnią się między sobą masą cząsteczkową i budową wewnętrzną, podstawę rozróżnienia stanowi rodzaj wiązań pomiędzy resztami fruktozy. Badania fruktanów izolowanych z liści spichrzowych cebuli (Allium cepa) wykazały, że są one mieszaniną substancji składających się z 3–12 reszt monosacharydowych Najlepiej poznanym fruktanem roślinnym jest inulina, której masa cząsteczkowa wynosi ok. 5 kDa, co odpowiada 30–35 resztom cukrowym. Inulina jest białym proszkiem bez smaku, przypominającym wyglądem zewnętrznym skrobię, nie daje jednak zabarwienia z jodem, rozpuszcza się łatwo w gorącej wodzie, wypadając z roztworu w niskich temperaturach (ta właściwość ułatwia jej otrzymywanie), pod działaniem kwasów lub enzymu – inulinazy zostaje rozłożona całkowicie do fruktozy.

I grupa 
Należą tu związki, w których występuje wiązanie glikozydowe β-2,1:
 inulina
 asparagosan
 asphodelan
 graminan
 iryzyna – w kłączach irysa
 synistryna
 tritican
 kritesan
 1- kestoza – zbudowana z 2 cz. fruktozy, 1 glukozy
 nystoza – zbudowana z 3 cz. fruktozy, 1 cz glukozy
 fruktofuranosylonystoza – zbudowana z 4 cz. fruktozy, 1 cz glukozy

II grupa 
Wiązanie między fruktozami to β-2,6 glikozydowe. Fruktany tej grupy to przede wszystkim polimery występujące w roślinach z rodziny Gramineae oraz lewany produkowane przez bakterie. Paciorkowce odpowiedzialne za próchnicę zębów – Streptococcus salivarius oraz Streptococcus mutans produkują zewnątrzkomórkowy enzym, który przekształca sacharozę w lewan, który następnie przyczepia się do powierzchni zębów. Na nim właśnie gromadzą się kwaśne produkty fermentacji mlekowej i tworzy się płytka nazębna. Niektóre szczepy wykorzystują produkowany lewan, gdy w podłożu braknie sacharozy.
 phlean
 poan
 pyrosan
 sekalina – w życie
 fruktany mikrobiologiczne grupy lewanów – trycytyna

Zastosowanie 
Fruktany są związkami, które wywierają korzystny wpływ na zdrowie człowieka – są prebiotykami – nie są trawione ani wchłaniane w przewodzie pokarmowym gospodarza, organizm człowieka nie posiada enzymów hydrolizujących wiązanie β-2-1 glikozydowe, natomiast ulegają selektywnej fermentacji bakteryjnej w jelicie grubym, stymulując wzrost pałeczek kwasu mlekowego – Lactobacillus oraz Bifidobacterium. Mechanizm działania jest związany z selektywną fermentacją fruktanów przez bifidobakterie, które syntetyzują enzym rozkładający wiązania β-1,2 glikozydowe – beta fruktozydazę.
Wynikiem procesu rozkładu fruktanów jest zmiana składu mikroflory bakteryjnej jelit, polegająca na zahamowaniu wzrostu bakterii patogennych. Wzrost "złych bakterii" jest hamowany przez bakterie probiotyczne, które poprzez produkcję krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych obniżają pH środowiska i w ten sposób tworzą niekorzystne środowisko dla rozwoju patogenów tj: Escherichia coli, Salmonella, Shigella, Clostridium. Produkowane z fruktanów w jelicie krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe to przede wszystkim:
 kwas octowy
 kwas propionowy
 kwas mlekowy
 kwas masłowy
Kwasy te wpływaja na metabolizm ogólnoustrojowy:
 odżywiają komórki jelit
 obniżają pH treści
 zwiększają wysokość kosmków jelitowych
 zwiększają liczbę komórek nabłonkowych przypadających na poszczególne kosmki
 powodują spadek przepuszczalności kolonocytów dla bakterii patogennych
Fruktany w organizmie gospodarza:
 obniżają poziom trójglicerydów i cholesterolu we krwi poprzez hamowanie syntezy lipidów w wątrobie
 podwyższają przyswajalność Ca, Mg, Zn, Fe
 zmniejszają ryzyko nowotworów jelita grubego
 wpływają na zwiększenie zawartości witamin z grupy B
 wzmagają perystaltykę jelit
 wzmacniają system odpornościowy
W celu uzyskania efektu prebiotycznego dzienna dawka fruktanów wynosi 4–10 g/dobę/osobę.

Bibliografia 
 Flaschentrager B, 1951. Physiologische Chemie vol I. Berlin, Springer Verlag. 623
 Florkin M., Stotz E. H. 1963. Comprehensive biochemistry. Vol V, Carbohydrates. Londyn, Elsevier Publishing Company. 365
 Long C. 1961. Biochemists Handbook. Nowy Jork, E & F. N. SPON Ltd. 239.
 Schlegel H. G. 1996. Mikrobiologia ogólna. Warszawa, PWN. 513
 Davies D. D., Giovanelli J., ap Rees T., 1969, Biochemia roślin. PWRiL, Warszawa, 145–146

Przypisy 

Polisacharydy
Prebiotyki