Fungal cell wall polysaccharides: purification and characterization / Polissacarídeos de parede celular fúngica: purificação e caracterização

The cell wall is a rigid structure essential for the survival of fungi. A knowledge of its composition is therefore useful for the development of novel anti-fungal drugs. In this context, polysaccharides as main components of the fungal cell wall have been the subject of intense scientific study over the years. The information gained from the knowledge of the structure of these macrobiomolecules could therefore be valuable in elucidating the mechanisms of their biosynthesis in the cell walls of pathogenic fungi infecting plants and animals alike. Determination of the chemical structures of these polysaccharides (endo) is preceded by their extraction and purification. The extractions, generally lead to neutral and/ or alkaline soluble biopolymers in groups according to their solubilities. Mixtures of polysaccharides in these extracts can then be purified by a combination of chemical and chromatographic methods. Following purification, the polysaccharides, considered homogeneous, can be characterized structurally using conventional techniques of carbohydrate chemistry, such as hydrolysis, methylation analysis, and FT-IR, 13C- and 1H- NMR spectroscopy. This review surveys the main scientific literature that characterizes polysaccharides constituting the fungal cell wall.

A parede celular é uma estrutura rígida, essencial para a sobrevivência dos fungos, e o conhecimento de sua composição poderá ser útil para o desenvolvimento de novas drogas antifúngicas. Neste contexto, os polissacarídeos estão entre os seus principais componentes que têm sido alvos de intensa investigação científica. As informações, provenientes do conhecimento da estrutura dessas macromoléculas, poderão ser valiosas para o entendimento dos mecanismos de síntese da parede celular de fungos causadores de patologias, tanto em plantas quanto em animais. A determinação da estrutura química de um endopolissacarídeo deve ser precedida por experimentos de extração e purificação. As extrações, geralmente conduzidas em soluções aquosas neutras e/ou alcalinas, separaram as biomoléculas em grupos, de acordo com suas solubilidades. Os extratos, contendo mistura de polissacarídeos, podem ser purificados pela combinação de métodos químicos e cromatográficos. Após purificação, os polissacarídeos considerados homogêneos são caracterizados estruturalmente com as técnicas convencionais em química de carboidratos tais como hidrólise, metilação, FT-IR e RMN-13C e 1H. Esta revisão tem como proposta efetuar um levantamento das principais investigações científicas conduzidas com o objetivo de caracterizar polissacarídeos da parede celular fúngi

Production, properties and applications of oligosaccharides / Produção, propriedades e aplicações de oligossacarídeos

Oligosaccharides participate in the formation of dietary fiber and are mainly used as prebiotic agents. This review presents ways of obtaining these sugars, which can be produced by synthesis (chemical or enzymatic), or through depolymerization of polysaccharides (physical, chemical or enzymatic). Oligosaccharides have also been used commercially as an ingredient in cosmetics, pharmaceuticals, agricultural products and especially in the food industry because of their physical properties.  The potential applications of oligosaccharides in several areas such as food, animal feed, pharmaceuticals and cosmetics have contributed to the increase in scientific research on these carbohydrates. The use of oligosaccharides as immuno-modulatory agents and biological response modifiers has been recently described, and their effects as anti-inflammatory and in reducing cholesterol. An overview of the various nutraceutical and biological functions of these carbohydrates in order to benefit human health is also reported.

Os oligossacarídeos participam da constituição da fibra alimentar e são principalmente utilizados como prebióticos. Esta revisão apresenta as vias de obtenção destes açúcares, os quais podem ser produzidos por síntese (química ou enzimática) ou da despolimerização de polissacarídeos (física, química ou enzimática), como descrito na presente revisão. Os oligossacarídeos vêm sendo utilizados comercialmente como ingredientes de cosméticos, medicamentos, produtos agrícolas e principalmente na indústria alimentícia. O potencial de aplicações dos oligossacarídeos nessas áreas nas mais diversas áreas tais como alimentos, rações animais, fármacos e cosméticos tem contribuído para o aumento das investigações científicas. O uso de oligossacarídeos como agentes imunomoduladores e modificadores de respostas biológicas foi recentemente descrito, assim como seus efeitos como compostos antiinflamatórios e hipocolesterolêmicos. Uma visão geral sobre as diversas funções nutracêuticas e biológicas destes oligômeros de carboidratos visando benefícios para a saúde humana também foi reportada. 

Beta-glucana from Saccharomyces cerevisiae: constitution, bioactivity and obtaining / Beta-glucana de Saccharomyces cerevisiae: constituição, bioatividade e obtenção

b-glucans are polysaccharides that constitute the structure of the cell wall of yeast, fungi and some cereals, which differs each other by the linkages between glucose units. An important source of these polymers is the Saccharomyces cerevisiae cell wall, which is a yeast widely used in industrial processes of fermentation. The b-glucan is considered to be a modifier of biological response due to its immunomodulator potential. When it is recognized by specific cellular receptors, have the ability to enhance the host’s immune response. Other beneficial effects such as anticarcinogenic, antimutagenic, hypocholesterolemic and blood sugar reduction have also been related to the b-glucan. The aim of this literature review was expand scientific knowledge about the constitution and bioactivity of b-glucan, including its recognition by the immune system, as well as its obtaining from S. cerevisiae cell wall.

b-glucanas são polissacarídeos constituintes estruturais da parede celular de leveduras, fungos e alguns cereais, que se diferenciam pelo tipo de ligação presente entre as unidades de glicose. Uma importante fonte destes polissacarídeos é a parede celular de Saccharomyces cerevisiae, uma levedura amplamente empregada em processos industriais de fermentação. A b-glucana é considerada um modificador da resposta biológica devido ao seu potencial imunomodulador, pois ao ser reconhecida por receptores celulares específicos tem habilidade de realçar a resposta imune do hospedeiro. Outros efeitos benéficos como anticarcinogênico, antimutagênico, hipocolesterolêmico e hipoglicêmico também têm sido relacionados à b-glucana Esta revisão de literatura teve por objetivo agregar conhecimentos científicos sobre a constituição e bioatividade da b glucana, incluindo seu reconhecimento pelo sistema imune, bem como, a obtenção a partir da parede celular de S. cerevisiae.

Fermentative production of exocellular polysaccharides by bacteria / Produção fermentativa de polissacarídeos extracelulares por bactérias

Exopolysaccharides, biopolymers or hydrosolubles gums, are produced by a great variety of microorganisms and possess physical, structural and chemical properties quite homogeneous, in relation to derived from algae and plants. The production is relatively independent on climatic conditions, faster obtaining of the finished product and need small space. Biopolymers have been studied thoroughly in the last years. Due to wide diversity in structure and physical properties, the microbial polysaccharides possess a lot of applications in food, pharmaceutical, oil, cosmetics, textile, inks and agricultural products among others industries. Some of those applications, include uses as emulsifying, stabilizing, binding, jellifying, clotting, lubricants, film coated, thickening and suspender agents. The parameters that have most influenced the process of exopolysaccharides biosyntheses have been the microorganism, the culture medium composition, pH and temperature of incubation. The exopolysaccharide production can be developed by species of Gram-negative and Gram-positive bacteria, some microalgae and many moulds. This work discusses the influence of these parameters during the production process and exopolysaccharides biosyntheses by bacteria.

Os exopolissacarídeos, chamados de biopolímeros ou gomas hidrossolúveis, são produzidos por uma grande variedade de microrganismos e possuem propriedades físicas, estruturais e químicas bastante homogêneas, em relação aos derivados de algas e plantas. A produção é independente de condições climáticas, maior rapidez na obtenção do produto acabado e o espaço necessário é relativamente pequeno; esses biopolímeros, têm sido amplamente estudados nos últimos anos. Devido a ampla diversidade em estrutura e propriedades físicas, os polissacarídeos microbianos possuem muitas aplicações em industrias de alimentos, farmacêutica, petrolífera, cosmética, têxtil, de tintas, produtos agrícolas entre outras. Algumas dessas aplicações, dependendo de sua estrutura química, incluem seu uso como emulsificantes, estabilizantes, ligantes, agentes gelificantes, coagulantes, lubrificantes, formadores de filme, espessantes e agentes suspensores. Os parâmetros que mais influenciam o processo de biossíntese de exopolissacarídeos são o microrganismo produtor, a composição do meio de cultivo, o pH e a temperatura de incubação. A produção de exopolissacarídeos pode ser realizada com espécies de bactérias Gram-negativas e Gram-positivas, algumas microalgas e muitos fungos. Este trabalho discute a influência destes parâmetros durante o processo de produção e

Curdlan: an important microbial hydrocolloid / Goma curdlana: um importante hidrocolóide microbiano

The use of gums in the food industry is mainly based in its functional properties, which are related to the capacity to prevent or delay a series of physicals phenomenon, having an important role in the stability of many industrialized food. The use of these in the several food productions is indispensable, because they contribute to thickening, gelling, stabilization, suspension, film formation and gums can act as auxiliary agents of processing. Therefore, our objective was evaluated the chemistries physical properties, as well as, the areas of application of the microbial hydrocolloid, curdlan.

O uso das gomas na indústria de alimentos baseia-se principalmente no aproveitamento de suas propriedades funcionais, que estão relacionadas à capacidade de prevenir ou retardar uma série de fenômenos físicos, desempenhando papel importante na estabilidade de muitos alimentos industrializados. É indispensável o uso destas na produção de diversos produtos alimentícios, pois contribuem para o espessamento, gelificação, estabilização, suspensão, formação de filme e podem atuar como agentes auxiliares de processamento. Desta forma, o presente trabalho buscou avaliar as propriedades físico-químicas, bem como, as áreas de aplicação da goma curdlana que é um hidrocolóide de origem microbiana.