Glukan beta (β-glukan) terdiri dari sekelompok polisakarida β-D-glukosa (glukan) yang secara alami terdapat di dinding sel serealia, bakteri, dan fungi, dengan sifat fisikokimia yang sangat berbeda tergantung pada sumbernya. Biasanya, β-glukan membentuk kerangka linier dengan 1–3 ikatan β-glikosidik tetapi bervariasi sehubungan dengan massa molekul, kelarutan, viskositas, struktur percabangan, dan sifat gelasi, yang menyebabkan beragam efek fisiologis pada hewan.

Pada tingkat asupan makanan minimal 3 g per hari, β-glukan serat gandum menurunkan kadar kolesterol LDL dalam darah dan dengan demikian dapat mengurangi risiko penyakit kardiovaskular.^[1] β-glukan adalah gom alami dan digunakan sebagai bahan pembentuk tekstur dalam berbagai produk nutrasetikal dan kosmetik, dan sebagai suplemen serat larut.

Sejarah

Produk sereal dan jamur telah digunakan selama berabad-abad untuk tujuan pengobatan dan kosmetik; namun, peran spesifik β-glukan tidak dieksplorasi hingga abad ke-20. β-glukan pertama kali ditemukan pada lumut kerak, dan tak lama kemudian pada barli. Minat khusus terhadap β-glukan oat muncul setelah efek penurunan kolesterol dari dedak oat dilaporkan pada tahun 1981.^[2]

Pada tahun 1997, FDA menyetujui klaim bahwa asupan setidaknya 3,0 g β-glukan dari oat per hari menurunkan penyerapan kolesterol makanan dan mengurangi risiko penyakit jantung koroner. Klaim kesehatan yang disetujui kemudian diubah untuk memasukkan sumber-sumber β-glukan ini: oat gulung (oatmeal), dedak oat, tepung oat utuh, oatrim (fraksi larut dari dedak oat terhidrolisis amilase alfa atau tepung oat utuh), bijian barli utuh dan serat barli beta. Contoh klaim label yang diizinkan: "Serat larut dari makanan seperti oatmeal, sebagai bagian dari diet rendah lemak jenuh dan kolesterol, dapat mengurangi risiko penyakit jantung. Satu porsi oatmeal mengandung 0,75 gram dari 3,0 g serat larut β-glukan yang dibutuhkan per hari untuk mencapai efek ini." Bahasa klaim tersebut terdapat dalam Federal Register 21 CFR 101.81 Klaim Kesehatan: "Serat larut dari makanan tertentu dan risiko penyakit jantung koroner (PJK)".^[3]

Struktur

Glukan tersusun dalam cincin D-glukosa bersisi enam yang terhubung secara linear pada posisi karbon yang bervariasi tergantung pada sumbernya, meskipun β-glukan umumnya memiliki ikatan glikosidik 1-3 pada rantai utamanya. Meskipun secara teknis β-glukan adalah rantai polisakarida D-glukosa yang dihubungkan oleh ikatan glikosidik tipe-β, berdasarkan konvensi tidak semua polisakarida β-D-glukosa dikategorikan sebagai β-glukan.^[4] Selulosa secara konvensional tidak dianggap sebagai β-glukan, karena tidak larut dan tidak menunjukkan sifat fisikokimia yang sama dengan β-glukan sereal atau khamir lainnya.^[5]

Beberapa molekul β-glukan memiliki rantai samping glukosa bercabang yang melekat pada posisi lain pada rantai D-glukosa utama, yang bercabang dari tulang punggung β-glukan. Selain itu, rantai samping ini dapat melekat pada jenis molekul lain seperti protein, seperti pada polisakarida-K.

Bentuk β-glukan yang paling umum adalah yang terdiri dari unit D-glukosa dengan ikatan β-1,3. β-glukan khamir dan fungi mengandung 1-6 cabang samping; sementara β-glukan sereal mengandung ikatan tulang punggung β-1,3 dan β-1,4; tetapi tidak memiliki percabangan β-1,3. Rumput laut terdiri dari tulang punggung yang utamanya adalah β-1,3-glukan, tetapi dengan beberapa β-1,6-glukan di tulang punggung serta di rantai samping.^[6]

Frekuensi, lokasi, dan panjang rantai samping mungkin berperan dalam imunomodulasi. Perbedaan berat molekul, bentuk, dan struktur β-glukan menentukan perbedaan aktivitas biologisnya.^[7][8]

Secara umum, ikatan β-1,3 dibentuk oleh 1,3-glukan beta sintase, dan ikatan β-1,4 dibentuk oleh selulosa sintase. Proses yang mengarah pada ikatan β-1,6 masih kurang dipahami: meskipun gen-gen penting dalam proses tersebut telah diidentifikasi, belum banyak yang diketahui tentang fungsi masing-masing gen.^[9]

Sttuktur glukan beta berdasarkan sumber

Sumber (contoh)	Tulang punggung	Percabangan	Kelarutan dalam air
Bakteri (kurdlan)		Tidak	Tidak larut[10]
Fungi		Percabangan β-1,6 pendek	Tidak larut[11]
Khamir		Percabangan β-1,6 panjang	Tidak larut[8]
Sereal (glukan beta oat)		Tidak	Larut[7]

Tipe β-glukan

β-glukan membentuk komponen alami dinding sel bakteri, jamur, khamir, dan sereal seperti oat dan barli. Setiap jenis glukan beta memiliki kerangka molekul, tingkat percabangan, dan berat molekul yang berbeda, yang memengaruhi kelarutan dan dampak fisiologisnya. Salah satu sumber β(1,3)D-glukan yang paling umum untuk penggunaan suplemen berasal dari dinding sel khamir roti (Saccharomyces cerevisiae). β-glukan yang ditemukan di dinding sel khamir mengandung kerangka 1,3 glukosa dengan cabang 1,6 glukosa yang memanjang.^[12] Sumber lain termasuk rumput laut^[13] dan berbagai jamur seperti lingzhi, shiitake, Inonotus obliquus, dan maitake, yang masih dalam penelitian awal untuk potensi efek imunnya.^[14]

Serat yang dapat difermentasi

Dalam pola makan, β-glukan merupakan sumber serat larut yang dapat difermentasi (juga disebut dengan serat prebiotik) yang menyediakan substrat bagi mikrobiota di dalam usus besar, meningkatkan jumlah feses dan menghasilkan asam lemak rantai pendek sebagai produk sampingan dengan aktivitas fisiologis yang luas.^[15] Fermentasi ini memengaruhi ekspresi banyak gen di dalam usus besar,^[16] yang selanjutnya memengaruhi fungsi pencernaan dan metabolisme kolesterol dan glukosa, serta sistem kekebalan tubuh dan fungsi sistemik lainnya.^[15][17]

Absorpsi β-glukan

Enterosit memfasilitasi pengangkutan β(1,3)-glukan dan senyawa serupa melalui dinding sel usus ke dalam getah bening, tempat mereka mulai berinteraksi dengan makrofag untuk mengaktifkan fungsi imun.^[19] Studi berlabel radioaktif telah memverifikasi bahwa fragmen β-glukan baik yang kecil maupun besar ditemukan dalam serum, yang menunjukkan bahwa mereka diserap dari saluran usus.^[20] Sel M di dalam bercak Peyer secara fisik mengangkut partikel glukan utuh yang tidak larut ke dalam jaringan limfoid terkait usus.^[21]

Kegunaan medis (1,3)-β-D-glukan

Suatu pengujian untuk mendeteksi keberadaan (1,3)-β-D-glukan dalam darah dipasarkan sebagai cara untuk mengidentifikasi infeksi jamur invasif atau diseminata.^[22][23][24] Tes ini harus ditafsirkan dalam konteks klinis yang lebih luas, karena tes positif tidak memberikan diagnosis, dan tes negatif tidak menyingkirkan infeksi. Positif palsu dapat terjadi karena kontaminan jamur dalam antibiotik kombinasi amoksisilin/asam klavulanat^[25] dan piperasilin/tazobaktam. Positif palsu juga dapat terjadi dengan kontaminasi spesimen klinis dengan bakteri Streptococcus pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, dan Alcaligenes faecalis, yang juga menghasilkan (1→3)β-D-glukan.^[26] Tes ini dapat membantu dalam mendeteksi Aspergillus, Candida, dan Pneumocystis jirovecii.^[27][28][29] Tes ini tidak dapat digunakan untuk mendeteksi Mucor atau Rhizopus, jamur yang bertanggung jawab atas mukormikosis, karena mereka tidak menghasilkan (1,3)-beta-D-glukan.^[30]

Referensi

Pranala luar

• MeSH beta-Glucans