Oligosakarida: Definisi, Penggunaan, dan Komposisi Molekul Ini dalam Susu Manusia

Oligosakarida: Definisi, Penggunaan, dan Komposisi Molekul Ini dalam Susu Manusia

Mereka adalah molekul yang terdiri dari penyatuan 2 hingga 10 monosakarida siklik.

Oligosakarida adalah karbohidrat. Polimer terdiri dari tiga sampai sepuluh monosakarida atau gula sederhana. Mereka dihubungkan satu sama lain terutama oleh ikatan O-glikosidik melalui reaksi kondensasi antara satu karbon anomerik dari satu monosakarida dan yang lainnya.

Mereka juga dapat membentuk ikatan N-glikosidik di bawah atmosfer tertentu.

Jumlah minimum komponen pereduksi gula adalah satu molekul lebih sedikit dari jumlah total gula sederhana.

Gula reduksi dapat dicirikan dari gugus hidroksil (gugus -OH) pada karbon anomernya.

Penggunaan oligosakarida

Jumlah molekul oligosakarida dapat membentuk polisakarida melalui ikatan rangkap antara karbon anomerik pada ujung satu molekul dan gugus hidroksil pada molekul oligosakarida lainnya.

Melalui satu link di O-glikosidik dan hubungan N-glikosidik, oligosakarida dapat bereaksi dengan lipid dan bentuk lipopolisakarida atau sacarolípidos.

Oligosakarida terkait-N juga dapat bereaksi dengan rantai samping residu asam amino, khususnya Asparagin dari suatu protein, untuk membentuk Glikoprotein. Glikoprotein tidak terbentuk di bagian acak dari protein.

Glikoprotein umumnya terbentuk pada residu yang memiliki urutan Asn-X-Ser atau Asn-X-Thr. Namun, tidak semua residu ini akan mengikat molekul gula.

Biasanya mereka terkait karena ikatan nitrogen atau oksigen ke asam amino yang kompatibel. Oligosakarida diketahui ditemukan dalam glikolipid dan glikoprotein.

Beberapa di antaranya ditemukan dari penguraian pati dan selulosa, mereka disebut selodekstrin dan maltodekstrin.

Penandaan kimia merupakan salah satu fungsi oligosakarida, hal ini dikarenakan oligosakarida memiliki banyak variasi dan memungkinkan adanya kesamaan.

Misalnya, golongan darah ditandai dengan oligosakarida. Golongan darah ‘A’ memiliki oligosakarida, golongan darah ‘B’ juga memiliki oligosakarida. Kedua penanda oligosakarida hadir dalam golongan darah ‘AB’, sedangkan ‘O’ tidak memiliki keduanya.

Alasan mengapa darah harus diketik sebelum transfusi adalah karena oligosakarida dalam darah ini cukup berbeda untuk diserang oleh sistem kekebalan tubuh.

Oligosakarida dapat diidentifikasi sebagai antigen yang dideteksi oleh sistem kekebalan dengan darah yang tidak kompatibel sebagai patogen asing.

Jika transfusi terjadi dengan golongan darah yang tidak sesuai, pembekuan dan penyakit utama pada akhirnya akan terjadi yang menyebabkan kematian.

Namun, golongan darah AB mengandung semua kemungkinan kombinasi oligosakarida (A atau B) dan karena golongan darah O tidak memiliki penanda yang melekat, pengangkut darah tipe AB umumnya disebut akseptor universal.

Sedangkan pembawa darah tipe O hanya dapat menerima transfusi darah dari pendonor darah tipe O lain yang tidak mengandung oligosakarida yang ada dalam sel darah merah.

Galaktooligosakarida

Galactooligosaccharides disintesis melalui konversi enzimatik laktosa. Ini terdiri dari unit rantai kelompok galaktosa melalui reaksi transgalaktosilasi berturut-turut, yang derajat polimerisasinya bervariasi dari 2 hingga 8 unit monomer.

Kelas prebiotik baru ini diketahui memainkan peran penting dalam meningkatkan kesehatan usus dengan mempertahankan mikrobiota usus yang seimbang dan bermanfaat. Saat ini, banyak perusahaan susu formula memiliki galaktooligosakarida dalam susu formula mereka.

Oligosakarida susu manusia

Oligosakarida dalam ASI adalah glukan kompleks yang dapat ditemukan dalam ASI.

Salah satu faktor terpenting dalam makanan bayi adalah ASI, yang termasuk dalam salah satu kelompok oligosakarida paling kompleks yang dikenal sebagai oligosakarida susu manusia (human milk oligosaccharides/HMO).

Mereka ditemukan dalam tiga, empat, lima atau bahkan enam gula rantai. Sebagai contoh, beberapa HMO termasuk raffinose, 2′-fucosyl-lactose, 3′-fucosyl-lactose, 3′-sialyl-lactose, 6′-sialyl-lactose, dan Lacto-N-tetraose.

HMO ini berbeda dalam ukuran, struktur, dan hubungan spesifik. Ada lebih dari 150 struktur berbeda dari Oligosakarida Susu Manusia yang telah diidentifikasi sejauh ini. Juga, HMO ini berbeda dalam struktur, keasaman, dan fungsi.

Tulang punggung Oligosakarida Susu Manusia adalah laktosa disakarida, yang dibentuk oleh ikatan antara gula galaktosa dan glukosa.

Struktur akhir HMO tergantung pada apakah rantai utama, laktosa, difukosilasi atau sial, dalam konfigurasi beta atau alfa, atau pada karbon yang berbeda.

Misalnya, 2′-fucosyl-lactose memiliki gugus fucose pada posisi alfa-1-3 dari glukosa monosakarida laktosa. Menjadi sialilasi berarti penambahan gugus asam sialat dan pembentukan HMO asam.

pelatihan HMO

Ketika protein alfa-laktalbumin, juga dikenal sebagai LALBA, hadir, enzim beta-1,4-galaktosiltransferase mengubah fungsinya, sehingga menghubungkan galaktosa dengan gula glukosa, yang membentuk laktosa.

Oligosakarida dalam ASI terbentuk dari gula laktosa, tetapi mekanisme pasti untuk transformasi ini masih belum diketahui. HMO diproduksi hanya ketika seorang wanita menyusui dan terbentuk di kelenjar susu.

Investigasi HMO

Kolostrum, yang merupakan cairan yang disekresikan oleh payudara wanita selama sekitar beberapa hari dalam persalinan, diketahui mengandung jumlah HMO tertinggi, yang bervariasi pada setiap individu, tetapi turun dalam kisaran 20-30 g per liter. Kolostrum mengandung lebih banyak asam HMO dibandingkan dengan yang lain.

ASI matang mengandung secara signifikan kurang dari sekitar 10 g per liter.

Oleh karena itu, bayi baru lahir prematur diberi ASI yang mengandung jumlah HMO yang lebih tinggi daripada bayi yang lahir setelah usia kehamilan 37 minggu, karena ASI belum sempat matang.

Meskipun banyak profesional medis percaya bahwa ASI adalah alternatif yang lebih sehat untuk memberi makan bayi baru lahir dari ibu HIV-positif daripada susu formula, temuan terbaru menimbulkan masalah.

Penelitian menunjukkan bahwa adanya gula spesifik, 3′-sialylactose, dalam ASI meningkatkan risiko bayi HIV-negatif terinfeksi HIV dari ibunya yang HIV-positif.

Namun, dari sekitar 150 HMO yang berbeda, 3′-sialylactose adalah satu-satunya yang memiliki dampak negatif pada bayi, sementara lima lainnya memiliki efek positif.

Bayi baru lahir yang diberi ASI yang mengandung lima gula ini hidup lebih lama daripada mereka yang minum ASI yang tidak mengandung gula.

Dengan penelitian lebih lanjut tentang efek HMO pada bayi, hasilnya dapat diterapkan pada penelitian susu formula.

Karena susu formula hanya mengandung konsentrasi kecil oligosakarida kompleks, tidak seperti HMO, penelitian dapat dilakukan untuk menentukan apakah HMO yang bermanfaat dapat ditambahkan dengan aman ke dalam susu formula dan memiliki efek positif yang sama pada bayi baru lahir.

Selain itu, wanita yang memproduksi ASI yang mengandung 3′-sialylactose tingkat tinggi dapat memilih untuk memberi susu formula kepada bayi mereka yang baru lahir, daripada ASI. Secara umum, ASI adalah pilihan paling bermanfaat untuk memberi makan bayi baru lahir, lebih dari susu formula.

Studi dengan jelas menunjukkan bahwa HMO mengurangi kemungkinan patogen menyerang saluran pernapasan, urogenital, dan gastrointestinal bayi baru lahir.

Studi dapat dilakukan untuk menentukan apakah HMO yang bermanfaat dapat ditambahkan dengan aman ke susu formula dan memiliki efek positif yang sama pada bayi baru lahir.

Secara umum, ASI adalah pilihan paling bermanfaat untuk memberi makan bayi baru lahir, lebih dari susu formula. Studi dengan jelas menunjukkan bahwa HMO mengurangi kemungkinan patogen menyerang saluran pernapasan, urogenital, dan gastrointestinal bayi baru lahir.

Ekstraksi HMO

HMO dapat berhasil diisolasi dari ASI.

  1. Pertama, susu harus dipasteurisasi untuk membunuh bakteri.
  2. Susu kemudian mengalami sentrifugasi untuk memisahkan lipid dari fase air.
  3. Selanjutnya, protein dapat dibentuk menjadi butiran dan kemudian dihilangkan.
  4. Terakhir, gula tertinggal dan dapat dipisahkan dengan kromatografi permeasi gel, yang memisahkan gula menurut massanya.