Microbial Β-Glucans: Extraction methods and structural characteristics – a review

Abstract

The growing interest in functional food ingredients and sustainable bioresources has increased the scientific focus on microbial β-glucans. These polysaccharides are recognized for their immunomodulatory, antioxidant, and prebiotic activities, with potential to improve human health and support innovative biotechnological applications. The present review is based on the hypothesis that the structural diversity of β-glucans significantly influences both their bioactivity and their suitability for industrial utilization. The main objective is to analyze the extraction and purification methods applied for recovering β-glucans from microbial sources, highlighting the relationship between molecular structure and functional properties. Classical techniques such as hot water and enzymatic extraction are compared with modern strategies including ultrasound-, microwave-, and supercritical fluid-assisted methods. Findings indicate that extraction efficiency, yield, and purity strongly depend on the method employed, while hybrid approaches enhance both bioactivity preservation and environmental sustainability. Microbial β-glucans show promising applications in food, pharmaceutical, biomedical, and cosmetic sectors, while safety considerations regarding microbial contamination and immunogenicity remain essential. The review concludes that advances in processing technologies, together with standardized characterization, will contribute to optimizing β-glucan production and to expanding their role as multifunctional bio-ingredients.

Interesul tot mai mare pentru ingredientele alimentare funcționale și bioresursele sustenabile a intensificat atenția științifică asupra β-glucanilor microbieni. Acești polizaharide sunt recunoscuți pentru activitățile lor imunomodulatoare, antioxidante și prebiotice, având potențialul de a îmbunătăți sănătatea umană și de a sprijini aplicațiile biotehnologice inovatoare. Prezentul studiu se bazează pe ipoteza că diversitatea structurală a β-glucanilor influențează semnificativ atât bioactivitatea acestora, cât și adecvarea lor pentru utilizare industrială. Principalul obiectiv este analiza metodelor de extracție și purificare aplicate pentru obținerea β-glucanilor din surse microbiene, evidențiind relația dintre structura moleculară și proprietățile funcționale. Tehnicile clasice, precum extracția cu apă fierbinte și extracția enzimatică, sunt comparate cu strategii moderne, care includ metode asistate de ultrasunete, microunde și fluide supercritice. Rezultatele indică faptul că eficiența extracției, randamentul și puritatea depind în mare măsură de metoda utilizată, în timp ce abordările hibride contribuie la păstrarea bioactivității și la creșterea sustenabilității mediului. β-glucanii microbieni prezintă aplicații promițătoare în sectoarele alimentar, farmaceutic, biomedical și cosmetic, însă considerațiile legate de siguranță, precum contaminarea microbiană și imunogenicitatea, rămân esențiale. Lucrarea concluzionează că progresele tehnologice în procesare, combinate cu standardizarea metodelor de caracterizare, vor contribui la optimizarea producției de β-glucani și la extinderea rolului acestora ca bioingrediente multifuncționale.