In English
Julkaisuvuosi: 2011
Tyyppi: Opinnäytetyöt
Tutkimusala: Elintarvikekemia ja koostumus- Elintarvikeanalytiikka Toimiala: Muu
Erilaisia analyysimenetelmiä hyödyntämällä luotettavaa tietoa haaroittuneiden polysakkaridien liuosominaisuuksista (polysakkaridit, liuosominaisuudet, kemiallinen rakenne)
Leena Pitkänen tutki väitöstyössään haaroittuneiden polysakkaridien rakenteen vaikutusta niiden liuosominaisuuksiin hyödyntäen kokoekskluusiokromatografiaa (SEC) sekä poikittaisvirtauskenttävirtausfraktiointia (AsFlFFF). Tämän tutkimuksen tulokset osoittavat, että hyödyntämällä eri analyysimenetelmiä voidaan saada luotettavaa tietoa rakenteellisesti heterogeenisten luonnonpolymeerien liuosominaisuuksista.
Arabinoksylaanit, galaktomannaanit ja dekstraanit ovat joko kasvi- tai mikrobiperäisiä polysakkarideja. Viljoissa esiintyvät arabinoksylaanit muodostavat yhdessä beetaglukaanin kanssa pääasiallisen ravintokuidun lähteen ravinnossa. Galaktomannaania saadaan guar-kasvin paloista ja sitä käytetään yleisesti elintarviketeollisuudessa sakeutusaineena (guarkumi E 412). Dekstraanit ovat puolestaan maitohappobakteerien tuottamia eksopolysakkarideja, joilla on paljon sovelluksia. Elintarviketeollisuudessa dekstraaneja käytetään emulgaattoreina, sakeuttajina ja stabilaattoreina. Näiden jo mainittujen sovellusten lisäksi näitä kaikkia uusiutuvia biopolymeerejä voitaisiin hyödyntää vieläkin tehokkaammin mm. selluloosan ja tärkkelyksen rinnalla, joilla on selkeästi enemmän käyttösovelluksia. Polysakkaridien kemiallinen rakenne ja sekä fysikaaliset ominaisuudet tulee kuitenkin tuntea tarkasti, jotta uusia sovelluksia voidaan kehittää.
Tässä työssä tutkittiin polysakkaridien rakenteen vaikutusta niiden liuosominaisuuksiin laimeissa liuoksissa, jolloin voidaan saada tietoa yksittäisten molekyylien ominaisuuksista, kuten moolimassasta ja koosta. Eri viljoista peräisin olevien arabinoksylaanien, sekä eri maitohappobakteerien tuottamien dekstraanien rakenteet ja moolimassat olivat luontaisesti erilaiset. Lisäksi polysakkaridien rakenteita muokattiin spesifisillä entsyymeillä. Kaikki työssä tutkitut polysakkaridit, arabinoksylaanit, galaktomannaanit ja dekstraanit, muodostivat aggregaatteja vesiliuoksissa rakenteesta ja moolimassasta riippuen. Aggregoituminen havaittiin tekemällä SEC analyysejä eri liuottimissa. Myös viskositeettidetektori osoittautui hyödylliseksi aggregoitumisen osoittamisessa. Polysakkaridien hienorakenne vaikutti aggregoitumisen lisäksi myös liukoisuuteen. Sekä arabinoksylaaneissa että galaktomannaaneissa haarojen vaikutus liukoisuuteen oli samankaltainen. Saostumista tapahtui näytteissä, joissa haarojen määrä oli alhainen ja moolimassa korkea. Arabinoksylaanit ja galaktomannaanit, joissa sekä haarojen määrä että moolimassa oli alhainen, pysyivät liuoksessa, mutta muodostivat aggregaatteja. Dekstraanien liukoisuus heikkeni selkeästi moolimassan ollessa hyvin korkea (> 1 000 000 g/mol) hienorakenteesta huolimatta.
