Kauran beetaglukaanin muokkaaminen geelien ja kalvojen tuottamiseen
Kivinen, Alexandra (2011)
Kivinen, Alexandra
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2011
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201104164400
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201104164400
Tiivistelmä
Insinöörityön tarkoituksena oli tutustua kauran kuidun, beetaglukaanin, geeliytymiseen pilkkoutumisen yhteydessä ja luoda rutiininomainen geelienvalmistusmenetelmä laboratorioon. Pilkkomisen tarkoituksena oli saada beetaglukaanin molekyylipaino laskemaan geeliytymisen helpottomiseksi.
Työssä tutkittiin, saadaanko kauran beetaglukaanista muodostumaan geelejä, kun sen molekyylirakennetta pilkotaan erilaisin menetelmin. Pilkkomismenetelmissä keskityttiin erityisesti hapetusmenetelmiin. Käytettyjä hapettimia olivat askorbiinihapppo, vetyperoksidi ja 2,2,6,6-tetrametyyli-1-piperidiinioksoammoniumioni. Lisäksi kauran beetaglukaania pilkottiin korkeapainehomogenisaattorilla. Pilkkomismenetelmiä vertailtiin suolahapolla pilkkomiseen, sillä happohydrolysoitujen beetaglukaanien tiedettiin entuudestaan geeliytyvän.
Toisena tutkimuskohteena olivat biopolymeereistä valmistetut kalvot. Kalvoja valmistettiin aiemmissa kokeissa pilkkomiskäsitellystä kauran beetaglukaanista. Koska beetaglukaanin korkeapainehomogenointi vaikutti lupaavalta menetelmältä, päätettiin kalvoja valmistaa lisäksi vehnän ja ohran korkeapainehomogenisaattorilla pilkotusta tärkkelyksestä.
Insinöörityössä saatiin onnistuneita geelejä aikaan happohydrolysoidulla ja homogenoidulla kauran beetaglukaanilla. Muulla tavoin pilkottuja näytteitä ei saatu onnistuneesti geeliytymään. Vahvin geeli happohydrolysoinnin osalta saavutettiin geeliyttämällä beetaglukaania 7 %:n liuosvahvuudella 7 päivää. Homogenointikäsittely tuotti onnistuneita geelejä samalla beetaglukaanipitoisuudella ja geeliytymisajalla kuin happohydrolysoidut näytteet. Tällöin beetaglukaaniuutetta oli homogenoitu 1000 baarin paineessa 5 minuuttia.
Kalvokokeissa saatiin tuotettua homogenoimalla käsitellyistä näytteistä läpinäkyviä kirkkaita kalvoja, jotka olivat rakenteeltaan melko voimakkaita ja näin ollen potentiaalisia biohajoavia kalvoja erilaisiin sovelluksiin. Myös askorbiinihapolla ja vetyperoksidilla käsitellyistä kalvoista saatiin onnistuneita mittaustuloksia.
Työssä tutkittiin, saadaanko kauran beetaglukaanista muodostumaan geelejä, kun sen molekyylirakennetta pilkotaan erilaisin menetelmin. Pilkkomismenetelmissä keskityttiin erityisesti hapetusmenetelmiin. Käytettyjä hapettimia olivat askorbiinihapppo, vetyperoksidi ja 2,2,6,6-tetrametyyli-1-piperidiinioksoammoniumioni. Lisäksi kauran beetaglukaania pilkottiin korkeapainehomogenisaattorilla. Pilkkomismenetelmiä vertailtiin suolahapolla pilkkomiseen, sillä happohydrolysoitujen beetaglukaanien tiedettiin entuudestaan geeliytyvän.
Toisena tutkimuskohteena olivat biopolymeereistä valmistetut kalvot. Kalvoja valmistettiin aiemmissa kokeissa pilkkomiskäsitellystä kauran beetaglukaanista. Koska beetaglukaanin korkeapainehomogenointi vaikutti lupaavalta menetelmältä, päätettiin kalvoja valmistaa lisäksi vehnän ja ohran korkeapainehomogenisaattorilla pilkotusta tärkkelyksestä.
Insinöörityössä saatiin onnistuneita geelejä aikaan happohydrolysoidulla ja homogenoidulla kauran beetaglukaanilla. Muulla tavoin pilkottuja näytteitä ei saatu onnistuneesti geeliytymään. Vahvin geeli happohydrolysoinnin osalta saavutettiin geeliyttämällä beetaglukaania 7 %:n liuosvahvuudella 7 päivää. Homogenointikäsittely tuotti onnistuneita geelejä samalla beetaglukaanipitoisuudella ja geeliytymisajalla kuin happohydrolysoidut näytteet. Tällöin beetaglukaaniuutetta oli homogenoitu 1000 baarin paineessa 5 minuuttia.
Kalvokokeissa saatiin tuotettua homogenoimalla käsitellyistä näytteistä läpinäkyviä kirkkaita kalvoja, jotka olivat rakenteeltaan melko voimakkaita ja näin ollen potentiaalisia biohajoavia kalvoja erilaisiin sovelluksiin. Myös askorbiinihapolla ja vetyperoksidilla käsitellyistä kalvoista saatiin onnistuneita mittaustuloksia.