Tanniini–kuitu-vuorovaikutukset nestekromatografisin menetelmin

Abstract

Ehjässä ja hyväkuntoisessa kasvisolussa tanniinit ovat varastoituneena vakuoleihin, joista ne vapautuvat solulimaan, mikäli kasvisolua prosessoidaan. Tällöin tanniinit pääsevät vuorovaikuttamaan ympäröivien komponenttien, kuten makromolekyylien, kanssa. Tanniinit tutkitusti vuorovaikuttavat proteiinien ja lipidien kanssa, mutta tanniinien vuorovaikutusta polysakkaridien kanssa on tutkittu verrattain vähän.

Tässä tutkimuksessa oli tavoitteena luoda menettelytapa, jolla saadaan aikaan ja jolla voidaan mallintaa toistuvaa ja toistettavaa sitoutumista tanniinien ja polysakkaridien välillä. Malliaineena tutkimuksessa käytettiin kaupallisesti saatavilla olleita selluloosia sekä itse eristettyä bakteeriselluloosaa. Tutkimuksen periaatteena oli, että tanniinin sitoutuminen selluloosaan laskee liuoksen antamaa absorbanssia, kun vapaan tanniinin määrä liuoksessa vähenee. Liuoksen tanniinipitoisuutta mitattiin nestekromatografisin menetelmin sekä ajan funktiona että eri tanniini/selluloosa-moolisuhteissa. Mallitanniineina käytettiin kymmentä, rakenteellisesti toisistaan poikkeavia hydrolysoituvia tanniineja.

Kehitetyllä menetelmällä saatiin tuloksia, jotka osoittivat tanniinien ja selluloosan vuorovaikuttavan keskenään ja että tämä sitoutuminen on toistuvaa ja toistettavaa. Tuloksista huomattiin, että tanniinit vuorovaikuttavat selluloosan kanssa, mikä vähentää liuoksen tanniinipitoisuutta. Tanniinin rakenteella huomattiin olevan merkitystä syntyneen vuorovaikutuksen voimakkuuteen. Merkittävimmät rakenteelliset tekijät olivat molekyylirakenteen joustavuus ja vapaiden galloyyliryhmien määrä. Mittauksista huomattiin, että tanniinin ja selluloosan välisellä moolisuhteella oli suuri merkitys; tanniinin sitoutuminen selluloosaan oli sitä voimakkaampaa, mitä pienempi moolisuhde oli. Tanniinit sitoutuivat siis voimakkaammin, kun niitä oli vähemmän suhteessa selluloosaan.

In a healthy plant cell, tannins are located in vacuoles and therefore they rarely come in contact with other plant cell components. If the plant cell is processed, tannins are released into the cytoplasm and can interact with the surrounding cell components such as macromolecules. The interactions of tannins with proteins and lipids have been studied in detail before, but tannin-polysaccharide interactions have been studied relatively little.

The main aim of this study was to create a method to study the binding between tannins and polysaccharides and to investigate the structural features of tannins affecting these interactions. Commercially available cellulose and self-isolated bacterial cellulose were used as model polysaccharides in this study. The principle of the study was that the binding of tannin to cellulose decreases the absorbance given by the solution when the amount of free tannin in the solution decreases. The tannin content of the solution was measured by liquid chromatographic methods both as a function of time and in different tannin/cellulose molar ratios. Ten structurally different hydrolyzable tannins were used as model tannins.

The developed method obtained results that show that tannins and cellulose interact with each other and that this binding is repeated and reproducible. The results show that tannins interact with cellulose, which reduces the tannin content of the solution. The structure of the tannin is important for the strength of the resulting interaction. The most important structural features are the flexibility of the molecular structure and the number of free galloyl groups. The measurements show that the molar ratio between tannin and cellulose is very important; binding of tannin to cellulose is stronger when the molar ratio is lower. That means that tannins bind more strongly when there are fewer of them in relation to cellulose.