Tanniinien ja proteiinien muodostamien kompleksien pysyvyys ja hyödyllisyys märehtijän hyvinvoinnille

Abstract

Tanniinit ovat kasvien tuottamia erikoistuneita metaboliitteja, joita löytyy runsaasti puuja ruohovartisista kasveista sekä ruskolevistä. Tanniinit eroavat toimintamekanismeillaan primäärimetaboliiteista, sillä ne eivät osallistu lähes ollenkaan kasvin solutoiminnan kasvuun tai ylläpitoon vaan niiden ajatellaan toimivan pääasiallisesti kasvien puolustusyhdisteinä. Puolustusyhdisteinä tanniinit tekevät kasvimateriaalista vaikeammin sulatettavaa eli huonompia ravinnonlähteitä, minkä johdosta kasvinsyöjät välttelevät runsaasti tanniineja sisältäviä kasveja. Tämän ominaisuuden lisäksi tanniineilla on myös kasvinsyöjille hyödyllisiä toimintoja, kuten suuri proteiiniaffiniteetti ja antioksidanttiaktiivisuus sekä kyky toimia mahdollisina antimikrobiaaleina. Tanniinitutkimuksen kannalta yksi mielenkiintoinen kasvinsyöjien ryhmistä on märehtijät, joita kasvatetaan ympäri maailman maidon, lihan ja villan tuotannon vuoksi. Märehtijöiden terveys on ensiarvoista paitsi eläimen hyvinvoinnin parantamiseksi niin myös kyseisten hyödykkeiden tuotannon optimoimiseksi. Märehtijöiden terveyttä ja tuotantoa yleisesti haittaavia vaivoja ovat pötsiturvotus, ravinnon proteiinien hävikki pötsifermentaatiossa ja suoliston loiset. Tanniinipitoisen rehun on osoitettu vähentävän näitä ongelmia ja sen ajatellaan yleisesti olevan seurausta tanniinien proteiininsitoutumiskyvystä. Tämän tutkielman kirjallisessa osassa käydään läpi tanniini–proteiini - vuorovaikutusten yleisimmät tyypit, vuorovaikutukseen vaikuttavia reaktio-olosuhteita, miten muodostuneet kompleksit ja tanniinit ovat hyödyllisiä märehtijöille sekä kuinka pysyviä kompleksit ovat. Kokeellisessa osassa kehitettiin menetelmä hydrolysoituvien tanniinien ja naudan seerumin albumiini -proteiinin muodostamien liukenemattomien kompleksien pysyvyyden määritykseen pH:n funktiona. Uuden menetelmän avulla pystyttiin määrittämään, kuinka paljon liukenemattoman kompleksin määrä vähenee pH:n funktiona sekä kuinka paljon tanniinia ja proteiinia on osallistuneena liukenemattomaan kompleksiin eri pH-olosuhteissa. Menetelmän avulla määritettiin kahdenkymmenen hydrolysoituvan tanniinin ja naudan seerumin albumiinin muodostamien kompleksien pysyvyys märehtijän suoliston kannalta oleellisissa pH-olosuhteissa. Tulosten avulla löydettiin uutta tietoa hydrolysoituvien tanniinien ja proteiinien muodostamien liukenemattomien kompleksien koostumuksesta eli kompleksien sisältämästä tanniini–proteiini -suhteesta sekä tanniinien rakenteen vaikutuksesta kompleksien pysyvyyteen. Hyvin pienten rakenteellisten erojen havaittiin vaikuttavan merkittävästi tanniini–proteiini -suhteen suuruuteen komplekseissa sekä kompleksien pysyvyyteen eri pH-olosuhteissa.