Hopp til innhald

  1. Home
  2. NaturfagChevronRight
  3. BioteknologiChevronRight
  4. Medisinsk bruk av bioteknologiChevronRight
SubjectMaterialFagstoff

Fagartikkel

Tang, tare og alginat – ein ressurs for framtida

Alginat er karbohydrat som blir utvinnes av tang og tare. Alginater kan løysast i vatn og danna gelear som toler både frysing og høge temperaturar. Kvart år vert det hausta cirka 200 000 tonn stortare og grisetang langs norskekysten.

Tang som flyter i vannoverflata. Foto.

Alginater er sterke og smidige

Karbohydrata i alginat inneheld einingane mannuronsyre (M) og guluronsyre (G). Slike store biologiske molekyl kallast biopolymerer. Alginater er særs lange sukkermolekyl (polysakkarid) utan sidegreiner. Dei gir algane smidighet og styrke. Molekylkjedane kan vere satt saman av frå 50 til 200 000 samanhengande einingar av dei to små sukkermolekyla M og G.

Innstøyping (immobilisering) i alginatkuler

Tegning av to siksak-kjeder
Alginat: Forenkla modell av lange kjeder av to monosakkarid (M og G) bundne saman om kalsiumion.
Tegning av struktur i alginatkule.
Alginatkule med gjærceller.

Når ein løysning av alginat (2 % alginat og resten vatn – gelbunde vatn) blir drøypt ned i kalsiumklorid CaCl2, vil Ca2+ binde kjedene saman til ein gelé.
Alginatløysningen som blir drøypt ned i kalsiumklorid, kan innehalde levande celler som blir støypte inn i alginatstrukturen. Dei immobiliserte cellene som kan vere genmodifiserte eller ikkje, kan no brukast til produksjon.
Konsentrasjon og type alginat vil avgjere kor porøse kulene er, men næringsløysning og produkt frå cellene må kunne passere gjennom porene. Viss kulene skal implanterast i levande organismar, må dei ha så tett struktur at antistoffa ikkje kan passere. Alginatkulene vekkjer ingen immunreaksjonar. Det er mellom anna derfor dei kan brukast til så mykje.

Produkt og bruksområde

Når celler blir immobiliserte (haldne fast) i strukturen på alginatkuler, kan ein hauste reinare produkt utan å vere nøydd til å reinse cellene frå løysningen. Produksjonen kan skje i store tankar (fermentorar) der næring blir tilført og produkt tappa ut. Ein kan for eksempel bruke enzymapparatet i celler til å produsere vaksinar, insulin, alkohol og liknande.

Fleire eksempel på bruk av alginatkuler

  • Interferron (protein som triggar aktivitet i immunsystemet)
  • Monoklonale antistoff (protein, einsarta antistoff som blir brukt til diagnostikk og nedkjemping av sjukdom)
  • Champagne: les meir

    Champagneflasker får tilsett ekstra sukker etter at dei er tappa opp, for at dei skal bli musserande (CO2 blir danna under anaerob gjæring). 80 prosent av kostnadene kjem av det nitide arbeidet med å få ut dei daude gjærcellene etterpå. Flaskene står i 45 gradars vinkel med korken ned. Dei blir dreidde nokre gradar med jamne mellomrom mens botnfallet følgjer ei spiralform mot korken der gjærcellene omsider kan takast ut. Viss gjærcellene blir immobiliserte i alginatkuler, kan denne prosessen gjerast unna på få minutt.

  • Vassreinsing: les meir

    Denitrifiserande bakteriar i alginatkuler blir brukte til å fjerne nitrogenet frå nitrogenhaldig vatn. Bakteriane bruker oksygenet i nitratet (NO3-) som oksygenkjelde og slepper nitrogenet (N2) som gass til atmosfæren.

  • Transplantasjon les meir

    Insulinproduserande celler kan transplanterast til dyr og menneske med diabetes (sukkersjuke). Alginat skjermar cellene slik at pasienten unngår immunreaksjonar. Alginatkulene må vere så tette at dei ikkje slepper inn kroppen sine antistoff. Næring som jern og sukker må kunne passere inn til cellene. Jern som kjem inn ved hjelp av eit stort protein på 60 kilodalton, må kunne passere, mens antistoff på 100 kilodalton ikkje må komme inn. Dette permeabilitetsproblemet er løyst etter lang tids forsking mellom anna ved å ha mest alginat utanpå og lite inni.

Bruk i næringsmiddel, medisin og industri

Alginata, som finst i fleire variantar, har evna til å fortjukke, stabilisere og danne gelear og blir derfor brukte i mange hundre produkt og prosessar: frå å gjere sveiselektrodar gneistefrie og bomullstrykkfargar passe tjuktflytande, til å sørgje for raskt størknande, perfekt tilpassa tannavtrykk. Fortjukkingseigenskapane blir brukte i ei rekkje produkt, spesielt næringsmiddel: iskrem, supper, sausar, dressingar, ketsjup, majones, margarin, milkshake, fruktsafter, likørar m.m. På slike produkt kan du sjå etter E-nummer i serien E400–E405 – desse er ulike alginattypar. Evna til filmdanning blir brukt på slakteprodukt for å hindre uttørring og bakterievekst. Av same årsaka blir film av alginat brukt som sårbandasjar. Alginatfilmar blir òg brukte til overflatebehandling av papir. les meir


Stabiliserande eigenskapar hos alginat blir utnytta for eksempel til å halde jamn fordeling av partiklar i olje- og vassblandingar som dressing, ketsjup og visse målingstypar.

I syltetøy og puddingar blir alginata tilsette kalsiumløysning for å danne ein fast gelé. Same teknikk blir òg mellom anna brukt i wienerbrødfyll og i fylte oliven.[1]

Alginat med mykje mannuronsyre viser seg å ha styrkjande eigenskapar på immunforsvaret. Dette er prøvd ut både på menneske og i fiskeoppdrett.[2]

Alginat blir òg brukt i medisinar ved å kapsle inn verkestoffa i tablettar som skal oppløysast over tid, og som implantat av alginatkuler med medisinproduserande celler i holrom der ein kreftsvulst er fjerna.

Vassabsorberande: Fyllstoffet i sanitetsbind og bleier kan vere alginat, fordi stoffet er i stand til å absorbere så store mengder av væske.

  1. 1«Se opp for tang i ketsjupen!». Mentz Indergaard / NTNU. 2004.
  2. 2«Friskere fisk med tang og tare». Synnøve Ressem. 2006.

Læringsressursar

Medisinsk bruk av bioteknologi

Kva er kjernestoff og tilleggsstoff?
SubjectEmne

Fagstoff

  • SubjectMaterialFagstoff

    Genterapi

    Tilleggsstoff er fagstoff
    AdditionalTilleggstoff
  • SubjectMaterialFagstoff

    SNP – Gentestar

    Tilleggsstoff er fagstoff
    AdditionalTilleggstoff
  • SubjectMaterialFagstoff

    Syntetisk biologi

    Tilleggsstoff er fagstoff
    AdditionalTilleggstoff
  • Tilleggsstoff er fagstoff
    AdditionalTilleggstoff
SubjectEmne

Oppgaver og aktiviteter