Tang, tare og alginat – en ressurs for framtida

Åpne bilde i et nytt vindu

CC BY-NC

Bilde: Science Photo Library

Hvert år høstes det cirka 200 000 tonn stortare og grisetang langs norskekysten. Ved hjelp av moderne bioteknologi har forskere funnet nye måter å utnytte denne ressursen på. Blant annet har de oppdaget et stoff som kalles alginat. Det finnes flere produsenter av alginat i Norge, og på Karmøy i Rogaland finner vi en av verdens mest avanserte alginatfabrikker.

Alginat er et polysakkarid som dannes i brunalger (tang og tare), som vokser langs hele norskekysten. Når algen høstes og alginater ekstraheres, dannes det et hvitt pulver som har en enorm evne til å trekke til seg og holde på vann, og som tåler både frysing og høye temperaturer.

Tare består i hovedsak av vann, men av tarens tørrvekt er rundt 40 % alginat. Alginat ekstraheres fra stilken på taren. Karbohydratene i alginat er svært store sukkermolekyler (polysakkakrider) uten sidegreiner. De består av to enheter: mannuronsyre (M) og guluronsyre (G). Det er disse som gir algene smidighet og styrke.

Alginat kan fortykke, stabilisere og danne geleer. Det brukes derfor i mange hundre produkter og prosesser, både næringsmidler, medisiner og industriprodukter.

Et spesielt spennende bruksområde for alginat er immobilisering (binding) av levende celler. Alginater kan brukes til å immobilisere levende celler, siden polysakkaridene danner en geléaktig, porøs struktur straks de kommer i kontakt med kalsiumklorid. Denne geléaktige, porøse strukturen vil da kapsle inn cellene og holde dem fast. Alginatkulene vil likevel være porøse nok til at næring og avfall kan passere til og fra de innkapslede cellene. Hvor porøse kulene er, avhenger av konsentrasjonen og av typen alginat.

Immobilisering av levende celler i alginat er spesielt nyttig innen medisin og diagnostikk. Det gjør nemlig at celler og medikamenter kan implanteres i levende organismer uten å vekke immunreaksjoner hos organismen.

Immobiliserte celler kan også brukes til rensing og produksjon. Når celler immobiliseres i alginatkuler, kan vi høste rene produkter uten å måtte rense cellene fra løsningen. Produksjonen kan skje i store tanker (fermentorer) hvor man tilfører næring og tapper ut produkt.

Alginat har et bredt bruksområde og finnes i over 600 ulike produkter innen farmasi, mat og industri.

• Sjampanje

  I produksjon av sjampanje tilsetter man ekstra sukker etter at sjampanjen er tappet på flasker. Det gjør at det dannes bobler, og at sjampanjen blir musserende ($$ {\mathrm{CO}}_2$$ dannes under anaerob gjæring).

  Det er en tidkrevende prosess å fjerne de døde gjærcellene når denne prosessen er over. Men hvis gjærcellene immobiliseres i alginatkuler, kan denne prosessen effektiviseres og gjøres unna på få minutter.

• Vannrensing

  Alginatkuler kan også brukes til vannrensing. Hvis man kapsler inn denitrifiserende bakterier i alginatkuler, kan de for eksempel brukes til å fjerne nitrogenet fra nitrogenholdig vann. Bakteriene bruker oksygenet i nitratet ($$ {{\mathrm{NO}}_3}^{-}$$) som oksygenkilde og slipper ut nitrogenet ($$ {\mathrm{N}}_2$$) som gass i atmosfæren.

• Behandling av diabetespasienter

  Hos diabetespasienter kan alginat brukes til å kapsle inn insulinproduserende celler fra en donor og implantere dem i bukhulen på pasienten. Dette fungerer veldig godt, siden alginat skjermer cellene og pasienten unngår immunreaksjoner. For at dette skal fungere, må strukturen være så tett at pasientens antistoffer ikke kommer inn, men porøs nok til at næring og avfall kan passere til og fra de innkapslede cellene.

• Fortykningsmiddel i mat

  Fortykningsegenskapene gjør at alginat benyttes i en rekke matvarer som iskrem, supper, sauser, dressinger, ketsjup, majones, margarin, milkshake, fruktsafter og likører.

• Medisiner

  Alginat brukes også i medisiner. Man kan for eksempel kapsle inn virkestoffer i tabletter som skal løses opp over tid, og implantere alginatkuler med medisinproduserende celler i hulrom hvor en kreftsvulst er fjernet.