Phase separation, aggregation and gelation of a charged helixforming polysaccharide in aqueous salt solution

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish De senaste åren har jag ägnat åt att undersöka en speciell typ av gelbildare: kappa-carrageenan. Kappa-carrageenan kan användas för att göra gelé men används också i annan mat t.ex. efterrätter och glass, för att ge konsistens. När man vill göra en gel av kappa-carrageenan blandar man ut lite pulver i vatten och kokar sedan upp det hela. När blandningen kyls av kommer den att stelna och bilda en gel vid en viss temperatur. Det hela är ganska märkligt om man tänker närmare på det. Gelen kan bestå till mer än 99% av vatten men är ändå hård och absolut inte flytande. Man skulle kunna säga att en gel är ett mellanting mellan en vätska och ett fast ämne. Kappa-carrageenan-molekylen är en lång kedja (en polymer) och det första steget för att bilda en gel är att kedjorna slår sig samman två och två och bildar spiral-liknande strukturer, helixar. Dessa helixar bildar sedan ett nätverk, vilket är nödvändigt för att det ska kunna bli en gel. Hur nätverksbildningen sker är däremot inte så välkänt. Målet med mina undersökningarna har varit att få en inblick i de olika sätt som helixarna kan organisera sig på och undersöka de olika typer av strukturer de kan bilda. En av mina slutsatser är att nästa steg i gelbildningen, efter bildandet av helixar, troligtvis är bildandet av "pinnar" som består av flera, tätt packade, helixar. Dessutom har jag upptäckt att helixarna, förutom att organisera sig i en nätverksstruktur, under vissa förhållanden kan bilda en ordnad struktur, en s.k. flytande kristall, där alla helixar riktar in sig åt ungefär samma håll. För att undersöka de olika strukturerna som bildas har jag - i samarbete med många andra - gjort olika typer av experiment (de experimentella metoderna är beskrivna i Appendix). I ett bredare perspektiv syftar mina studier till att öka kunskapen om biologiska polymerer. Rent allmänt är denna kunskap relevant för t.ex. tillverkning av papper, mat, läkemedel eller färg, även om de speciella slutsatserna i denna avhandling inte direkt har någon tillämpning i form av någon ny produkt eller ny metod. Inom forskningen är det ju ofta svårt att veta vad en speciell upptäckt kan användas till i framtiden. Utöver de rent vetenskapliga slutsatserna om kappa-carrageenan så har detta avhandlingsarbete dessutom resulterat i att jag har lärt mig en hel del om polymerer och hur de uppför sig. Jag har också provat många olika metoder som man kan använda för att studera polymerer och denna kunskap är i sig ett värdefullt resultat.