POLÜSAHHARIIDSE LEVAANI MÕJU HINDAMINE VALITUD BAKTERILIIKIDE KASVULE NING TEKKINUD PRODUKTIDE ANALÜÜS

POLÜSAHHARIIDSE LEVAANI MÕJU HINDAMINE VALITUD BAKTERILIIKIDE KASVULE NING TEKKINUD PRODUKTIDE ANALÜÜS

SOFIA MARLENE HAUG
TALLINNA REAALKOOL
Klass: 136.A, REAAL-PROGRAMMEERIMISE ÕPPESUUND
Juhendajad: Martin Saar ja Triinu Visnapuu (PhD)

Fruktaanid on looduses esinevad fruktoosijääkidest koosnevad polüsahhariidid, mis võivad erineda sidemetüübi, molekulmassi ning hargnemiste osakaalu poolest. Lähtudes fruktoosijääkide vahel olevast sidemetüübist saab fruktaanid jagada kolme suuremasse rühma: inuliinid, levaanid ja segatüüpi fruktaanid.

Kuna mitmed tähtsad põllukultuurid sisaldavad fruktoosist koosnevaid polümeere, siis ei puudu fruktaanid ka meie toidulaualt. Näiteks on neid leitud kaerast, sibulast, nisust ja sparglist. Sellele vaatamata on need polüsahhariidid suhteliselt vähetuntud ja -uuritud. Tänapäeval nähakse fruktaanides suurt potentsiaali just funktsionaalsete toidu komponentidena ja tervisetoodetena. Lisaks võimalikele kasutusaladele toidus, on fruktaanidel muidki potentsiaalseid kasutusvõimalusi näiteks nanotehnoloogias, kosmeetikas ja meditsiinis. Need biopolümeerid on valdavalt ilma maitseta, vees suhteliselt hästi lahustuvad, inimestele ja ka loomadele seedumatud. Avastused bioloogias näitavad, et bakteritele ja ka taimedele on fruktaanid väga tähtsad varuainena, tagavad parema kaitse kuivamise ja muude stressitingimuste vastu.

Inimesed elavad sümbioosis soolestikus toimetavate bakteritega ning on tõestatud, et inuliini-tüüpi fruktaanid on prebiootiliste omadustega ehk stimuleerivad selektiivselt kasulike (probiootiliste) bakterite kasvu. Hetkel ainus Euroopa Liidus lubatud prebiootikum on taimne inuliin. Levaanide kohta on aga tunduvalt vähem teavet. Levaane ei ole võimalik olnud tööstuslikus mahus toota ja seetõttu ka erinevateks eksperimentideks kasutada.

Soolestiku mikroobikoosluse uurimine ja prebiootikumide kasutamine soovitavate bakterirühmade stimuleerimiseks on teaduses väga populaarne uurimisvaldkond. Otsitakse erinevate kasulike omadustega ning võimalikult lihtsalt või odavalt kättesaadavaid prebiootikume. Seetõttu on suurt tähelepanu pööratud mikroorganismidele, kuna neil on olemas väga efektiivsed ja stabiilsed ensüümid, mis sünteesivad lihtsatest sahhariididest nagu sahharoos fruktaane.  Selle valdkonnaga tegeleb Tartu Ülikooli bakteri- ja pärmivalkude uurimisrühm, kelle juures ma oma uurimistööd tegin. Töögrupis on eraldatud bakterist Pseudomonas syringae DC3000 ensüüm, mis on väga stabiilne ning toodab tõhusalt nii polüfruktaani, levaani, kui ka lühema ahelapikkusega oligosahhariide. Seega saab selle ensüümi abil edukalt toota levaani ning kasutada seda levaani-tüüpi oligosahhariidide sünteesi lähtematerjalina, et testida levaani prebiootilist potentsiaali.

Uurimistöö eesmärk oli hinnata levaani ja levaanist tehtud oligosahhariidide mõju valitud probiootiliste ja potentsiaalselt patogeensete bakterite elutegevusele ning määrata, kas ja millised produktid levaani lagundamisel tekivad.