Badania struktury molekularnej samo-organizujących się frakcji pektyn roślinnych ścian komórkowych

Kierownik: dr hab. Artur Zdunek, prof. IA PAN

NCN OPUS9: 2015/17/B/NZ9/03589

2016-2019

Spośród podstawowych polisacharydów wchodzących w skład ścian komórkowych owoców i warzyw, pektyny stanowią
najbardziej złożoną i różnorodną grupę związków. Liczne badania wskazują na istotną rolę pektyn w procesie wzrostu i rozwoju roślin, strukturze ściany komórkowej, mechanizmach obronnych oraz w kształtowaniu makroskopowych właściwości mechanicznych oraz parametrów teksturalnych. Pektyny są też naturalnym materiałem o funkcjach żelujących w technologii żywności. W ostatnich badaniach przeprowadzonych w Zakładzie Mikrostruktury i Mechaniki Biomateriałów Instytutu Agrofizyki PAN udało się pokazać, że frakcja pektyn rozpuszczalnych w słabych alkaliach (DASP) ekstrahowana ze świeżych owoców i warzyw takich jak marchew, jabłka oraz gruszki, formowała regularną sieć po osadzeniu na mice (Zdunek A., Kozioł A., Pieczywek P.M., Cybulska J. 2014. Evaluation of the nanostructure of pectin, hemicellulose and cellulose in the cell walls of pears of different texture and firmness. Food and Bioprocess Technology, 7, 12, 3525-3535; Cybulska J., Zdunek A. , Kozioł A. 2015. The self-assembled network and physiological degradation of pectins in carrot cell walls, Food Hydrocolloids, 43, 41–50). Ten sam zespół badawczy dokonał obserwacji unikalnych tiksotropowych właściwości reologicznych tej samej frakcji pektyn (Mierczyńska J., Cybulska J., Pieczywek P.M., Zdunek A. 2015. Effect of storage on rheology of water-soluble, chelate-soluble and diluted alkali-soluble pectin in carrot cell walls. Food and Bioprocess Technology, 8, 171–180). Bazując na tych wynikach można podejrzewać, że zdolność do samo-organizacji frakcji DASP pektyn odgrywa istotną funkcję w ścianie komórkowej, jak też może być w przyszłości wykorzystana do projektowania nowych produktów żywnościowych i nieżywnościowych. Jednakże w chwili obecnej ani mechanizm sieciowania ani struktura molekularna tej frakcji, oprócz danych o znaczącym udziale kwasu galakturonowego, nie są do końca poznane. Zagadnienia te są przedmiotem niniejszego projektu.
Celem proponowanego projektu badawczego jest identyfikacja struktury oraz mechanizmu odpowiedzialnego za zjawisko samo-organizacji frakcji pektyn rozpuszczalnych w słabych alkaliach ekstrahowanej z roślinnych ścian komórkowych.