Miljösmart majsgel ger skydd mot fria radikaler

Majs är en av världens vanligaste grödor. Globalt produceras över 1 000 miljoner ton majs per år och mycket mals till mjöl som sedan blir till olika livsmedel. Men produktionen ger också stora mängder restprodukter i form av fibrer som vår kropp har svårt att ta upp. De blir antingen till djurfoder eller avfall.

Nu har forskare vid Kungliga tekniska högskolan, KTH, hittat ett nytt användningsområde för restprodukterna.

– Vi försöker alltid hitta sätt att ta vara på restprodukter från industrier och hitta de områden där de gör störst nytta. För mig är det inom mänsklig hälsa, säger Francisco Vilaplana, lektor på avdelningen för glykovetenskap vid KTH och huvudförfattare till en studie publicerad i Green Chemistry.

Restprodukterna består till stor del av grenade polysackarider. Det är komplexa kedjor av sockermolekyler som bygger upp majsens cellväggar tillsammans med cellulosa.

Forskarna har extraherat en av polysackariderna ur majsresterna. De har sedan låtit enzymer binda ihop polysackariderna med varandra i ett tredimensionellt nät, där vattenmolekyler kapslas in och bildar en gel.

Gelen får antioxiderande egenskaper av ferulinsyra, som binder till polysackariden och som finns i stora mängder i majs. Ferulinsyra är en av många antioxidanter som hjälper till att oskadliggöra fria radikaler i kroppen. De är nödvändiga för att kroppen ska fungera, men kan också orsaka skada i för hög dos.

– Det behöver förstås finnas en balans, men antioxidanter har också positiva effekter. De förhindrar åldrande och inflammationer genom att oskadliggöra fria radikaler i kroppen, säger Francisco Vilaplana.

Fria radikaler bildas när syre förbränns inuti cellerna. De kan skada cellers dna och störa viktiga processer i kroppen. När förbränningen inte fungerar som den ska, till exempel vid sjukdom eller hårt fysiskt arbete, utsätts cellerna för oxidativ stress och fler fria radikaler bildas.

För att testa den antioxiderande förmågan hos majsfibergelen odlade forskarna tjocktarmsceller och framkallade oxidativ stress. När gelen applicerades på cellerna minskade bildningen av fria radikaler markant.

– Nu vill vi undersöka vad som händer när gelen börjar brytas ner av bakterierna som finns i tjocktarmen, säger Francisco Vilaplana.

Att de testade gelen i just tjocktarmen har flera skäl. Dels är cellerna lätta att odla, dels är flera sjukdomar kopplade till ökad produktion av fria radikaler i tjocktarmen. Majsfibrerna i gelen bryts inte heller ner i magsäcken, utan är orörda tills de når bakterierna i tjocktarmen. Detta öppnar för mängder av möjligheter att använda gelen.

Bland annat skulle gelen kunna leverera läkemedel direkt till tjocktarmen. Forskarna tror också att den vore intressant för sårläkning, något som försämras vid oxidativ stress. Francisco Vilaplana ser också en stor potential för majsfibergelen som ett antiinflammatoriskt förtjockningsmedel i livsmedelsbranschen.

Den nya gelen är ett exempel på grön kemi. Det handlar om att hitta reaktioner och metoder som ska kunna genomföras under milda förhållanden för att vara så energisnåla som möjligt, inte kräva metaller för att reagera, och använda miljövänligare lösningsmedel, helst vatten.

I den nya studien är vatten det enda lösningsmedlet, och genom att låta enzymer göra jobbet behövs inga extra kemikalier för att få molekylerna att bindas ihop till en gel. Francisco Vilaplana menar att de här metoderna skulle fungera även på industriell skala.

– Vi är inte där än, men det pågår försök. Om någon är intresserad av att skala upp de här teknikerna vore det inte särskilt svårt. Utrustningen är inte långt ifrån vad som redan används inom pappersmassaindustrin.