Furtsellaraan

Furtsellaraan on punavetikast "Furcellaria lumbricalis" ehk agarikust eraldatud hübriid β/κ-karraginaan polüsahhariid.
Furtsellaraani kasutatakse näiteks kosmeetika-, farmaatsia- ja toiduainetööstuses. Eestis toodab seda AS Est-Agar, kes on ainuke suur furtsellaraanitootja maailmas.
2005. aastal tehti kindlaks, et selle punavetika kogubiomass Kassari lahes on 150 000 tonni. Ehkki see näitaja varieerub aastast aastasse, on tegu suurima selle merevetika liigi asurkonnaga Euroopas. Agarikku leidub ka Saksamaa, Poola, Läti, Leedu, Rootsi, Soome ja Taani rannikutel.
Furtsellaraani struktuur.
Furtsellaraan on anioonne sulfeeritud polüsahhariid, mille molekulaarstruktuur koosneb korduvatest 3-seotud β-D-galaktoosi ja 4-seotud α-D-galaktoosi jääkidest. See sarnaneb keemiliselt koostiselt κ-karraginaaniga, ent furtsellaraanis on ligikaudu 60% D-galaktoosiühikutest 4-sulfeeritud.
Märkimisväärseid erinevusi struktuurikoostises on täheldatud Eesti furtsellaraani ning selle kommertsvormi vahel; viimases on suurem 3,6-anhüdrogalaktoosi sisaldus ja väiksem galaktoosi kogus. Furtsellaraani aluseline muundamine vähendab selle sulfaadisisaldust ja muudab monosahhariidide proportsioone selle struktuuris.
Furtsellaraani polüsahhariididel on võime geeliks muutuda spetsiifiliste ioonide esinemisel, mis on seotud molekulaarse konformatsioonilise muutusega spiraalist heeliksiks. Naatriumi, liitiumi ja tetrametüülammooniumi kloriidsoolad indutseerivad furtsellaraani heeliksi moodustumist mittespetsiifiliste elektrostaatiliste interaktsioonide kaudu. Kaaliumi- ja tseesiumioonid soodustavad aga furtsellaraani heeliksi moodustumist ja agregatsiooni (geelumist) spetsiifilisel moel. See omadus võimaldab nendel polüsahhariididel interakteeruda globulaarsete valkudega, näiteks lehmapiimast pärineva seerumi albumiini ja beetalaktoglobuliiniga, aga ka kiudvalkudega, näiteks želatiiniga.
Tööstuslik kasutus.
Toidutööstus.
Furtsellaraani on kasutatud tekstuurimodifitseerijana või -parandajana kohupiimakreemis, stabiliseerijana jäätises ning geelainena koos sojavalgu isolaadiga veganiželatiinkommides.
Biomeditsiin.
Furtsellaraani on kasutatud polüetüleentereftalaadi polüsahhariidkile kihina, et muuta polümeer hüdrofiilsemaks ning suurendada rakkudevahelist interaktsiooni "in vivo".
Samuti on furtsellaraaniga kaetud mikrokapsleid kasutatud kandjatena karpkala naha želatiinhüdrolüsaadile ("ing. k". carp skin gelatin hydrolysate – CSGH), mis on teadaolevalt biopeptiidide kaitseks seedimise ajal seedetraktis.
Biokile.
Furtsellaraani kasutatakse negatiivselt laetud biokile moodustava maatriksina aktiivsetes biopolümeerkiledes ja kandjamaterjalina kapseldamisprotsessis.
Nanokomposiitkiledes, kuhu on lisatud furtsellaraani ja nanotäiteaineid, näiteks grafeenoksiidi ja maghemiit-nanorakke, suureneb biokile tõmbetugevus, kuid väheneb veesisaldus, lahustuvus ja venivus.
Tkaczewska 2021. aasta uuringus analüüsiti ühekihiliste biopolümeerkilede tootmist furtsellaraani ja GSGH-ga ning kahekihiliste biokilede tootmist, millele lisati sünteetiline peptiid alanüültürosiin, mereandide säilituspakendina. Kruki uuringus analüüsiti kolmekihilisi biokilesid, mis olid valmistatud furtsellaraanist, CSGH-st ja kitosaanist. 2023. aastal avaldatud uuringus oli Nowak analüüsinud neljakihiliste aktiivsete biopolümeerkilesid, mis põhinevad furtsellaraanil, kitosaanil, želatiinil ja aktiivsetel ühenditel (kurkumiin, kapsaitsiin, hõbedast nanoosakesed (AgNP), montmorilloniit ja želatiinhüdrolüsaat).
Tkaczewska uuringus lisati furtselleraani ja želatiinhüdrolüsaadi kiledele rosmariiniekstrakti, mis suurendab kile tugevusega seotud mehaanilisi parameetreid märgatavalt. Samuti tõkestab rosmariiniga lisatud kilematerjalid biogeensete amiinide tekkimist. Jancikova uuringus lisati furtsellaraani ja želatiinhüdrolüsaadi kiledele kuivade rosmariinilehtede ekstrakti, mis suurendas biokile paksust, veesisaldust ja tõmbetugevust. Suurenesid ka biokile antioksüdatiivsete toimeainete sisaldus ning UV-kiirguse tõkkeomadused.
Lisaks on valmistatud furtsellaraani-kitosaani polüelektrolüütilise kompleksiga biokile.