Väittelijä paljasti uutta tietoa rasvojen kolmiulotteisesta rakenteesta (Väitös: FM Marika Kalpio, 7.12.2020, elintarvikekemia)
Ravintorasvojen rooli ruokavaliossa herättää paljon keskustelua. Usein keskustelun aiheena ovat rasvahappojen tyydyttyneisyyttä kuvaava kaksoissidosten määrä ja sidosten rakenteet sekä niiden vaikutus terveyteen ja hyvinvointiin. FM Marika Kalpion Turun yliopistossa tarkastettava väitöskirjatutkimus keskittyy julkisessa keskustelussa sivuutettuun, mutta tieteessä keskeiseen kysymykseen eri rasvahappojen sijaintipaikosta molekyylissä. Rasvahappojen sijainnilla on vaikutusta moniin ravitsemuksellisiin, biokemiallisiin ja teknologisiin ilmiöihin.
Rasvat ovat hiilihydraattien ja proteiinien lisäksi yksi tärkeimmistä ravintoaineista. Ravintomme rasvat eivät kuitenkaan ole vapaita rasvahappoja, vaan ne koostuvat pääasiassa triasyyliglyserolimolekyyleistä, joissa on kolme rasvahappoa kiinnittyneenä glyserolirunkoon. Koska rasvahappojen sijainti molekyylissä vaikuttaa niiden imeytymiseen ja sitä kautta hyödynnettävyyteen, voidaan rakenteen tarkalla tuntemisella edesauttaa tärkeiden rasvahappojen tehokasta imeytymistä sekä edistää terveyttä ja hyvinvointia tukevien elintarvikkeiden kehittämistä.
– Ravinnon rasvojen yksittäisten molekyylien tarkasta rakenteesta ja merkityksestä on tähän asti ollut saatavilla vain rajoitetusti tietoa. Haasteellista tutkimusta on rajoittanut luotettavien menetelmien ja vertailuyhdisteiden puuttuminen, Kalpio selittää.
Kalpio keskittyi väitöskirjassaan tutkimaan elintarvikerasvojen ja -öljyjen rakenteita erilaisilla analyyttisillä menetelmillä ja tuomaan uusia ratkaisuja tutkimuksen haasteisiin.
Uusi menetelmä mahdollistaa rasvojen ja öljyjen tarkan rakenteen analysoimisen
Kalpio vertaili väitöstutkimuksessaan eri analyysimenetelmiä, joilla pystytään selvittämään rasvamolekyylien keski- ja päätyasemien rasvahapot.
– Sekä äidinmaidon rasvahappokoostumuksessa että triasyyliglyserolimolekyylien määrässä havaittiin tilastollisesti merkittäviä eroja näytteissä, jotka oli kerätty painoindeksiltään ja ravitsemustottumuksiltaan toisistaan poikkeavilta imettäviltä äideiltä. Rasvahappojen sijoittumiseen molekyyleihin ruokavalio tai painoindeksi eivät sen sijaan vaikuttaneet, Kalpio kertoo.
Kalpion käyttämä menetelmä toi riittävää tarkkuutta vertailun suorittamiseen, toisin kuin monet muut triasyyliglyserolikoostumuksen analysoimiseen käytetyt menetelmät.
Lisäksi Kalpion tutkimuksessa kehitettiin luotettava menetelmä ravitsemuksellisesti tärkeiden rasvojen tarkan rakenteen analysoimiseen. Kiraalisella erotusmenetelmällä peilikuvaisomeerit eli esimerkiksi rasvamolekyylit, jotka eroavat toisistaan päätyasemien rasvahappojen suhteen (ABB ja BBA), voidaan erottaa toisistaan.
– Kiraaliseen erotukseen perustuva menetelmä on yksinkertaisempi ja luotettavampi kuin perinteiset monivaiheiset entsymaattiseen tai kemialliseen hajoamisreaktioon perustuvat menetelmät. Se myös mahdollistaa yksittäisten molekyylien tarkan rakenteen tutkimisen, Kalpio selittää.
Kiraalisella nestekromatografialla erotetut molekyylit tunnistettiin massaspektrometrian avulla ja näin pystyttiin selvittämään niiden tarkka koostumus. Islannin yliopistossa syntetisoitujen vertailuyhdisteiden avulla pystyttiin todistamaan kiraalisen menetelmän toimivuus ja saatiin uutta tietoa sen soveltuvuudesta eri molekyylirakenteille. Menetelmän soveltuvuus luonnonrasvojen ja -öljyjen tutkimiseen todistettiin ratkaisemalla tyrnimarjan hedelmälihan öljyn suurimpien triasyyliglyserolijakeiden koostumukset. Lisäksi osoitettiin luonnon rasvahappojen ei-sattumanvarainen paikkajakauma ja tyydyttymättömien rasvahappojen runsaus keskiasemassa, mikä on tyypillistä kasviöljyille.
Kokonaisuudessaan tulokset osoittivat rasvahappojen paikkajakauman riippuvan selkeästi rasvan biologisesta alkuperästä; äidinmaidon rasvassa palmitiinihappo (C16:0) oli kiinnittynyt keskiasemaan, kun taas tyrnin hedelmälihan öljyssä se sijaitsi pääasiassa molekyylin päätyasemissa. Tutkimuksessa saatiin monipuolista tietoa eri analyysimenetelmien soveltuvuudesta ja rasvamolekyylien analysoimisesta kiraalisella erotusmenetelmällä.
– Tulevaisuudessa kiraalinen nestekromatografia yhdistettynä massaspektrometriaan tarjoaa luotettavan tavan ravinnon ja muiden biologisten näytteiden rasvojen ja öljyjen tarkan rakenteen analysoimiseen. Jatkotutkimuksena kiraalista menetelmää voidaan soveltaa äidinmaidon epäsymmetristen triasyyliglyserolimolekyylien tutkimiseen sekä tutkittaessa öljykasvien kasvupaikan, -olosuhteiden ja lajikkeiden vaikutuksia kasviöljyjen rasvahappojen sijoittumiseen molekyylissä, Kalpio summaa.
Tutkimuksen tulokset on julkaistu tieteellisissä julkaisusarjoissa Food Chemistry ja Chemistry and Physics of Lipids.
***
FM Marika Kalpio esittää väitöskirjansa ”Strategies for Analyzing the Regio- and Stereospecific Structures of Individual Triacylglycerols in Natural Fats and Oils” julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa maanantaina 7.12.2020 klo 12.
Tilaisuutta voi seurata etäyhteyden avulla.
Vastaväittäjänä toimii professori Michal Holčapek (University of Pardubice, Tsekki) ja kustoksena professori Baoru Yang (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen. Väitöksen alana on elintarvikekemia.
Turun yliopisto seuraa aktiivisesti koronavirustilannetta ja viranomaisten ohjeita. Yliopisto päivittää ohjeitaan tilanteen mukaan. Ohjeet ja linkit löytyvät osoitteesta: utu.fi/koronavirus
Väittelijän yhteystiedot: marika.kalpio@utu.fi
