Samenvatting

Het biopolymeer netwerk bepaalt de macroscopische eigenschappen in voeding zoals smaak, mondgevoel en opnamen/uitgiften eigenschappen. De structuur van het biopolymeer netwerk verschilt op meso schaal (mm tot nm). Κ-carrageen gel werd geselecteerd als een model systemen, omdat deze polysacharide in aanwezigheid van kationen een gecontroleerde biopolymeer structuur heeft. Het doel van dit onderzoek was de karakterisatie van het biopolymeer netwerk in κ-carrageen gels met nanoprobes diffusometrie. Eerst werd het biopolymeer netwerk van de κ-carrageen gel in beeld gebracht met transmissie elektron microscopie (TEM), vervolgens werd de nanoprobe diffusie gevold met fluorescentie recovery na (after) foto bleken (photobleaching), FRAP en single particle tracking (SPT) met totale interne reflectie microscopie (TIRFM). Er werden vijf 2 % (m/m) κ-carrageen gels met 20 mM KCl en 0, 50, 100, 150 en 200 mM NaCl gemaakt. De biopolymeer netwerken van de κ-carrageen gels werden afgebeeld met tweedimensionaal (2D) en driedimensionaal (3D) TEM. 2D TEM toonde een heterogeen en dicht en grof netwerk voor de 0 mM NaCl κ-carrageen gel. Voor κ-carrageen gels met 50, 100, 150 en 200 mM NaCl de netwerken waren homogeen en grof. Door gebrek aan contrast werd met 3D TEM reconstructies alleen groffen netwerken in beeld gebracht. De TEM methodes zijn tijdrovend, kunnen het netwerk verstoren en zijn slechts een moment opname. Nanoprobe diffusometrie is een kwantitatieve methode die de diffusie van nanoparticles volgt voor de karakterisatie van een netwerk. Nanoprobe diffusometrie kan gebruikt worden als alternatief voor TEM. FRAP experimenten werden uitgevoerd op een confocale laser scanning microscoop (CLSM). Een geïmmobiliseerde fractie nanoprobes in de κ-carrageen gels werd berekend met de verkregen FRAP curven. Een grote immobiele fractie nanoprobes in de κ-carrageen gels met ≤ 100 mM NaCl duidde op een dicht netwerk met gevangen nanoprobes. De κ-carrageen gels met > 100 mM NaCl hadden een kleinere immobiliën fractie, dus een groffer netwerk. De heterogeniteit op micron schaal in de κ-carrageen gels met 0 mM en 50 mM NaCl kon worden vast gelegd met CLSM afbeeldingen van gewassen gels. Losse vrij diffunderende deeltjes en gevangen deeltjes konden worden gevolgd met TIRFM-SPT. Verdere optimalisatie van de TIRFM-SPT methode is echter nodig voor de karakterisatie van het biopolymeer netwerk in κ-carrageen gel. Nanoprobe diffusometrie is een snelle en kwantitatieve methode voor de karakterisatie van het biopolymeer netwerk in κ-carrageen gel.