Tallinna Ülikooli uuring: kiirtestid ei pruugi materjali pikaajalist säilivust õigesti ennustada

Tallinna Ülikooli teadlased uurisid kümne aasta vältel 24 erineva polüsahhariidi säilimist ja avastasid, et levinud kuumutusmeetod ei anna materjalide vastupidavusest alati tõest pilti. Tulemused osutavad vajadusele pikaajaliste katsete järele, et vältida ekslikke järeldusi tootearenduses.

Tallinna Ülikooli biopolümeeride keemia professor Rando Tuvikene koos kolleegidega viis läbi kümneaastase katse, milles jälgiti 24 erineva polüsahhariidipreparaadi säilimist toatemperatuuril ja külmades tingimustes. Uuringu eesmärk oli kontrollida, kas laboratoorses arendustöös sageli kasutatav kiirendatud vanandamise meetod annab usaldusväärse prognoosi materjali pikaajalise stabiilsuse kohta. Tulemused avaldati rahvusvahelises teadusajakirjas Food Hydrocolloids.

Laborikatsete piirid

Tavapärane praktika uute paksendajate ja tarretajate arendamisel on materjali kuumutamine, et simuleerida aja möödumist. Teadlased hoidsid katseproove seitse päeva 80 kraadi juures, et võrrelda seda kümne aasta jooksul toatemperatuuril säilinud ainetega. Selgus, et kuumutamine ei toiminud lihtsalt kiiremini käiva kellana, vaid kõrgemal temperatuuril võisid esile pääseda teistsugused lagunemisreaktsioonid kui need, mis kulgevad materjali loomuliku säilitamise korral.

Ühe uuritud aine puhul ilmnes paradoksaalne tulemus: see pidas kümne aasta vältel tavatingimustes hästi vastu, kuid lagunes kuumuskatses kiiresti. Seetõttu ei saanud kiirkatse põhjal teha korrektseid järeldusi selle kohta, millised ained aastate jooksul kõige paremini säilivad. Mõnel juhul andis kiirkatse pikaajalisest säilivusest koguni vastupidise pildi võrreldes reaalse vaatlusega.

Aeglaste muutuste jälgimine

Materjali lagunemist mõjutavad tegurid, nagu niiskus ja happesus, võivad ajas muutuda, muutes esialgu kõrvalise protsessi aja jooksul määravaks. Kümne aasta pikkune katse võimaldas määrata molekulide suurusjaotust ja tuvastada lagunemist, mis lühemates uuringutes oleks jäänud märkamata.

Sarnast põhimõtet illustreerib Austraalias Queenslandi ülikoolis alates 1927. aastast kestev pigitilgakatse. Pigi, mis näib toatemperatuuril tahke, voolab läbi lehtri äärmiselt aeglaselt. Kuigi antud eksperiment jälgib voolamist, mitte molekulaarset lagunemist, osutab see vajadusele mõista aeglaseid protsesse. Uuringu autorite sõnul on täpne mõõteriist kasulik muutuste märkamisel, ent konkreetse aine ja säilitamistingimuste puhul on pikaajalised katsed vältimatud, et kinnitada kiirendatud katsetest tehtud järeldusi.