Enzymes and subcritical water can be used for the extraction of hemicelluloses from cereal by-products, making the processes eco-friendly. The polysaccharides extracted from cereal by-products can be used as matrices for development of materials for various applications. This includes bio-based materials such as films and hydrogels, which offer alternatives to existing materials produced from petrochemicals. The polymeric structure of cereal hemicelluloses contains functional groups which enable the modification of their structure by cross-linking, resulting in the formation of hydrogels. This project aims to use subcritical water extraction (SWE) to extract arabinoxylans (AXs) from corn and rye bran meanwhile the enzymatic treatment is done for purifying the samples during both pre- and post-treatment. AXs were further crosslinked by enzyme (laccase) for hydrogel preparation. During the whole project, the characterization included moisture and yield determination, starch and protein content which were tested using a spectrophotometer, monosaccharide content was analyzed by high performance anion exchange chromatography followed by pulsed amperometric detection (HPAEC-PAD) and phenolic acid content was quantified by high performance liquid chromatography (HPLC). The pretreatment for destarching and SWE process was successful. The result showed that arabinoxylans form corn bran were having higher content of arabino substituents, arabino toxylans ratio and ferulic acid content than rye samples. The enzymatic crosslinking could form strong gels in the condition that the AXs had high ferulic acid content. In terms of forming strong hydrogels or to improving the properties of AXs gel, the pre- and post-treatment should be optimized to increase the purity of the extracted feruloylated AX content. / Enzymer och subkritiskt vatten kan användas för extraktion av hemicellulosa från spannmålsbiprodukter, vilket gör extraktionen miljövänlig. Polysackariderna extraherade från spannmålsprodukter kan användas som matriser för utveckling av material för diverse applikationer. Detta inkluderar biobaserade material som filmer och hydrogeler, där petrokemikalier kan ersättas som råvara. Den polymera strukturen hos spannmålshemicelluloser innehåller funktionella grupper som möjliggör formation av tvärbindningar vilket resulterar i bildandet av hydrogeler. Syftet med detta projekt är extraktion av arbinoxylaner (AXs) från majs och rågkli genom att använda subkritiskt vatten-extraktion (SWE) där rening under för- och efterbehandling utförs enzymatiskt. AX modifierades därefter enzymatiskt (laccas) med tvärbindningar för hydrogelframställning. Under hela projektet karakteriserades hydrogelen utifrån fuktinnehåll, bestämmelse av utbyte, stärkelse och proteininnehåll som testades med en spektrofotometer, monosackaridhalten analyserades med högpresterande anjonsutbyteskromatografi följt avpuls-amperometrisk detektion (HPAEC-PAD), samt kvantifierades fenolsyrahalten med högupplöst vätskekromatografi (HPLC). Resultatet visade att arabinoxylaner från majskli hade högre innehåll av arabinosubstituenter, där förhållandet mellan arabino och xylans, samt arabino och ferulsyra innehållet var högre än för rågproverna. Den enzymatiska tvärbindningen kunde bilda starka geler i det tillståndet där AX hade en hög ferulsyrahalt. När det gäller att bilda starka hydrogeler eller att förbättra egenskaperna hos AXs-gel, bör för-och efterbehandlingen optimeras för att öka renheten fördet extraherade feruloylerade AX-innehållet.

Konsistensen på en gel bestående av tvärbunden hyaluronsyra beror av tre faktorer: total koncentration hyaluronsyra, gelningsgrad och tvärbindningsdensitet. För att utföra detta projekt erhölls tre olika geler med olika tvärbindningsdensitet. Dessa geler späddes dels med lösning av fri, icke tvärbunden, HA från 100 % gelningsgrad till 90 % och 80 %. De olika gelningsgraderna späddes också med natriumkloridlösning från den totala koncentrationen HA, 35 mg HA/g gel, till 25 mg/g och 15 mg/g. Projekts huvudfråga är att kartlägga gelens reologiska egenkaper då både total koncentration HA och gelningsgrad varieras. För att kunna kartlägga detta har en reometer brukats där följande tre tester körts: tidssvep, frekvenssvep och amplitudsvep. Från erhållen data har sedan två parametrar som representerar gelkompositionernas viskösa egenskaper (G'') och elastiska egenskaper (G') observerats. Även mätning av extruderingskraft har genomförts för att dra vidare paralleller och slutsatser mellan extruderingskraften och de reoligiska egenskaperna. Ur resultaten ses att förlusttangenten tenderar att sjunka när gelningsgraden ökar, d.v.s. gelerna blir då mer viskösa och mindre elastiska. Förlusttangenten sjunker även vid ökande total koncentration HA vilket betyder att G’ ökar mer än G’’ i vardera punkt som gör att förlusttangenten minskar.Det gick även att avläsa att de viskösa egenskaperna i gelen ökar då total koncentration hyaluronsyra minskar samt att de viskösa egenskaperna i gelerna minskar vid en sjunkande gelningsgrad. Mellan gelningsgrad 90-100 % och total koncentration HA 25-35 mg HA/g har analyserna som gjorts i detta projekt gett följande slutsatser. Konsistensen på gel A och C är mer påverkade av gelningsgraden än total koncentration HA. För gel B kan ingen dominerande parameter utläsas. / The softness of a gel made of crosslinked HA (HA = hyaluronic acid) depends onthree factors. One is the amount of free hyaluronic acid in the gel. Another is thedensity of the crosslinked network, which is the molecular entanglements in the gel.The third is the total concentration of HA. In this project a rheometer is used to measure the rheological properties by runningthe following tests: time sweep, frequency sweep and amplitude sweep. From theobtained data, parameters related to viscous properties (G’’) and elastic properties(G’) of the gels were observed. 27 different compositions of gels with three differentconcentrations (35 mg HA/g, 25 mg HA/g, 15 mg HA/g), three different gel contents(100%, 90%, 80%) and three different densities of crosslinked network (A, B, C) wereanalyzed. To draw further conclusions an analysis of extrusion force was performedas well. The results from the frequency sweeps show that the loss tangent for a gel increasedas the total concentration of HA was reduced and that the loss tangent for a gelincreased as the gel content was decreased. This indicates that the gels become moreviscous when either the concentration of HA or the gel content was decreased. Anincrease in concentration of HA results in an increase of G' and an increase of gelcontent also results in an increase of G'. The results from the amplitude sweeps showthat xG' (xG' = storage modulus at the crossover point between G' and G'') increasesas either the concentration of HA or the gel content is increased. For xStrain (xStrain= deformation of the gel at the crossover point) and xStress (xStress = the stressapplied to the gel at the crossover point) no clear trend can be seen regarding the gelcontent. But an increase in concentration of HA results in an increase of both xStrainand xStress. The results from the analysis of extrusion force show that an increase intotal concentration HA increases the force.