Acid alginic - Biologie
Busolă moleculară pentru alinierea celulelor
Ceea ce face ca frunzele să îmbătrânească toamna
Democrația bibilicilor vultur
Mediul lui Ekembo: Oamenii au trăit și în peisaje deschise
| Genetica | Agricultură, silvicultură și creșterea animalelor
Soiul de grâu a fost creat prin traversarea ierburilor sălbatice
| Genetica | Agricultură, silvicultură și creșterea animalelor
Orzul Pangenom: Reper pe drumul către planta de sticlă
Cu aport redus de alimente, durată de viață mai lungă
Metoda fără animale prezice toxicitatea nanoparticulelor
Migrația celulară: funcția nou descoperită a unei proteine cunoscute
Acid alginic
insolubil în apă rece, ușor solubil în apă clocotită [2]
Acid alginic, de asemenea Algin, este cauzată de alge brune și de unele bacterii (de ex. Azotobacter) educat. În alga este elementul structural al pereților celulari.Matricea gelului intercelular conferă algei flexibilitate și rezistență. Algin este u. A. un produs secundar în extracția iodului din alge marine prin procedeul umed. Cu toate acestea, este extras direct din algele brune pentru utilizare în industria alimentară, farmaceutică și cosmetică. Sărurile acidului alginic sunt denumite în mod obișnuit Alginate desemnat. Alginatul este utilizat în principal ca agent de îngroșare sau gelifiere.
Extracția și fabricarea
Extragerea algelor brune are loc z. Uneori de către traulere speciale care „recoltează” fundul mării. Cu toate acestea, este încă obișnuit ca algele să fie colectate pe plajă după furtuni. Ca tipuri de alge pentru producția comercială de alginat servesc printre altele Laminaria, Ecklonia, Macrocystis, Lessonia, Ascofil și Durvillea. Algele colectate sunt eliberate aproximativ de murdărie și impurități și uscate. După uscare, acestea sunt livrate producătorului de alginat. Într-o primă etapă de proces, algele sunt spălate și măcinate. Alginatul este apoi extras și purificat folosind etape de filtrare și precipitare. Pe lângă alginatul de sodiu (E 401), cel mai frecvent utilizat în industria alimentară, se găsesc și următoarele săruri ale acidului alginic: alginat de potasiu (E 402), alginat de amoniu (E 403), alginat de calciu (E 404) și alginat de propilen glicol (PGA, E 405).
structura
Alginatul este o polizaharidă formată din cei doi acizi uronici α-Acidul L-guluronic (GulUA) și β-Acid D-manuronic (ManUA), care este legat 1,4-glicozidic în proporții alternative pentru a forma lanțuri liniare. Formează zone omopolimerice în care acidul manuronic sau acidul guluronic sunt prezente ca blocuri. Aceste blocuri se numesc blocuri GG sau MM. În zona blocurilor GG și MM există un fel de structură de pliere care joacă un rol esențial în gelificare. Blocurile GG formează în special o structură regulată în zig-zag. [4] Masa molară medie este de 48.000–186.000. [2]
funcţie
Alginatul poate duce la acumularea de vâscozitate în soluții cu un conținut scăzut de calciu. Cu toate acestea, funcția principală este gelificarea. Gelificarea apare ca urmare a încorporării ionilor de calciu în structura în zig-zag a blocurilor GG. Structura în zig-zag a altei molecule de alginat este apoi depusă pe această zonă. Acest lucru duce la formarea structurilor tridimensionale. Deoarece calciul se află în această structură ca un ou într-o cutie, acest model este, de asemenea, cunoscut sub numele de "modelul cutiei de ouă" sau "modelul cutiei de ouă". Deoarece această reacție cu calciu are loc foarte brusc, diferite metode sunt utilizate în practică pentru a permite reacția să se desfășoare într-un mod controlat. În acest scop, sunt adesea folosite săruri de calciu puțin solubile, care eliberează treptat calciul prin acidifiere lentă. În plus, se folosesc și sechestranți, care pot lega o parte din calciu. În loc de calciu, alți cationi divalenți, de ex. B. bariul poate fi folosit pentru a gelifica alginatul.
Sărurile acidului alginic sunt solubile în apă; datorită vâscozității ridicate a soluției rezultate, este adesea necesar să amestecați peste noapte cu încălzire ușoară pentru a evita formarea de bulgări. 1 până la 2 procente soluții se gelifică spontan și rapid la contactul cu soluții de calciu suficient de concentrate. Algin poate fi utilizat ca agent de finisare pentru textile și țesături, precum și pentru producția de hârtii fotografice. Ca aditiv alimentar, are denumirea E 400.
Aplicații
Tehnologia alimentară
În industria alimentară, alginatele sunt utilizate ca emulgatori, gelifianți, învelitori sau agenți de îngroșare. În UE, acidul alginic și sărurile sale de sodiu, potasiu, amoniu și calciu sunt aprobate ca aditivi alimentari cu numerele E 400–405 pentru toate produsele aprobate pentru aditivi - inclusiv produsele „organice”. Alginatele nu sunt absorbite de organism și sunt considerate inofensive. Cu toate acestea, cantități mai mari pot reduce absorbția de calciu și oligoelemente precum fierul, iar experimentele pe animale au arătat o ușoară afectare a digestiei proteinelor. Cu toate acestea, nu există probleme de sănătate.
Alginatele se găsesc adesea în dietă și produse ușoare, produse de patiserie, produse congelate, maioneză, sosuri pentru salate, înghețată, în conserve de carne și legume și supe. De asemenea, este utilizat în producția de brânză procesată în combinație cu citrat de sodiu (E 331) și fosfat de sodiu (E 339).
Alginatele sunt, de asemenea, utilizate în ceea ce este cunoscut sub numele de bucătărie moleculară, unde sunt utilizate pentru a face artă- sau Caviar de fructe a fi folosit.
Este folosit și în produsele cosmetice.
medicament
În medicină, comprimatele de alginat de calciu sunt utilizate pentru tratarea rănilor superficiale și profunde. Alginatul de calciu împiedică lipirea materialului de pansament de plagă prin schimbul de ioni Na + din secreția plăgii cu Ca ++ și în procesul de umflare asociat formează un gel care menține rana umedă și favorizează vindecarea plăgii.
În chirurgie, alginatul este, de asemenea, utilizat ca pansament sau umplutură a plăgii, în special pentru a curăța rănile cronice și a le permite să se vindece.
Alginatul este, de asemenea, utilizat ca biomaterial. Prin încapsularea țesutului celular uman cu alginat, este posibil să se depoziteze materiale străine, cum ar fi celulele donatoare, fără ca acestea să fie recunoscute și distruse de sistemul imunitar. Celulele iau apoi o parte activă în metabolismul destinatarului. Deci z. B. Celulele producătoare de insulină sunt transferate de la donatori la pacienții cu diabet, care nu mai sunt dependenți de seringi.
Alginatul este, de asemenea, utilizat ca medicament împotriva arsurilor la stomac, utilizând faptul că ingredientul activ nu este metabolizat și formează o barieră fizică între conținutul acid al stomacului și esofag. Împreună cu alți constituenți (carbonat de calciu/hidrogen carbonat de potasiu), formează o spumă dură, care se întinde pe conținutul stomacului și previne astfel refluxul. [5]
În trecut, alginatul era adesea folosit în laboratoare, în special în cultura celulară. Proprietatea sa de gelificare prin adăugarea de calciu și lichefierea acestuia din nou după complexarea calciului (de exemplu, prin intermediul EDTA) permite cultura temporară a celulelor în structuri tridimensionale și apoi recuperarea celulelor fără deteriorări enzimatice, termice sau mecanice. ca de multe ori se întâmplă cu alte geluri. [6]
Stomatologie
Alginatul este adesea folosit în practica dentară pentru a lua amprente asupra rândurilor de dinți. Ca material de amprentă, alginatul este sigur din punct de vedere fiziologic și permite realizarea de amprente cu precizie și detalii acceptabile. Dacă nu este procesată corect, amprenta de alginat se usucă și devine inutilizabilă. (Cu toate acestea, pentru amprentele de precizie se utilizează materiale de amprentă cu un nivel ridicat de detaliu și definiție, cum ar fi elastomeri, polieteri și siliconi în special). Materialul de amprentă este plasat în gură în suporturi adecvate din metal sau plastic (așa-numitul Tava de imprimare). În plus față de alginatul de sodiu, materialul de amprentă utilizat în mod obișnuit în stomatologie conține, de obicei, sulfat de calciu (gips), fosfat de sodiu ca întârziator și o proporție mare de kieselguhr (pământ de diatomee).
Mai mult, soluțiile de alginat sunt utilizate pentru a izola materialele unele de altele, i. H. pentru a preveni combinarea acestor substanțe. În tehnologia dentară, de exemplu, un model de tencuială este acoperit cu o soluție de alginat, astfel încât o proteză de plastic realizată pe acest model să poată fi apoi îndepărtată cu ușurință de pe modelul de tencuială (tencuială de izolare împotriva plasticului).
Impresii corporale
Alginatul este utilizat de artiști în zona impresiilor corporale. Materialul este aplicat pe o suprafață mare pe partea corpului care urmează să fie turnată. În câteva minute, alginatul se formează într-o masă asemănătoare siliconului. Mai sunt strânse câteva straturi de bandaje de ipsos pe alginatul solidificat pentru a menține proporțiile și a stabiliza forma pentru turnarea ulterioară. Bandajele de ipsos se întăresc foarte repede, astfel încât forma negativă poate fi slăbită cu grijă și îndepărtată din corp la scurt timp după aceea. Prin utilizarea alginatului, se obține o impresie foarte detaliată și precisă a porilor. Apoi tencuiala din Paris este amestecată și forma negativă este turnată pe întreaga suprafață. După un timp de uscare de aproximativ 24 de ore, amprenta pozitivă poate fi apoi îndepărtată de pe coaja de tencuială de alginat și apoi prelucrată în continuare. [7]