Kyselina algínová - biológia
Molekulárny kompas na zarovnanie buniek
Čo robí listy na jeseň starnúcimi
Demokracia perličiek
Prostredie spoločnosti Ekembo: Ľudia tiež žili v otvorenej krajine
| Genetika | Poľnohospodárstvo, lesníctvo a chov zvierat
Pšeničná odroda vznikla krížením divých tráv
| Genetika | Poľnohospodárstvo, lesníctvo a chov zvierat
Jačmeň Pangenom: míľnik na ceste do sklárne
Pri zníženom príjme potravy, dlhšia životnosť
Metóda bez zvierat predpovedá toxicitu nanočastíc
Migrácia buniek: novoobjavená funkcia známeho proteínu
Kyselina algínová
nerozpustný v studenej vode, ťažko rozpustný vo vriacej vode [2]
Kyselina algínová, tiež Algin, je spôsobená hnedými riasami a niektorými baktériami (napr. Azotobacter) vzdelaný. V riase predstavuje štrukturálny prvok bunkových stien. Medzibunková gélová matrica dodáva riasam pružnosť a pevnosť. Algin je okrem iného vedľajším produktom pri extrakcii jódu z morských rias pomocou mokrého procesu. Taktiež sa však extrahuje priamo z hnedých rias na použitie v potravinárskom, farmaceutickom a kozmetickom priemysle. Soli kyseliny algínovej sa bežne nazývajú Algináty určený. Alginát sa používa hlavne ako zahusťovadlo alebo želírujúca látka.
Ťažba a výroba
Extrakcia hnedých rias sa uskutočňuje z. Niekedy špeciálnymi trawlermi, ktoré „zbierajú“ morské dno. Stále je však bežné, že sa riasy po búrkach zhromažďujú na pláži. Ako druhy rias na komerčnú výrobu alginátu slúžia okrem iného Laminaria, Ecklonia, Makrocystis, Lessonia, Ascophylum a Durvillea. Zhromaždené riasy sú zhruba zbavené nečistôt a nečistôt a vysušené. Po vysušení sa dodajú výrobcovi alginátu. V prvom kroku procesu sú riasy umyté a rozomleté. Alginát sa potom extrahuje a čistí pomocou krokov filtrovania a zrážania. Okrem alginátu sodného (E 401), ktorý sa najčastejšie používa v potravinárskom priemysle, sa nachádzajú aj nasledujúce soli kyseliny algínovej: alginát draselný (E 402), alginát amónny (E 403), alginát vápenatý (E 404) a propylénglykol alginát (PGA, E 405).
štruktúra
Alginát je polysacharid pozostávajúci z dvoch urónových kyselín α-Kyselina L-gulurónová (GulUA) a β-Kyselina D-manurónová (ManUA), ktoré sú 1,4-glykozidicky spojené v striedavých pomeroch za vzniku lineárnych reťazcov. Vytvára homopolymérne oblasti, v ktorých sú ako bloky obsiahnuté kyselina mannurónová alebo kyselina gulurónová. Tieto bloky sa nazývajú bloky GG alebo MM. V oblasti blokov GG a MM existuje akási skladacia štruktúra, ktorá hrá podstatnú úlohu pri gélovatení. Najmä bloky GG tvoria pravidelnú cikcakovú štruktúru. [4] Priemerná molárna hmotnosť je 48 000 - 186 000. [2]
funkcia
Alginát môže viesť k zvýšeniu viskozity v roztokoch s nízkym obsahom vápnika. Primárnou funkciou je však želatinácia. K gélovateniu dochádza v dôsledku toho, že ióny vápnika sú zaliate v cikcakovej štruktúre blokov GG. Na tejto zóne sa potom uloží cikcaková štruktúra inej molekuly alginátu. To vedie k formovaniu trojrozmerných štruktúr. Pretože vápnik leží v tejto štruktúre ako vajíčko v škatuli, je tento model známy aj ako „model škatule na vajcia“ alebo „model na škatuľu vajec“. Pretože táto reakcia s vápnikom prebieha veľmi náhle, v praxi sa používajú rôzne metódy, ktoré umožňujú riadený priebeh reakcie. Na tento účel sa často používajú zle rozpustné vápenaté soli, ktoré vápnik postupne uvoľňujú pomocou pomalého okysľovania. Okrem toho sa používajú aj sekvestranty, ktoré môžu viazať časť vápnika. Namiesto vápnika sa môžu použiť ďalšie dvojmocné katióny, napr. B. bárium sa môže použiť na gélovanie alginátu.
Soli kyseliny algínovej sú rozpustné vo vode; kvôli vysokej viskozite výsledného roztoku je často potrebné miešať cez noc za mierneho zahrievania, aby sa zabránilo tvorbe hrudiek. 1 až 2 percentné roztoky spontánne a rýchlo gélovať pri kontakte s dostatočne koncentrovanými roztokmi vápnika. Algin sa môže použiť ako povrchová úprava textílií a látok, ako aj na výrobu fotografických papierov. Ako prídavná látka v potravinách má označenie E 400.
Aplikácie
Potravinárska technológia
V potravinárskom priemysle sa algináty používajú ako emulgátory, želírujúce látky, nátery alebo zahusťovadlá. V EÚ sú kyselina algínová a jej sodné, draselné, amónne a vápenaté soli schválené ako prídavné látky v potravinách s číslami E 400–405 pre všetky výrobky schválené pre prísady - vrátane „ekologických“ výrobkov. Algináty nie sú absorbované telom a sú považované za neškodné. Väčšie množstvo však môže znížiť absorpciu vápniku a stopových prvkov, ako je železo, a pokusy na zvieratách preukázali mierne zhoršenie trávenia bielkovín. Neexistujú však žiadne zdravotné obavy.
Algináty sa často nachádzajú v strave a ľahkých výrobkoch, pečive, mrazených výrobkoch, majonéze, šalátových dresingoch, zmrzline, v mäsových a zeleninových konzervách a polievkach. Používa sa tiež na výrobu taveného syra v kombinácii s citrátom sodným (E 331) a fosforečnanom sodným (E 339).
Algináty sa tiež používajú v molekulárnej kuchyni, kde sa zvyknú vyrábať čl- alebo Ovocný kaviár ktoré sa majú použiť.
Používa sa aj v kozmetických výrobkoch.
liek
V medicíne sa na ošetrenie povrchových a hlbokých rán používajú obklady z alginátu vápenatého. Alginát vápenatý zabraňuje priľnutiu obväzového materiálu k rane výmenou iónov Na + zo sekrécie rany za Ca ++ a pri súvisiacom procese napučiavania vytvára gél, ktorý udržuje ranu vlhkú a podporuje hojenie rán.
Pri chirurgickom zákroku sa alginát používa aj ako obväz na rany alebo na vyplnenie rán, najmä na čistenie chronických rán a na ich hojenie.
Alginát sa tiež používa ako biomateriál. Zapuzdrením ľudského bunkového tkaniva alginátom je možné skladovať cudzí materiál, ako sú darcovské bunky, bez toho, aby ich imunitný systém rozpoznal a zničil. Bunky sa potom aktívne podieľajú na metabolizme príjemcu. Takže z. B. Bunky produkujúce inzulín sa prenášajú od darcov k pacientom s cukrovkou, ktorí už nie sú závislí od injekčných striekačiek.
Alginát sa tiež používa ako liečivo proti páleniu záhy, pričom sa využíva skutočnosť, že účinná látka nie je metabolizovaná a vytvára fyzickú bariéru medzi kyslým obsahom žalúdka a pažerákom. Spolu s ďalšími zložkami (uhličitan vápenatý/hydrogenuhličitan draselný) vytvára tvrdú penu, ktorá sa ukladá na obsahu žalúdka a zabraňuje tak refluxu. [5]
V minulosti sa alginát často používal v laboratóriách, najmä v bunkovej kultúre. Jeho vlastnosť gélovatenia pridaním vápnika a jeho opätovným skvapalnením po komplexácii s vápnikom (napr. Pomocou EDTA) umožňuje dočasnú kultiváciu buniek v trojrozmerných štruktúrach a následnú regeneráciu buniek bez enzymatického, tepelného alebo mechanického poškodenia. ako sa to často stáva pri iných géloch. [6]
Stomatológia
Alginát sa často používa v zubnej ambulancii na snímanie odtlačkov radov zubov. Ako otlačkový materiál je alginát fyziologicky bezpečný a umožňuje vytváranie odtlačkov s prijateľnou presnosťou a podrobnosťou. Ak nie je správne spracovaný, alginátový dojem vyschne a stane sa nepoužiteľným. (Pre presné odtlačky sa však používajú otlačkové materiály s vysokou úrovňou detailov a presnosti, ako sú napríklad elastoméry, polyétery a silikóny). Otlačkový materiál sa vkladá do úst do vhodných nosičov vyrobených z kovu alebo plastu (tzv Podnos s otlačkami). Otlačovací materiál bežne používaný v zubnom lekárstve obsahuje okrem alginátu sodného aj síran vápenatý (sadra), fosforečnan sodný ako spomaľovač a veľký podiel kremeliny (kremelina).
Ďalej sa alginátové roztoky používajú na izoláciu materiálov od seba, t.j. H. aby sa zabránilo vzájomnému kombinovaniu týchto látok. Napríklad v zubnej technológii je sádrový model potiahnutý roztokom alginátu, takže plastová protéza vyrobená na tomto modeli môže byť potom ľahko odstránená zo sadrového modelu (izolačná omietka proti plastu).
Dojmy z tela
Alginát používajú umelci v oblasti telesných odtlačkov. Materiál sa nanáša na veľkú plochu na tvarovanú časť tela. V priebehu niekoľkých minút alginát tuhne do hmoty podobnej silikónu. Potom sa na stuhnutý alginát nanesie niekoľko vrstiev sadry z parížskych obväzov, aby sa zachovali proporcie a stabilizoval sa tvar pre neskoršie nalievanie. Sadrové obväzy tiež veľmi rýchlo tvrdnú, takže sa dá negatívna forma krátko potom opatrne uvoľniť a odstrániť z tela. Použitím alginátu sa dosiahne veľmi podrobný a pórovo presný dojem. Potom sa omietka v Paríži zmieša a negatívna forma sa naleje na celý povrch. Po čase schnutia asi 24 hodín je možné potom pozitívny dojem z alginátovo-sadrového obalu odstrániť a ďalej spracovať. [7]