Алгинска киселина

Од Википедија — слободната енциклопедија
Алгинска киселина
Alginsäure.svg
Назнаки
9005-32-7 Yes check.svgОк
ChemSpider None X mark.svgН
EC-број 232-680-1
UNII 8C3Z4148WZ X mark.svgН
Својства
Хемиска формула
Моларна маса 0 g mol−1
Изглед Бело до жолто, влакнест прав
Густина 1.601 g/cm3
Киселост (pKa) 1.5–3.5
Pharmacology
ATC код A02BX13
Дополнителни податоци
 Yes check.svgОк(што е ова?)  (провери)
Освен ако не е поинаку укажано, податоците се однесуваат на материјалите во нивната стандардна состојба (25 °C, 100 kPa)
Наводи
Macrocystis pyrifera, најголемиот вид на џиновски келп.

Алгинска киселина, исто така наречена алгин, ― природен, јадлив полисахарид кој се наоѓа во кафените алги. Таа е хидрофилна и образува вискозна гума за џвакање кога се хидрира. Со метали како натриум и калциум, нејзините соли се познати како алгинати. Нејзината боја се движи од бела до жолтеникаво-кафеава. Продавана е во филаментозни, зрнести или прашкасти облици.

Тоа е значајна компонента на биофилмовите произведени од бактеријата Pseudomonas aeruginosa, главен патоген кој се наоѓа во белите дробови на некои луѓе кои имаат цистична фиброза.[1] Биофилмот и P. aeruginosa имаат висока отпорност на антибиотици,[2] но се подложни на инхибиција од макрофагите.[3]

Структура[уреди | уреди извор]

Алгинска киселина е линеарен кополимер со хомополимерни блокови од (1→4)-поврзани β-D- мануронат (M) и α-L- гулуронат (G), редоследно, ковалентно поврзани заедно во различни секвенци или блокови. Мономерите може да се појават во хомополимерни блокови од последователни G-остатоци (G-блок), последователни M-остатоци (M-блокови) или наизменични M и G-остатоци (MG-блокови). α-L-гулуронат е C-5 епимер на β-D-мануронат.

Облици[уреди | уреди извор]

Алгинатите се рафинирани од кафеави алги. Низ целиот свет, многу од кафеавите алги од класата кафеави алги се собираат за да се обработат и претвораат во натриум алгинат. Натриум алгинат се користи во многу индустрии, вклучувајќи храна, животинска храна, ѓубриво, текстилно печатење и фармацевтски производи. Материјалот за отпечаток за заби користи алгинат како средство за желатинирање. Алгинатот е одобрена состојка во преработената и произведената храна.[4]

Кафеавите алги се движат по големина од џиновскиот келп Macrocystis pyrifera која може да биде долга 20-40 метри, до дебели, кожни алги долги од 2-4 м, до помали видови 30-60 цм долги. Повеќето кафеави алги што се користат за алгинати се собирани од дивината, со исклучок на Laminaria japonica, која се одгледува во НР Кина за храна и нејзиниот вишок материјал се пренасочува кон индустријата за алгинат во НР Кина.

Алгинатите од различни видови кафеави алги се разликуваат во нивната хемиска структура што резултира со различни физички својства на алгинати. Некои видови даваат алгинат кој дава силен гел, други послаб гел, некои може да произведат крем или бел алгинат, додека други тешко се желираат и најдобро се користат за технички примени каде бојата не е важна.[5]

Алгинатите од комерцијална класа се исцрпуваат од џиновските келпи Macrocystis pyrifera, Ascophyllum nodosum и видовите Laminaria. Алгинатите се произведуваат и од два бактериски родови Pseudomonas и Azotobacter, кои одиграле голема улога во разоткривањето на нивниот пат за биосинтеза. Бактериските алгинати се корисни за производство на микроструктури или наноструктури погодни за медицински примени.[6]

Натриум алгинат (NaC6H7O6) е натриумова сол на алгинска киселина. Натриум алгинат е гума за џвакање.

Калиум алгинат (KC6H7O6) е калиумова сол на алгинска киселина.

Калциум алгинат (CaC12H14O12), е направен од натриум алгинат од кој натриумскиот јон е отстранет и заменет со калциум (јонска размена).

Производство[уреди | уреди извор]

Испитување на својства на желирање на натриум алгинат (изработка на алгинатни бисери).

Постапката на производство што се користи за исцрпување на натриум алгинати од кафеави морски алги спаѓа во две категории: 1) метод на калциум алгинат и, 2) метод на алгинска киселина.

Хемиски, постапката е едноставна, но тешкотиите произлегуваат од физичките раздвојувања кои се потребни помеѓу лигавите остатоци од вискозните раствори и одвојувањето на желатинозни талози кои држат големи количества течност во нивната структура, така што тие се спротивставуваат на филтрација и центрифугирање.[7]

Употреби[уреди | уреди извор]

Алгинатот брзо ја впива водата, што го прави корисен како додаток во дехидрирани производи како што се помагала за слабеење, и во производството на хартија и текстил. Се користи и за хидроизолација и огноотпорни ткаенини, во прехранбената индустрија како згуснувач за пијалоци, сладолед, козметика и како средство за желеа, познат по шифрата E401.[8] Натриум алгинат се меша со брашно од соја за да се добие аналог на месо.[се бара извор]

Алгинатот се користи како состојка во различни фармацевтски препарати, како што е антацидот, во кој се комбинира со бикарбонат за да го инхибира гастроезофагеалната рефлуксна болест. Натриум алгинат се користи како материјал што остава отпечатоци во стоматологијата, протетиката, леењето во живот и за создавање на позитиви за леење од мали размери.

Натриум алгинат се користи при печатење со реактивна боја и како згуснувач за реактивни бои при печатење на текстил.[се бара извор] Алгинатите не реагираат со овие бои и лесно се мијат, за разлика од згуснувачите на база на скроб. Исто така, служи како материјал за микро-инкапсулација.[9]

Калциум алгинатот се користи во различни врсти медицински производи, вклучително и преврски за рани на кожата за промовирање на заздравувањето,[10][11] и може да се отстрани со помала болка од конвенционалните превои.[се бара извор]

Алгинат хидрогелови[уреди | уреди извор]

Алгинатот може да се користи во хидрогел кој се состои од микрочестички или рефус гелови во комбинација со фактор на нервен раст во биоинженерските истражувања за да се стимулира мозочното ткиво за можна регенерација.[12] Во истражувањето за реконструкција на коските, алгинатните композити имаат поволни својства што ја поттикнуваат регенерацијата, како што се подобрена порозност, клеточна пролиферација и механичка сила, меѓу другите одлики.[13]

Алгинат хидрогел е вообичаен биоматеријал за био-фабрикување на скелиња и регенерација на ткивата.[14]

Наводи[уреди | уреди извор]

Наводи[уреди | уреди извор]

  1. Davies, JC (2002). „Pseudomonas aeruginosa in cystic fibrosis: pathogenesis and persistence“. Paediatric Respiratory Reviews. 3 (2): 128–34. doi:10.1016/S1526-0550(02)00003-3. ISSN 1526-0542. PMID 12297059.
  2. Boyd, A; Chakrabarty, AM (1995). „Pseudomonas aeruginosa biofilms: role of the alginate exopolysaccharide“. Journal of Industrial Microbiology. 15 (3): 162–8. doi:10.1007/BF01569821. ISSN 0169-4146. PMID 8519473.
  3. Leid, JG; Willson, CJ; Shirtliff, ME; Hassett, DJ; Parsek, MR; Jeffers, AK (1 ноември 2005). „The exopolysaccharide alginate protects Pseudomonas aeruginosa biofilm bacteria from IFN-gamma-mediated macrophage killing“ (PDF). Journal of Immunology. 175 (11): 7512–8. doi:10.4049/jimmunol.175.11.7512. ISSN 0022-1767. PMID 16301659.
  4. „Alginates“ (PDF). Agricultural Marketing Service, US Department of Agriculture. 5 февруари 2015. Посетено на 26 декември 2022.
  5. FAO fisheries technical paper 441, Tevita Bainiloga Jnr, School of Chemistry, University College, University of New South Wales and Australian Defence Force Academy Canberra Australia
  6. Remminghorst and Rehm (2009). „Microbial Production of Alginate: Biosynthesis and Applications“. Microbial Production of Biopolymers and Polymer Precursors. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-36-3.
  7. FAO Fisheries Technical Paper, 2003
  8. „What is Sodium Alginate (E401) in food? Properties, Uses, Safety“. FOODADDITIVES. 26 декември 2022.
  9. Aizpurua-Olaizola, Oier; Navarro, Patricia; Vallejo, Asier; Olivares, Maitane; Etxebarria, Nestor; Usobiaga, Aresatz (1 јануари 2022). „Microencapsulation and storage stability of polyphenols from Vitis vinifera grape wastes“. Food Chemistry. 190: 614–621. doi:10.1016/j.foodchem.2015.05.117. PMID 26213018.
  10. Lansdown AB (2002). „Calcium: a potential central regulator in wound healing in the skin“. Wound Repair Regen. 10 (5): 271–85. doi:10.1046/j.1524-475x.2002.10502.x. PMID 12406163.
  11. Stubbe, Birgit; Mignon, Arn; Declercq, Heidi; Vlierberghe, Sandra Van; Dubruel, Peter (2019). „Development of Gelatin-Alginate Hydrogels for Burn Wound Treatment“. Macromolecular Bioscience (англиски). 19 (8): 1900123. doi:10.1002/mabi.201900123. ISSN 1616-5195. PMID 31237746.
  12. Büyüköz, M.; Erdal, E.; Altinkaya, S.A. (2016). „Nanofibrous gelatin scaffolds integrated with NGF-loaded alginate microspheres for brain tissue engineering“. J. Tissue Eng. Regen. Med. 12 (2): e707–e719. doi:10.1002/term.2353. PMID 27863118. |hdl-access= бара |hdl= (help)
  13. Venkatesan, J; Bhatnagar, I; Manivasagan, P; Kang, K. H.; Kim, S. K. (2015). „Alginate composites for bone tissue engineering: A review“. International Journal of Biological Macromolecules. 72: 269–81. doi:10.1016/j.ijbiomac.2014.07.008. PMID 25020082.
  14. Rastogi, Prasansha; Kandasubramanian, Balasubramanian (10 септември 2019). „Review of alginate-based hydrogel bioprinting for application in tissue engineering“. Biofabrication (англиски). 11 (4): 042001. Bibcode:2019BioFa..11d2001R. doi:10.1088/1758-5090/ab331e. ISSN 1758-5090. PMID 31315105.

Надворешни врски[уреди | уреди извор]