АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Альгінові кислоти і альгінати

Альгінова кислота вперше була відкрита в складі морських рослин в кінці 19ст. На сьогодні головним джерелом альгінових кислот - бурі морські водорості ламінарії.

Ламінарії утворюють великі за площею зарості в прибережних зонах всіх північних і далекосхідних морів. Водорості мають дворічний цикл зростання. На другий рік проростання ламінарія утворює стрічкоподібну рослину від 1 до 12 метрів (рис.22). в багатьох країнах організовано добування і промислове перероблення ламінарії.

Рис.22 Загальний вигляд бурої морської водорості ламінарії

Цілющі властивості морської капусти пояснюються великим вмістом альгінових кислот і альгінатів.

Хімічна будова альгінової кислоти представлена на рис. 23.

Рис.23 Структурна формула альгінової кислоти морських водоростей

Альгінові кислоти і альгінати – основні представники полісахаридів морських водоростей. Альгінати не містяться в наземних рослинах, їх джерелом можуть бути лише морські водорості (13 – 45% від сухої речовини).

Альгінові кислоти являють собою високомолекулярні полісахариди, молекули яких побудовані з залишків L-гіалуронової и D-маннуронової кислот.

В бурих морських водоростях містяться як альгінові кислоти, так і їх розчинні і нерозчинні солі: альгінати калію, натрію, магнію і кальцію.

Виділені з бурих морських водоростей альгінати, очищені і збагачені кальцієм шляхом спеціального оброблення, слугують субстанцією для виробництва БАД «Альгінат кальцію». Хімічна будова альгінату кальцію представлена на рис.24.

Рис.24 Структурна формула альгінату кальцію

Як видно з структурної будови альгінат вигідно відрізняється від вихідної альгінової кислоти вмістом іонів кальцію.

Альгінові кислоти з водоростей отримують або осадженням з лужних розчинів альгінатів, або виділенням з альгінату кальцію.

Для отримання альгінату натрію (рис. 25) альгінову кислоту змішують з вуглекислим натрієм. Внаслідок нейтралізації карбоксильних груп альгінової кислоти утворюються альгінати. Отриманий в’язкий розчин альгінату натрію висушують до повітряно-сухого стану.

Харчовий альгінат натрію являє собою пластинки неправильної форми або порошок від світло-коричневого до темно-коричневого кольору. Згідно до вимог ТУ він повинен мати: вологість не більше 18%; зольність не більше 29%; вміст солей не більше 4,5%,; речовин, нерозчинних в гарячій воді не більше 0,5%. Вихід альгінату натрію з сухої дворічної японської ламінарії становить 20 – 25%, молекулярна маса 120000 – 200000.

Na₂CO₃

		Осадження альгінової кислоти

H₂SO₄

HCl

Рис.25 Схема виготовлення альгінату натрію

Альгінати калію, натрію, амонію рочинні в холодній і гарячій воді, альгінат кальцію нерозчинний при нейтральному рН. Альгінати нерозчинні в сольових розчинах, але розчиняються в гарячих розчинах цукру.

Розчини альгінату мають низьку в'язкість при рН вище 5,5, і високу – при рН нижче 5,5. Діапазон розчинності альгінатів 0 – 80%.

Утворення гелю альгінату протікає при рН нижче 4 або в присутності іонів Са²⁺ в кількості 20 – 70мг/т альгінату. Кислотний альгінатний гель м'який, стійкий і тиксотропний. Кальцієвий гель дуже ламкий і термонеобернений. Міцність гелю збільшується із збільшенням концентрації Са²⁺ і при рН нижче 3,6.

Механізм утворення альгінатних гелів полягає в зв’язуванні іонів кальцію між ланцюгами полігаларонату, тобто відома модель «решітка для яєць». Ланцюги молекул, що упаковані в такій конфігурації, мають пори і порожнини, які відповідають розміру іонного радіуса Са²⁺. Утворення гель протікає інтенсивно при заповненні пор іонами кальцію.

Відомо декілька способів утворення альгінатного гелю:

– використання безпосередньо солей кальцію як неорганічних, так і органічних, в т.ч. і альгінату кальцію;

– використання похідних сполук;

– зброджування молочної кислоти;

– використання морської води та ін.

Утворення альгінатного гелю з використанням солей кальцію. Безпосереднє використання солей кальцію полягає в обробленні 1 – 3% – вого водного розчину альгінату натрію неорганічними або органічними сполуками кальцію, які можуть бути у вигляді розчинів або твердих речовин. В якості солей кальцію використовують хлорид кальцію, сульфат кальцію, оцтовокислий кальцій або глюконат кальцію. Суть процесу полягає в тім, що розчин солей кальцію по краплям вводять в розчин альгінату натрію, в результаті чого утворюється гель у вигляді кульок.

По іншому способу на поверхню пластикової стрічки наносять шар альгінату натрію, який потім занурюють в розчин солі кальцію, після чого отримують нерозчинний у воді шар. Якщо солі кальцію додавати безпосередньо в розчин альгінату натрію, то відбувається швидке утворення гелю і дуже важко отримати його однорідним. Але якщо використовувати зерноподібні сполуки лимоннокислого кальцію, то можна уникнути вищезазначеного недоліку і встановлювати визначену форму гелю та регулювати час його отримання.

Утворення альгінатного гелю з використанням похідних сполук.

При використанні похідних сполук, як правило використовують сульфіт кальцію. Розчин альгінату натрію змішують з подрібненим до стану пудри сульфітом кальцію і ретельно перемішують. Реакція протікає повільно, за 24 години не з'являються видимі її ознаки. Після того, як розчин стане однорідним, необхідно додати невелику кількість пероксиду водню. І тоді сульфіт кальцію дає сірчану кислоту, яка безпосередньо вступає в реакцію з альгінатом натрію. Крім того, сульфіт кальцію під дією кисню переходить в сульфат кальцію, який також може перетворювати альгінат кальцію в гель.

Утворення альгінатного гелю способом молочнокислого бродіння. Спосіб молочнокислого бродіння за звичайних умов дає стійкий гель. Але з причини тривалості процесу бродіння даний спосіб потребує багато часу. Крім того, в ході реакції збільшується в'язкість системи тому з часом при утворенні гелю швидкість реакції зменшується. З іншого боку, при цьому способі утворюється вуглекислий газ, який зменшує міцність гелю. Для здійснення даного процесу в розчин альгінату натрію додають цукри, карбонат кальцію і молочнокислі бактерії; створюють необхідні температурні умови. Утворена в процесі бродіння молочна кислота вступає в реакцію з карбонатом кальцію, в результаті чого утворюється молочнокислий кальцій і вуглекислий газ. На початку процесу вуглекислий газ розчиняється в розчині, а молочнокислий кальцій реагує з альгінатом натрію. При цьому утворюється гель альгінату кальцію. Даний спосіб, хоча й дає гель невисокої міцності, але є одним з найбільш безпечних для здоров'я людини.

Дата добавления: 2015-08-26 | Просмотры: 1621 | Нарушение авторских прав