Alginsav termelés a világon. Alginátok az orvostudományban és a kozmetológiában. Alginsav e400

Az alginsavak (a lat. alga - tengeri fű, alga) poliszacharidok, amelyek molekulái β-D-mannuronsav és β-L-guluronsav maradékaiból épülnek fel, amelyek piranóz formában vannak, és lineáris láncokba kapcsolódnak. glikozidos kötések. A polimannuronsav blokkok viszkozitást adnak az alginát oldatoknak, a guluronsav blokkok a gélerősségért és a kétértékű fémionok specifikus megkötéséért felelősek. Az alginátok amorf színtelen vagy enyhén elszíneződött anyagok. Hideg vízben rosszul oldódik, forró vízben és lúgos oldatokban oldódik; savanyításkor az oldatok géleket képeznek. Alginátok több mint 300 barna algafajból nyerhetők, amelyek sejtfalának szerkezeti elemei ezek, különösen a Laminaria hyperborea, Macrocystis pyrifera és Ascophyllum nodosum, kisebb mértékben a L. digitata, L. japonica, Ecklonia maxima, Lessonia nigrescens és néhány Sargassum faj.

Alginátok alkalmazása

Alginsavak sói - sűrítőszerek, szuszpenziók és paszták stabilizátorai. A vízben oldhatatlan alginátok hidrofób tulajdonságait vízálló fonalak, szövetek és bőrruházat gyártásához használják fel. Az alginátokat a textiliparban használják festékek sűrítésére. A cellulóz- és papíriparban a papír kikészítésére használják. Élelmiszeriparban a termékek eltarthatóságát növelő kapszulázásra, nedvességmegtartó szer, amely szabályozza a termékben lévő víz aktivitását és ezzel megakadályozza a kiszáradást. A mártások, majonézek és krémek 0,1-0,2%-os nátrium-alginát hozzáadása javítja a habverést, egyöntetűséget, és megakadályozza a leválást. A 0,1-0,15%-os nátrium-alginát bevitele a lekvárokba és lekvárokba megakadályozza a cukrosodást. Zselésítő szerek fagylalt és egyéb tejtermékek gyártásában. Gyógyszerek és kozmetikumok gyártásában használják.

Az alginsavak és alginátok számos figyelemre méltó tulajdonsággal rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik a gyógyászatban való felhasználásukat:

• - ioncserélő tulajdonságok, amelyek alátámasztják a szervezet védelmét a nehézfémek sóitól;
• - radionuklidok eliminációs képessége;
• - antiallergén és immunmoduláló tulajdonságok, amelyek az immunkomplexek, az immunglobulin E felszívódásához kapcsolódnak, serkentik az immunglobulin A szekrécióját;
• - a makrofágok funkcionális aktivitásának helyreállításának képessége, amely biztosítja antimikrobiális, gombaellenes és vírusellenes aktivitásukat;
• - kifejezett regeneráló és citoprotektív hatás a sérült szövetekre;
• - antireflux hatás;
• - magas szorpciós aktivitás;
• - a bélmozgást helyreállító és serkentő hatás, valamint a gyomor-bél traktus lumenének duzzanata miatti burkoló hatás;
• - gyenge ozmotikus hashajtó hatás.

Számos cikket ajánlunk figyelmébe a hínár egyedülálló gyógyító tulajdonságairól (L. A. Zubov, az orvostudományok kandidátusának azonos című könyve alapján)

• Értékes anyagok - mikro- és makroelemek, vitaminok az algákban.
• A jódhiány megelőzése vagy a pajzsmirigy táplálása.
• Segítse az immunrendszert, immunszabályozók. Allergia megelőzés.
• Algakészítmények használata gyomor, gyomor-bélrendszeri betegségek kezelésére.

Alginátok. Az alginsav alkalmazása a farmakológiában.

A 19. században a tudósok először fedezték fel, hogy egyes tengeri növények alginsavat tartalmaznak. Néhány évvel később ezt a savat algának nevezték. Ennek a poliszacharidnak köszönhető, hogy a tengeri kel számos gyógyító tulajdonsággal rendelkezik. A Laminaria 15-30% alginsavat tartalmaz. Az alginsav, mint más természetes eredetű poliszacharidok - cellulóz, pektinek, keményítő, számos hasznos tulajdonsággal rendelkezik, ugyanakkor egyedülálló tulajdonságai is megkülönböztetik.

Mi ez az alginsav?

Az alginsav egy poliszacharid. A tengeri poliszacharidok széles körű felhasználása olyan tulajdonságoknak köszönhető, mint a duzzadás képessége, viszkozitása, valamint a különböző szerkezetekkel való kölcsönhatás. Az alginsav poliuronsavak hosszú lánca, amely algarostokat alkot. Ezek a rostok két monomer egységből állnak - guluronsavból és mannuronsavból különböző arányban. Az algarostok nem emésztődnek meg, és a belekben ürülnek ki. Az alginsav a legtöbb szerves oldószerben, így a vízben is, más természetes polimerekhez hasonlóan nem oldódik. Az alginátok, az alginsav sói eltérően viselkednek. A kálium-alginát, a nátrium-alginát és a magnézium-alginát nagyon jól oldódik vízben, és viszkózus oldatokat képez. Az alginátok ezen tulajdonsága lehetővé teszi, hogy sűrítőszerként, stabilizátorként használják élelmiszertermékek és gyógyszerek gyártásában. Ha nátrium-apginátot adunk a kalciumionokhoz, könnyen gél képződik. Az alginsav a saját tömegénél 300-szoros vizet is képes adszorbeálni.

Az alginsav ioncserélő tulajdonságai ugyanazok. A kationok sorait tártuk fel az alginsavval való kapcsolatuk növelésének sorrendjében - ha valamelyik kation erősebben kötődik hozzá, akkor egy másik kationt kiszorít a vegyületből. Például a réz-, ólom-, stroncium-, báriumkationok nagyobb affinitást mutatnak az alginsavhoz, mint a kalcium-kationok, így a kalcium-kationokat az ólomkationok kiszorítják a kalcium-apginátból, és az utóbbiak maguk is szorosan kötődnek az alginsavhoz.

A barna hínár az egyetlen forrás az alginsav előállításához. Évente 25 ezer tonna alginsavat állítanak elő a bolygón. Az alginsavat és származékait az illatszer- és kozmetikai iparban, az orvostudományban, a borászatban, a textiliparban, az élelmiszeriparban és más iparágakban alkalmazták.

Az utóbbi időben drámaian megnőtt az alginátok iránti kereslet az orvostudományban. Az orvostudományban az alginátokat biológiailag aktív anyagokként használják gyógyászati ​​készítményekben vagy a kész gyógyszerek segédanyagaiban. Az alginátok azon tulajdonsága miatt, hogy vízben megduzzadnak és gélszerű oldatokat képeznek. szétesést elősegítő szerként használják a tabletták összetételében, ami növeli a tabletták felszívódását a gyomor-bél traktusban. Az apginsavat a tabletták 20%-ában használják. A "Pentalgin" például tárolás közben gyorsan megszilárdul, ezért a gyomorban való feloldódási ideje 60 percre nő, és gyorsan el kell távolítanunk a fejfájást. Ha alginsavat adnak a Pentalginhoz, az oldódási idő 6-10 percre csökken.

A gyógyszerek legkényelmesebb formája a kapszula, a gyomornedv nem teszi tönkre a gyógyszert, és teljes mértékben felszívódik a belekben. A kapszulák gyártása során általában zselatint használnak, de ha a zselatin masszához alginátokat adunk, akkor a gyomor-bél traktus gyógyszerhez szükséges területein szelektív oldódású kapszulákat kapunk, miközben a gyógyszerek kifejezett hatást fejtenek ki és segítik a gyengítést. a gyomornedv hatása a gyógyszer aktív összetevőire. Ugyanakkor az alginsav és sóinak költsége jóval alacsonyabb, mint a gyógyszerek előállításához használt egyéb növényi kivonatoké. Az algakomponensek teljesen helyettesíthetik a drága kivonatokat. A fogászatban a nátrium-alginátot a protézisek gyártása során a foglenyomatok eltávolítására használják.

Az alginátok ezen és sok más tulajdonságát sikeresen alkalmazzák a gyógyszeriparban. A következő cikkekben arról lesz szó, hogy az alginsav-származékok hogyan segítik az egészség megőrzését kedvezőtlen környezeti helyzetben, védenek a modern betegségek - onkológiai, gasztrointesztinális, szív- és érrendszeri, vesebetegségek ellen, illetve erősítik az immunitást.

A tengeri moszat, főleg a barna - moszat, fucus, spirulina, a különféle iparágakban, köztük az orvostudományban és a kozmetológiában használt anyagok forrása. A különféle terápiás és profilaktikus gyógyszerek és kozmetikumok összetételében alkalmazott anyagok közül az agar, az alginsav és sói, a mannit nevezhető.

Az alginsav algákban való felfedezése óta a hínár számos gyógyító tulajdonságát ennek a savnak tulajdonítják. Az alginsav mellett a hínár más biológiailag aktív anyagokban is gazdag: nyomelemekben, vitaminokban.

Az alginsav egy poliszacharid, amely uronsav-maradványokból - mannurinsav és guluronsav - épül fel. Az alginsavak vízben nem oldódnak, de erősen higroszkóposak, vagyis nagy mennyiségű vizet képesek megkötni. Az alginsav sói (nátrium-, kálium-, magnézium-alginátok) vízben oldva viszkózus oldatokat képeznek. Ez a tulajdonság lehetővé teszi az alginátok sűrítőszerként, stabilizátorként, kötőanyagként történő felhasználását élelmiszeripari termékek gyártása során, segédanyagokként, amelyek felgyorsítják bizonyos adagolási formák felszívódását a gyomor-bél traktusban, bizonyos konzisztenciát biztosítva a kozmetikumoknak. Ezenkívül az alginátok aktív biológiai anyagok beszállítói is az orvosi és kozmetikai készítmények összetételében.

Az alginátok alkalmazása az orvostudományban.

Az alginátok fontosak az orvosi gyakorlatban, mivel képesek számos betegség – onkológiai, szív- és érrendszeri, vese-, gyomor-bélrendszeri – kialakulásának megelőzésére, valamint az immunrendszer erősítésére.

Az alginátok immunstimuláló hatása összefügg a fagocitózis aktiválásával (amely fokozza az antivirális és antimikrobiális reakciókat), valamint a túlzott mennyiségű immunkomplex adszorpciójával a vérben (így megakadályozza a gyulladásos és allergiás reakciók kialakulását). Az alginátok növelik a légutak és a gyomor-bél traktus bőrének és nyálkahártyájának védőfunkcióját a mikroorganizmusok patogén hatásával kapcsolatban azáltal, hogy serkentik a helyi specifikus védelemmel rendelkező antitestek (immunglobulinok A) szintézisét. A fagocitózis serkentésével daganatellenes hatást is kifejtenek. Az alginsav sói a koleszterin és a zsírsavak szorbensei, ezáltal kiküszöbölik az érelmeszesedés fő lehetséges okait. Az alginátok képesek megkötni és eltávolítani a nehézfém-ionokat a szervezetből, így sugárzásgátló hatást biztosítanak. A gyomor-bél traktus peptikus fekélyeinek kezelésére szolgáló készítményekben is szerepelnek, mivel képesek megállítani a vérzést, savlekötő tulajdonságokkal rendelkeznek, és serkentik a peptikus fekélyek gyógyulását. Különböző eredetű sebek, égési sérülések, trofikus fekélyek kezelésére alginát bevonatú kötszereket készítenek. Az ilyen kötszerek vízelvezető tulajdonságokkal rendelkeznek, felgyorsítják a sebtisztulást, védik a sebet a fertőzésektől és sérülésektől, hozzájárulnak a sebfolyamat és a gyógyulás kedvező lefolyásához.

Alginátok alkalmazása a kozmetológiában.

Az alginsav sói az alginát maszkok fő összetevői, amelyeket széles körben használnak az arc- és testbőr ápolására szolgáló szalonokban. Az alginátok egy por, amelyet közvetlenül a maszk felhordása előtt vízzel vagy speciális szérummal hígítanak, amíg krémes állagot nem kapnak. A maszk az ápolt, keményedő területre kerül fel, a maszk gumiszerű lég- és gázzáró filmréteget képez, amely rögzíti az arc és a test kontúrjait. Ezután ezt a filmet óvatosan eltávolítjuk egyenletes rétegben. Az arcon és a nyakon a maszkot a masszázsvonalak mentén spatulával alulról felfelé visszük fel, miközben a maszk kitölti a bőr minden egyenetlenségét, kifejezett lifting hatást biztosítva, csökkenti a homlok-, nyak- és nasolabialis ráncokat. redők.

Az alginát maszkok tiszta formájukban pozitív kozmetikai hatást fejtenek ki: feszesítik a bőrt, javítják a vérkeringést, kisimítják a mimikai ráncokat, de további biológiai komponensek (illóolajok, gyógynövény-kivonatok, kollagén, gyulladáscsökkentő anyagok, stb.) bennük lehetővé teszi használatuk nagyobb hatékonyságának elérését. A készítménybe bevitt aktív összetevőktől függően az alginát maszkok túlnyomórészt tápláló, hidratáló, tisztító, fehérítő tulajdonságúak, öregedésgátló, cellulitellenes és egyéb hatásúak.

Az alginát maszkok legfontosabb tulajdonsága, hogy az alginát maszk alá felvitt szérumok hatását fokozzák, és növelik a hatóanyagok beáramlását a bőr mélyrétegeibe. Ezért egy bizonyos irányú szérum kiválasztása nagymértékben meghatározza az eljárás végeredményét, például a hidratáló vagy ránctalanító szérum növeli egy hidratáló, illetve lifting eljárás hatékonyságát. Az alginát maszkok az olyan eljárások utolsó szakaszát jelenthetik, mint a mezoterápia, a fotorejuvenáció, a bőrirritációt megszüntető peeling.

A cikk elkészítéséhez felhasznált anyagok:
• 1. Bogdanova T.Ya., Kashkin A.P. és mások Alginsav fertőző betegségekben // St. Petersburg: NIIVS.
• 2. Zubov L.A., Savelyeva T.A. A tenger gyógyító ajándéka // Arkhangelsk: AOWC, 1997.

Leírás

Az alginsav vízben és a legtöbb szerves oldószerben oldhatatlan. Az alginsav egy része 300 tömegrész vizet adszorbeál, ami sűrítőanyagként való felhasználását eredményezi az élelmiszeriparban, különösen fagylaltok, szörpök, szószok és sajtok készítésénél.

Az alginsav egy heteropolimer, amelyet két poliuronsav-maradék (D-mannuronsav és L-guluronsav) képez különböző arányban, az alga típusától függően. Az alginátok az emberi szervezetben nem emésztődnek meg, és a belekben ürülnek ki.

Az alginsavat és az alginátokat széles körben használják a gyógyászatban (savlekötő szerként) és élelmiszer-adalékanyagként (sűrítőszerként).

Alginátok

Az alginsav sóit - alginátokat, különösen nátrium-alginátot (E401), kálium-alginátot (E402) és kalcium-alginátot (E404) alkalmaznak élelmiszer-adalékanyagként.

A kálium- és nátrium-alginátok kolloid oldatokat képeznek vízben, ellentétben az oldhatatlan alginsavval. A nátrium-alginát vizes oldatának kalciumionokat tartalmazó oldatokhoz (pl. kalcium-klorid) hozzáadása oldhatatlan kalcium-alginát gélek képződését eredményezi. Az alginátok ezen tulajdonságát mikrokapszulák és mesterséges sejtek létrehozására, valamint egyes élelmiszerek (például alginát alapú mesterséges vörös kaviár) előállítására használják. Kimutatták az élő baktériumokat - probiotikumokat - tartalmazó alginát kapszulák sikeres alkalmazását a belekbe való eljuttatásukra.

A fogászatban az adalékos alginátot lenyomatmasszaként használják - az állkapocs lenyomatának készítéséhez, további gipszmodell öntéssel. Hasonló célokra szilikon lenyomatmasszákat is használnak.

Az alginátokat a következő típusú biológiai aktivitás jellemzi:

• antimikrobiális hatás, a fakultatív flóra (candida és staphylococcusok) aktivitásának elnyomása;
• a természetes bél mikroflóra fenntartása;
• hemosztatikus hatás (vérzéscsillapító, aminek köszönhetően hatékonyak a gyomor-bél traktus erozív és fekélyes folyamataiban);
• a bél motoros funkciójának javítása (ami hozzájárul a székrekedés megelőzéséhez);
• burkoló akció;
• a kóros reflexek gyengülése, beleértve a fájdalmat is;
• a glükóz vékonybélből történő felszívódásának lassítása;
• immunmoduláló hatás;
• hipolipidémiás hatás (az atherogén vérfrakciók szintjének csökkenése, az atherosclerosis megelőzése);
• antitoxikus és sugárzásellenes hatás - nehézfémek (ólom, higany), radioaktív vegyületek (cézium, stroncium) hatékony és biztonságos megkötése és eltávolítása a szervezetből.

Alginsavak- a barna algák sejtfalának fő szerkezeti alkotóeleme Laminaria ,macrocystis pyrifera ,Fucus ,Phaeophyta A barna algák alginsavtartalma a légszáraz alapanyagok tömegének 20-40 tömeg%-a lehet. Alginsavakat is termelnek bizonyos típusú baktériumok, főként a nemzetségek képviselői Azotobacter vinelandii és Pseudomonas .

Történeti hivatkozás. Az alginsavakat először több mint 100 évvel ezelőtt izolálták számos barna algából, később kivétel nélkül minden barna algában megtalálhatók, ahol a sejtfal alkotórészei és a sejtközi anyag.

1982-ben, meglehetősen váratlanul, alginsavakat fedeztek fel a családba tartozó meszes vörös algák egyik fajában. Így r a llina ceae . Usov műveiben A.I. együttműködőkkel kimutatták, hogy az alginátok jelenléte valóban megkülönböztető jellemzője e család képviselőinek. Ezeket a poliszacharidokat más növényekben nem találták meg.

Nyugta

Az alginsavak ipari előállításához barna hínárokat használnak, főleg a laminaria nemzetségből ( Laminaria) és macrocystis ( macrocystis). Az algák biomasszáját ásványi sav híg vizes oldatával előkezelik a kis molekulatömegű vegyületek, kétértékű kationok és a kapcsolódó vízoldható poliszacharidok (laminarin, fukoidin) eltávolítására. A tisztított biomasszából származó alginsavakat szóda- vagy lúgoldattal extrahálják, és az extraktumból etil-alkohollal kicsapják, savanyítják vagy oldhatatlan Ca 2+ -sóvá alakítják.

Az alginsavak preparatív hozamát az alga biomasszában való tartalmuk felmérésére használjuk.

Kémiai szerkezet és molekulaszerkezet

Az alginsavak azok poliuronidok, azaz poliszacharidok, amelyek molekulái maradékokból épülnek fel uronsavak. Az alginsavak összetételében először találtak D -mannuronikus(1. a. ábra), majd L -guluron(1b. ábra) savak.

Részleges hidrolízist és a megfelelő diszacharid izolálását alkalmazva azt találtuk, hogy mindkét uronsav maradékai ugyanannak a polimermolekulának a részei. A modern elképzelések szerint a metilezés, a perjodát oxidáció számos eredménye és számos fizikai-kémiai szerkezeti elemzési módszer (főleg NMR spektroszkópia) alapján az alginsav makromolekulák lineárisak és maradékegységekből épülnek fel.  - D -mannuronikus(M) és  - L -guluronsav(G) található piranóz formaés kapcsolódó  -(1→4)-glikozidos kötések(2. ábra).

A bakteriális alginsavak abban különböznek az algáktól, hogy egyes hidroxilcsoportjaik általában ilyenek acetilezett, és az acetilcsoportok C 2 vagy C 3 pozíciót foglalnak el (néha mindkettőt egyszerre) a - D-mannuronsav.

A különböző forrásokból származó alginsavak eltérhetnek a mannuronsav és a guluronsav arányában (érték M/ G), valamint a monomer egységek eloszlása ​​a polimerlánc mentén. Az oligomer termékek részleges hidrolízisével és frakcionálásával azt találtuk, hogy a monomer egységek eloszlása ​​az alginsavak makromolekuláiban blokk karakter, azaz vannak olyan területek, amelyek szinte kizárólag bármely uronsav maradványaiból épültek ( M-blokkokés G-blokkok). Ezeket a blokkokat olyan régiók választják el, amelyek nagyjából azonos mennyiségben tartalmazzák mindkét monoszacharidot többé-kevésbé szigorúan váltakozó sorrendben ( MG-blokkok). Egy ilyen sajátos szerkezet a poliszacharid molekulák lépcsőzetes bioszintézisének eredménye, amelyben először lineáris polimannuronánok keletkeznek, majd ezekben a polimer prekurzorokban epimerizáció megy végbe a maradékok 5 részének C atomján - D-mannuronsav egy specifikus enzim hatására - polimannuronán-C (5) -epimeráz, ami maradékok megjelenéséhez vezet a polimerben - L-guluronsav.

Az egyes blokkok mérete és egymáshoz viszonyított helyzete döntően befolyásolja az alginsavak és sóik tulajdonságait - alginátok. Maradt- D-mannuronikus és - L A guluronsavak szerkezeti közelségükkel együtt (ezek a csoportok csak az egyik aszimmetriacentrum konfigurációjában különböznek, nevezetesen a C 5 atomnál (lásd 1. ábra)) a piranóz gyűrűvel ellentétes konformációval rendelkeznek (illetve 4 TÓL TŐL 1 és 1 C4), ami a polimermolekulák teljesen eltérő formájához vezet a régiókban poly-Més poli-G(3. ábra).

Ezenkívül a hidroxilcsoportok - D-a mannuronsav diekvatoriálisan helyezkednek el, ami a monoszacharid-maradékok egységeinek egy megnyúlt láncba asszociációjához vezet, melynek szerkezete ún. "szalag". A maradékok hidroxilcsoportjai - L-guluronsav diaxiálisan helyezkednek el. Ha láncba egyesítik, akkor egy „szalag” szerkezet is kialakul, de hajtogatott típusú. Mivel a G-blokkok szomszédos egységei elég közel vannak egymáshoz, az OH csoportok között hidrogénkötések jönnek létre. Stabilizálják a láncot, ami a G-blokkokat merevebbé teszi az M-blokkokhoz képest, amelyek nem rendelkeznek intramolekuláris H-kötésekkel.