Acid alginic | |
![]() Alginat Acid alginic ![]() |
|
Identificare | |
---|---|
Numele IUPAC | acid (2 R , 3 S , 4 R , 5 R , 6 S ) -6 - [(2 R , 3 R , 4 R , 5 R , 6 S ) -2-carboxi-4,5-dihidroxi-6- metoxioxan-3-il] oxi-4,5-dihidroxi-3-metoxoxan-2-carboxilic |
Sinonime |
acid alginic |
N o CAS | |
N o ECHA | 100.029.697 |
N o EC | 232-680-1 |
Codul ATC | A02 |
PubChem | 25147441 |
N o E | E400 |
ZÂMBETE |
CO [C @ H] 1 [C @@ H] ([C @ H] ([C @ H] (O [C @ H] 1C (= O) O) O [C @@ H] 2 [ C @ @H] ([C @ H] ([C @ H] (O [C @ H] 2C (= O) O) OC) O) O) O) O , |
InChI |
InChI: InChI = 1S / C14H22O13 / c1-23-7-3 (15) 6 (18) 14 (27-9 (7) 11 (19) 20) 25-8-4 (16) 5 (17) 13 (24-2) 26-10 (8) 12 (21) 22 / h3-10.13-18H, 1-2H3, (H, 19.20) (H, 21.22) / t3-, 4-, 5-, 6-, 7 +, 8-, 9-, 10-, 13 +, 14 + / m1 / s1 |
Aspect | pulbere fibroasă de culoare albă până la galben pal, fără gust, practic inodoră |
Proprietăți chimice | |
Formula brută | (C 6 H 8 O 6 ) n |
Masă molară | 20 000 până la 240 000 g · mol -1 |
Proprietăți fizice | |
Solubilitate | sol. în hidroxizi alcalini, practic insolubili. în etanol (95%) și în alți solvenți organici |
Masa volumică | 1,601 g · cm -3 |
Ecotoxicologie | |
DL 50 | > 5000 mg · kg -1 (șobolan, oral ) 1600 mg · kg -1 (șobolan, ip ) |
Unități de SI și STP, cu excepția cazului în care se prevede altfel. | |
Acidul alginic și derivații săi ( de bază conjugată , săruri și esteri) cu alginații sunt polizaharide obținute din " Brown alge : a laminar sau Fucus . Variantă de culoare de la alb la maro gălbuie, se vinde sub formă filamentoasă, granulară sau sub formă de pulbere.
Este o componentă importantă a biofilmelor produse de anumite bacterii pentru a se proteja (de exemplu: de Pseudomonas aeruginosa , un agent patogen major găsit în plămânii anumitor persoane cu fibroză chistică sau de Borrelia responsabilă de boala Lyme ); aceste biofilme sunt foarte rezistente la antibiotice și la celulele albe din sânge, care par să nu le considere străine.
Proprietățile alginatului de sodiu au fost studiate în Tiree ( Scoția ) în anii 1860 de către chimistul englez Edward Charles Cortis (1837-1899), mai cunoscut sub numele de: ECC Stanford ( pentru: Edward Charles Cortis Stanford).
Brevetul a fost depus în 1881 fără succes comercial.
Apoi a extras, folosind o soluție alcalină, un lichid vâscos dintr-o algă brună din genul Laminaria . El numește acest produs „algin”, al cărui termen este încă frecvent utilizat pentru a desemna alginat de sodiu.
Alginatul de sodiu este o sare extrasă din acest lichid vâscos care provine din peretele celular al algelor brune. Funcția sa naturală este de a crește flexibilitatea algelor. Algele care cresc în ape aspre au, în general, un conținut mai mare de alginat decât cele care cresc în apele calme.
Deși toate algele brune pot fi o sursă de alginat, variațiile structurii lor chimice influențează proprietățile produsului final. Prin urmare, se recoltează diferite specii în funcție de utilizările pentru care sunt destinate. Cele mai populare alge sunt Macrocystis pyrifera (California) și Ascophyllum nodosum , cultivate în Atlanticul de Nord.
O listă a dezvoltărilor brevetelor a fost stabilită în 1997 în diferite domenii de aplicare de către biochimistul: Amos Nussinovitch.
Alginatul permite diverselor bacterii să producă biofilme care le fac de până la 1000 de ori mai rezistente la antibiotice decât atunci când trăiesc libere
Acidul alginic de pe piață se obține din anumite alge; permite producerea fibrelor de alginat de sodiu și calciu. Alginatele alcaline formează soluții coloidale vâscoase în apă. Dacă acidul alginic este insolubil în apă, alginatul de sodiu este foarte solubil în apă, iar alginatul de calciu este solubil numai în mediu bazic, în special în soluțiile de săpun care sunt aproape întotdeauna destul de alcaline. Fibrele sale sunt, de asemenea, utilizate ca suporturi pentru pasageri, care vor fi eliminate după fabricare, prin spălare sau prin plombare. Pentru a transforma articolele în alginate insolubile, acestea sunt utilizate sub formă de săruri de beriliu sau de crom .
Alginați pot forma hard si termostabile geluri utilizate ca aditivi alimentari ( E400 la E405 ) care să permită reconstrucția alimentelor ( șuncă , cordoane albastre , pește pane , etc. ). Alginatele dau o textură cremoasă multor alimente precum înghețata.
Alginatul este un polimer format din doi monomeri legați între ei: manuronat sau acid manuronic , dintre care unii sunt acetilați și guluronat sau acid guluronic . Legarea se face prin β-1-4. Proporția și distribuția acestor doi monomeri sunt decisive pentru o extindere largă a proprietăților fizice și chimice ale alginatului. Compoziția sa chimică variază între diferite specii de alge, diferite părți ale aceleiași plante și este supusă modificărilor sezoniere. Cu toate acestea, selectând materii prime cu proprietăți diferite, este posibil să se fabrice o varietate de alginat cu caracteristici constante.
Algele marine sunt tăiate și curățate după recoltare. Apoi, se lasă să se macereze în acid mineral diluat pentru a fi demineralizat. Alginatul conținut în algele marine este astfel transformat în acid alginic și, în același timp, unii constituenți nedoriti sunt îndepărtați. Algele demineralizate sunt măcinate în prezența unei săruri alcaline sau alcaline pentru a neutraliza acidul alginic și pentru a dizolva acesta din urmă sub forma sării corespunzătoare. Alginatul este extras și prelucrat. Se precipită, se presează, se spală și se scurge, apoi se neutralizează, se usucă și se macină la dimensiunea de particule dorită. Apoi obținem diferite săruri cu proprietăți foarte specifice: alginatele metalelor alcaline (sodiu, potasiu, magneziu etc. ) sunt solubile în apă, în timp ce acidul alginic și derivatul său de calciu (calciu, aluminiu, fier etc. ) sunt practic insolubile în acesta. Sărurile solubile se dizolvă la temperaturi scăzute și formează soluții groase, vâscoase, geluri rezistente la căldură.
Alginatele sunt utilizate ca agenți de îngroșare, agenți de gelifiere, emulgatori și stabilizatori într-o mare varietate de produse industriale, de la jeleuri alimentare, produse cosmetice, la vopsele și cerneluri de imprimare. Laptele gelifiate se fac cu alginate și caragenani , care produc deserturi lactate pasteurizate.
MedicalMărgelele de alginat pot fi folosite și în medicină pentru a încapsula medicamente sau substanțe biologice fragile (enzime, microorganisme, celule animale sau umane). Alginatul poate fi utilizat și la fabricarea anumitor pansamente.
Un exemplu promițător de utilizare a alginatelor în domeniul medical este încapsularea celulelor pancreasului: insulele Langerhans. Aceste celule permit secreția unui hormon implicat în reglarea zahărului din sânge: insulina.
Această idee de încapsulare a acestui tip de celule vine din dorința de a găsi o alternativă la transplanturile pancreatice, acest tip de transplant necesitând în paralel un tratament imunosupresor greu pentru a evita orice risc de respingere. În plus, tratamentele de acest fel sunt adesea cauza diferitelor efecte secundare.
Multe studii științifice sunt interesate de încapsularea (în) insulelor Langerhans . Un studiu a constat în evaluarea funcționării corecte a insulelor încapsulate de Langerhans transplantate la șoareci diabetici pe o perioadă lungă de câteva luni. Microcapsulele de alginat au fost reticulate folosind bariu, care este un cation divalent. De obicei, reticularea se face mai mult cu calciu, aceasta se numește alginat de calciu . Se pare că bariul face posibilă obținerea unor microcapsule mai stabile.
Înainte de transplantarea mărgelelor în șoareci, a fost testată eficiența ex-situ a insulelor încapsulate de Langerhans. Odată ce acest prim pas a fost validat, microcapsulele de alginat pot fi transplantate la șoareci. Rezultatele acestui studiu arată o anumită protecție a celulelor împotriva reacțiilor sistemului imunitar. Acest lucru explică de ce în timpul studiului, insulele Langerhans care nu au fost încapsulate și-au pierdut toată capacitatea după doar câteva zile la șoareci (între 4 și 8 zile). Mai mult, șoarecii diabetici au găsit un nivel similar de zahăr din sânge comparativ cu șoarecii non-diabetici. În cele din urmă, celulele încapsulate prezintă o viabilitate bună (de ordinul a aproximativ 85%).
Alte studii concentrează pe încapsularea insulelor Langerhans și sunt mereu în căutarea reînnoirii, îmbunătățirii tehnicilor, obținând microcapsule mai eficiente.
O nouă echipă de cercetători a dezvoltat o nouă perlă de alginat prin schimbarea metodei obișnuite de reticulare prin adăugarea unei etape de metilacrilare. Această a doua etapă este modificarea grupării carboxil prin adăugarea clorhidratului de metacrilat, 2-aminoetil metacrilat (AEMA) la alginat. Acest grup este ușor fotoactivat prin utilizarea UV, care generează legături covalente și o structură mai organizată.
Alginat de propan-1,2-diol ( E405 ), esterul acidului aliginique este utilizat, de exemplu, pentru a stabiliza spume (vin, aditiv bere, etc. ), și este de asemenea utilizat într - un preparat metoda de microcapsule.
Alginatul este, de asemenea, utilizat pentru a face aruncări pe corpul uman datorită calităților sale hipoalergenice. Este adesea produsul folosit de stomatologi pentru prelevarea amprentelor dentare . Culoarea sa variază de la alb cremos la fildeș închis. Dimensiunea sa foarte fină a bobului permite impresii foarte fidele.
Artă și divertismentDe asemenea, este folosit de specialiștii în efecte speciale din cinematografie pentru a reproduce părți ale corpului uman .
Start-up-ul „Ooho”, fondat în 2014, a reușit să încapsuleze aproximativ 4cl de apă într-o membrană din alginate. Acest lucru ajută la combaterea utilizării plasticului pentru sticlele de apă. Pentru a bea apa conținută în capsulă o puteți străpunge sau pur și simplu înghiți capsula întreagă, membrana alginat fiind comestibilă.
În 2014, Franța a fost un exportator clar de acid alginic, conform obiceiurilor franceze. Au fost exportate lunar în medie 290 t și importate 90 t , cu un preț mediu observat la frontieră de 9.000 € / t .
În Franța, utilizarea aditivilor care pot fi utilizați la fabricarea produselor alimentare destinate consumului uman a făcut obiectul aplicării unui decret din 1989.