Производство альгиновой кислоты в мире. Водорослевая аптека. Откуда берутся альгинаты

Для цитирования: Васильев Ю.В. Гевискон как производное альгинатов в терапии гастроэзофагеальной рефлюксной болезни // РМЖ. 2012. №15. С. 800

В последние годы отмечается тенденция к увеличению распространенности и заболеваемости гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью (ГЭРБ) населения различных стран [Васильев Ю.В. и соавт., 2007]. Этот факт делает чрезвычайно важными своевременную диагностику данного заболевания и оптимальное лечение больных. В диагностике и терапии ГЭРБ в России в настоящее время достигнуты определенные успехи. Этому способствовало внедрение в практику обследования больных современных эндоскопических методов и лечения ингибиторами протонного насоса и/или антагонистами гистаминовых Н2-рецепторов. Однако использование лекарственных препаратов этих классов не всегда дает возможность решить все проблемы, связанные с течением ГЭРБ, в том числе и с ее осложнениями, прежде всего с развитием пищевода Барретта и последующей его трансформацией в аденокарциному пищевода, чему способствует патологический (длительный по времени) гастроэзофагеальный рефлюкс (ГЭР).

Альгинаты и альгиновая кислота. В результате исследований по разработке новых методов лечения больных ГЭРБ была предложена идея использования препаратов из морских водорослей. Эти растения были первой формой жизни, оставившей ископаемый отпечаток в скальных породах. Чудодейственная сила морских водорослей известна с давних времен: в Древнем Китае их применяли для лечения нарывов и злокачественных опухолей, а в Индии - как эффективное средство в борьбе с некоторыми заболеваниями желез внутренней секреции. Упоминание о целебных свойствах морских водорослей можно найти и в записях великого русского исследователя С.П. Крашенинникова, сделанных им после экспедиции на Камчатку в XVIII в.: «Оную траву курилы мочат в студеной воде и пьют от великого резу».
В начале XIX в. Стенфорд открыл в составе некоторых морских растений альгиновую кислоту. Так, ее содержание в бурых водорослях семейства ламинария колеблется от 15 до 30%.
В настоящее время существует четыре основных группы морских водорослей, среди которых выделяют зеленые (Chlorophyceae), коричневые (Phodophyceae), сине-зеленые (Cyanophyceae) и красные (Rhoclophyceae). Во многих морских водорослях присутствуют соли альгиновой кислоты - альгинаты (так, из бурой водоросли ламинарии получают альгинаты К, Са, Mg). До настоящего времени альгинаты не найдены в растениях, проживающих на Земле (вне жидкой постоянной среды обитания). Поэтому морские водоросли - единственный сырьевой источник для получения альгиновой кислоты и ее солей.
Альгинаты являются мощными сорбентами радионуклидов, солей тяжелых металлов, жирных кислот, холестерина, различных аллергенов, бактериальных, грибковых и вирусных токсинов, оказывают заметное иммуномодулирующее действие за счет восстановления баланса иммунных реакций, удаляют из организма избыток циркулирующих иммунных комплексов, стимулируют фагоцитоз, восстанавливают активность клеточных рецепторов. Альгинаты обладают ранозаживляющей способностью и ускоряют реабилитацию после травм, хирургических операций и родов. Сочетание в них иммуномодулирующих и сорбирующих свойств обеспечивает успех антисептической и сорбционной терапии хронических заболеваний.
Зачем же нужна альгиновая кислота водорослям? Дело в том, что нормальному течению различных биохимических реакций мешают ионы разных металлов, проникающие внутрь клетки через оболочку водоросли. Оболочка клетки (мембрана) водоросли не может в полной мере защитить клетку от проникновения ионов металлов. Именно поэтому необходима альгиновая кислота, которая связывает проникшие в клетку ионы, а клетка выделяет образовавшиеся альгинаты на поверхность клетки. Таким образом, клетка непрерывно вырабатывает альгиновую кислоту и тем самым очищается от токсичных для нее ионов металлов.
Широкое использование альгинатов в производственной деятельности человека связано с такими их свойствами, как вязкость, способность к набуханию; альгинаты калия и натрия в воде образуют коллоидные растворы. Альгиновая кислота представляет собой длинные цепи полиуроновых кислот, образующих волокна. Они состоят из двух различных мономерных единиц (маннуроновой и гиалуроновой кислоты) в разных пропорциях. Волокна альгинатов не перевариваются организмом человека, а выводятся через желудочно-кишечный тракт (ЖКТ). Как и другие природные полимеры, альгиновая кислота нерастворима в воде и в большинстве органических растворителей. Кроме того, она обладает замечательной способностью адсорбировать воду (почти в 300 раз больше собственного веса), а также ионообменными свойствами.
При образовании чрезмерного количества таких иммунных комплексов в крови человека его организм не успевает от них очиститься. Их избыточное количество практически во всех органах повреждает сосудистую стенку мельчайших кровеносных сосудов и вызывает воспалительную реакцию. Это происходит при многих заболеваниях (бронхиальная астма, ревматизм, ревматоидный артрит, гломерулонефрит, хронический гепатит, миастения, аутоиммунные анемии, тромбоцитопении). Альгинаты способны сорбировать (связывать) и избыточное количество особого класса иммуноглобулинов (Е), играющих определенную роль в развитии острых аллергических реакций и заболеваний.
Соли альгиновой кислоты (натриевая, калиевая, магниевая, кальциевая) обладают уникальными иммуностимулирующими и превосходными противорадиационными свойствами. Альгинаты специфически и избирательно связывают и выводят из организма, например, ионы стронция. При этом оказалось, что катионы стронция вне зависимости от того, стабильный это элемент или радиоизотоп, обладают одинаковым специфическим сродством к альгинатам. Альгинаты связывают изотопы стронция и выводят из организма, взамен отдают ионы кальция.
Уже давно экспериментально и клинически установлено, что с помощью альгинатов имеется возможность останавливать местные кровотечения и стимулировать заживление язвенных поражений слизистой оболочки желудка и кишечника. В основе механизма этих процессов лежит реакция нейтрализации альгинатом натрия соляной кислоты желудочного сока. Образующаяся при этом в виде вязкого геля альгиновая кислота обволакивает слизистую оболочку желудка, предохраняя ее от дальнейшего воздействия соляной кислоты и пепсина, что оказывает положительное влияние на остановку кровотечений. Таким образом, альгинаты действуют не только «механически», но и участвуют в процессе пищеварения, нейтрализуя соляную кислоту.
Сама альгиновая кислота в процессе пищеварения разбухает, оказывая нежное обволакивающее действие на стенки ЖКТ, способствуя в то же время значительному ослаблению патологических рефлексов, в том числе и болевых. Обволакивающее действие альгиновой кислоты способствует задержанию всасывания воды в кишечнике, что приводит к нормализации стула. Безопасность альгинатов была оценена FAG/WHO «Объединенный экспертный комитет по пищевым добавкам» (JECFA), который установил приемлемое ежедневное потребление как «не ограниченное» для альгиновой кислоты и ее солей.
Гевискон (Gaviscon). Появление на фармакологическом рынке России препарата Гевискон, относящегося к группе альгинатов и обладающего другим медикаментозным действием (в отличие от ингибиторов протонного насоса, антагонистов гистаминовых H2-рецепторов, антацидных препаратов и прокинетиков), вызвало значительный интерес врачей, прежде всего гастроэнтерологов.
Гевискон - суспензия для приема внутрь (мятная), в состав которой включены активные вещества (натрия альгинат - 500 мг, натрия гидрокарбонат - 267 мг, кальция карбонат - 60 мг). Фармакодинамика Гевискона: при приеме внутрь препарат, как показали наблюдения, быстро реагирует с кислым содержимым желудка. При этом образуется гель альгината, препятствующий возникновению ГЭР, т.е. проникновению содержимого желудка в пищевод. По существу, при контакте Гевискона с кислотой желудка на поверхности содержимого желудка образуется вязкий пенистый слой с почти нейтральным рН, затрудняющий поступление желудочного рефлюкса в пищевод. Уже первое исследование, проведенное в России по изучению эффективности Гевискона в лечении больных ГЭРБ мужчин и женщин в возрасте от 32 до 53 лет (средний возраст больных - 45,4±5,7 года), прежде всего в устранении изжоги и патологического желудочно-пищеводного рефлюкса, показало целесообразность использования этого препарата в терапии ГЭРБ . До лечения, по данным ЭГДС, почти у всех больных, согласно эндоскопической классификации, наиболее часто используемой в ЦНИИГ , выявлена ГЭРБ в стадии рефлюкс-эзофагита (лишь у одного из этих больных были эрозии слизистой оболочки пищевода). В течение 2 нед. больным в виде монотерапии проведено лечение Гевисконом 4 раза/сут. соответственно по 20 мл через 30 мин. после трех основных дневных приемов пищи и перед сном.
Эффективность Гевискона доказана у 84% больных : на фоне приема препарата рН содержимого пищевода не изменяется, не нарушается и работа пищеварительных ферментов. При оценке полученных данных мы учитывали, что желудочно-пищеводный рефлюкс может считаться патологическим лишь в тех случаях, когда частота его появления составляет более 50 раз в сутки или когда рН достигает 4,0 и более низких цифр, превышающих 4,2% всего времени записи . Для стандартизации заключения суточной рН-метрии традиционно использован обобщенный показатель De Meester, повышение которого более 14,72 свидетельствует о наличии ГЭРБ. Проведенное исследование показало, что после приема 20 мл Гевискона отмечается отсутствие патологических рефлюксов (рН<4) в течение 3,5 ч .
Терапия Гевисконом оказала положительный эффект даже при наличии щелочных рефлюксов. Анализ результатов устранения основных клинических симптомов, выявленных до лечения больных Гевисконом, включая и изжогу, показал эффективность препарата в терапии ГЭРБ: изжога уменьшилась и/или исчезла на фоне проведенного лечения Гевисконом за 2,4±0,8 дня, отрыжка воздухом - в течение 3,2±4 дней, регургитация - за 2,8±1,7 дня.
Проведенное исследование показало эффективность устранения желудочно-пищеводного рефлюкса у больных ГЭРБ уже в первый день приема Гевискона (по данным 24-часовой рН-метрии), а также основных клинических симптомов ГЭРБ в течение 2-3 дней. Эти факты свидетельствуют о целесообразности применения данного препарата в терапии ГЭРБ. Подтверждено и одно из основных достоинств Гевискона - возможность препятствовать проникновению в пищевод содержимого желудочно-пищеводного рефлюкса, включая кислоту, панкреатические ферменты, желчь и пепсин. Учитывая эффективность Гевискона в устранении желудочно-пищеводного рефлюкса и, собственно, изжоги, данный препарат целесообразно использовать в терапии ГЭРБ (при наличии основных и внепищеводных симптомов), а также в комплексном лечении рефлюкс-эзофагита любой этиологии и при наличии эпизодической изжоги у здоровых лиц.
Гевискон форте в терапии ГЭРБ у беременных женщин. Изжога и ГЭР - нередко возникающие симптомы ГЭРБ у беременных женщин (45-85%). Эти симптомы, чаще легкие или умеренные, обычно исчезают после родов. Но изжога может вызывать большее недомогание, чем другие потенциально более серьезные состояния, а при отсутствии лечения - привести к нарушению сна и пищеварения, оказывая неблагоприятное воздействие на эмоциональное состояние матери. Дополнительным, но малообсуждаемым последствием болезни регургитации является бронхоспазм, так как отрыгиваемый материал достигает нижних воздухоносных путей.
ГЭР и изжога требуют быстрого и эффективного устранения и лечения больных. В случае с беременными женщинами существует дополнительное опасение за безопасность плода. Несмотря на то, что главные структуры органов формируются за 12 нед., и период, когда могут возникнуть пороки развития, существует в течение 16 нед. после зачатия, лекарство, принимаемое на более поздних сроках беременности, также может нарушить развитие плода. Поэтому любое лечение, не связанное с системным воздействием, является более предпочтительным.
Наиболее часто в лечении беременных женщин врачи используют симптоматические лекарственные препараты, отдавая предпочтение препаратам с наименьшим системным действием - антацидам и альгинатам.
Новая модификация Гевискона - Гевискон форте представляет собой уникальный альгинатсодержащий антирефлюксный препарат, в составе которого содержится значительно меньше натрия. После приема внутрь Гевискон форте создает мощный защитный барьер в желудке, предотвращая поступление содержимого дуоденогастроэзофагеального рефлюкса в пищевод. Гевискон форте оказывает несистемное воздействие, образуя вязкий, почти нейтральный «плот» с низкой плотностью, который плавает над содержимым желудка, физически преграждая его попадание в пищевод.
Проведенная оценка эффективности и безопасности Гевискона форте при лечении беременных женщин по 5-10 мл (при необходимости не более 40 мл/сут.) показала следующее: у 150 беременных женщин, принимавших Гевискон форте по 60 мл/сут., уже в первые 4 нед. снизилась тяжесть дневной и ночной изжоги . Эффективность этого лечения расценена как хорошая или очень хорошая: 88% женщин отметили облегчение симптоматики в течение 20 мин. после приема Гевискона форте.
Частота нежелательных явлений у плода и новорожденных была низкой, не связанной с исследуемым препаратом, что позволило авторам исследования утверждать следующее: Гевискон форте - высокоэффективный препарат для устранения изжоги, безопасный для матери и плода у беременных женщин. Несистемный способ действия Гевискона форте (в отличие от других способов уменьшения частоты и интенсивности изжоги и ГЭР) не может повлиять на биологические изменения, связанные с беременностью женщин.
Ежедневная средняя доза Гевискона, принимаемая беременными женщинами, составляла в Великобритании 12,8 мл, в ЮАР - 19,7 мл. Часть беременных женщин сообщила о неблагоприятных побочных эффектах: в Великобритании - 61%, в ЮАР - 47%. У большинства беременных женщин показатели электролитов были в пределах нормы. У одной больной отмечено клинически значимое повышение сывороточного калия.
В опубликованных ранее результатах исследований лечение проводилось в течение относительно короткого срока. Текущее исследование было более широким, женщинам разрешалось по необходимости начинать или прекращать прием Гевискона. В данной работе совпали оценки исследователя и пациенток относительно эффективности препарата в течение всего срока исследования. Обе стороны оценивали лечение как успешное в 90% случаев. Данное наблюдение может свидетельствовать, что беременные женщины имеют симптомы регургитации. В предыдущем открытом исследовании 50 беременных женщин эффективность суспензии альгината получила положительные оценки в 72% случаев.
Большая эффективность Гевискона форте, вероятно, связана с относительно большим числом женщин в этом исследовании по сравнению с другими группами ранее обследованных беременных женщин, а также с режимом дозировки и/или с длительностью лечения Гевисконом форте. Большинство женщин (67%) отметили быстрое начало действия препарата - в течение 10 мин. и почти все (93%) - в течение 20 мин.
По данным исследования, установлено, что Гевискон форте в дозе 5-10 мл, принимаемый беременными женщинами в зависимости от потребности, высокоэффективен в устранении (снижении выраженности) изжоги и регургитации желудочного содержимого в пищевод. Установлена также безопасность Гевискона форте для беременных женщин. s

Литература
1. Васильев Ю.В., Машарова А.А., Янова О.Б. Опыт применения гевискона в устранении желудочно-пищеводного рефлюкса у больных гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью // Соnsilium Mtdicum. Приложение к журналу. 2007. № 2. С. 3-5.
2. Васильев Ю.В. Предложения по новой эндоскопической классификации гастроэзофагеальной рефлюксной болезни// Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2005. № 3. С. 64-68.
3. Lagergen J., Bergstrom R., Lindgren A. Symptomatic gastroesophageal reflux as a risk factor for esophageal adenocarcinoma // New Engl. Med. 1999. Vol. 340. P. 825-831.
4. Washington N. Int J Pharmaceut. 1985. Vol. 27. P. 279-286.
5. Jone L. Bryan Sarah L. Little Yohn Sees at al. Эффективность и безопасность уникального антирефлюксного препарата Гевискон форте // Clinical Gastroenterology and Hepatology. 2001. Vol. 4. № 5. Р. 258.

Альгиновая кислота и ее соли

1. Происхождение

Альгинаты широко распространены в природе в качестве структурных компонентов бурых морских водорослей. Межклеточный альгинат придает водорослям механическую прочность и гибкость и составляет 40% от сухой массы водоросли. Состав противоионов обеспечен морской водой: Na, Ca, Mg, Ba и стронций.

. Промышленное производство

составляет около 30 000 тонн в год, что не превышает 10% ежегодно синтезируемой биомассы этих водорослей.

Экономически выгодно промышленное культивирование этих водорослей, что и делают в Китае.

Водоросль измельчают, обрабатывают соляной кислотой для получения альгиновой кислоты, фильтруют, промывают от противоионов.

На втором этапе нейтрализуют содой или гидроксидом натрия и получают растворимый альгинат натрия. Примеси удаляют фильтрованием, растворимый альгинат осаждают спиртом, хлоридом кальция или неорганической кислотой (полученную в этом случае кислоту опять переводят в альгинат натрия).

Кроме альгината натрия производят также и другие растворимые альгинаты, такие как соли калия и аммония, а также пропиленгликольалгинат (ПГА), который получают этерификацией альгината окисью пропилена. ПГА используют при производстве пива и соусов для салатов, т.к. он обладает высокой растворимостью при низких значениях рН.

3. Поведение в водных системах

Альгиновая кислота (Е 400) набухает при комнатной температуре, растворяется при нагревании, гели образует при подкислении.

Альгинаты (Е 401 - 404) растворимы в воде комнатной температуры, образуют гели при рН<4 или в присутствии ионов Са2+.

. Применение в пищевых продуктах

Альгиновая кислота и ее соли (альгинаты) используются в качестве загустителей и гелеобразователей в плавленом сыре, твороге, мясо- и рыбопродуктах, майонезах, соусах, мороженом и других десертах в количестве 5 - 10 г./кг. Пропиленгликольальгинат применяется в качестве загустителя и эмульгатора в производстве десертов, начинок, мороженого, сахарных кондитерских изделий, сдобы, соусов, жевательной резинки в количестве нескольких г на 1 кг.

В количестве нескольких десятых грамма на литр напитка пропиленгликольальгинат не только загущает, но и стабилизирует пену. Например, добавление пропиленгликольальгината в пиво за 2 - 3 дня до фильтрации в количестве 50…50 мг/л резко улучшает пенообразующую способность пива.

5. Влияние на иммунитет

Исследования, проведенные в Санкт-Петербургском научно-исследовательском институте вакцин и сывороток, показали, что применение альгинатов повышает эффективность противовирусных вакцин и позволяет снизить дозу антибактериальных препаратов при их совместном использовании. Там же было изучено лечебное действие солей альгиновых кислот при иммунодефицитах, вызванных ожогом и стрессом. Доказано, что применение их способствовало снижению токсемии, усиливало регенерацию ожоговой раны, стимулировало активность В-лимфоцитов и макрофагов. Альгинатные препараты способствуют фагоцитозу, что обеспечивает их антимикробную, противогрибковую и противовирусную активность.

Они притягивают (сорбируют) и делают тем самым неактивными циркулирующие в крови иммунные комплексы, когда их образуется чрезмерное количество и организм не успевает от них очиститься.

Повреждающая роль их доказана при многих заболеваниях. Альгинаты также связывают лишнее количество иммуноглобулинов (Е), повинных в развитии острых аллергических реакций и заболеваний. Они стимулируют синтез антител местной специфической защиты (иммуноглобулинов класса А), что в свою очередь делает кожу и слизистые оболочки дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта более устойчивыми к патогенному действию микробов.

. Альгинат натрия

альгиновый химический кислота

способен к избирательному связыванию и выведению из организма ионов тяжелых металлов и радионуклидов.

В основе противорадиационной активности лежит специфическое действие альгината натрия на мембраны клеток крови, слизистые оболочки желудка и кишечника, в результате чего резко возрастает их устойчивость к повреждающим факторам.

Альгинат натрия не токсичен, не обладает аллергизирующим, эмбриотоксическим и мутагенным действием, может использоваться в лечебных и профилактических целях в течение длительного времени.

7. Альгинат кальция

Альгинат кальция является сильным сорбентом радионуклидов и солей тяжелых металлов. При пероральном применении препарат способен связывать радионуклиды стронция, цезия, бария, радия, плутония, а также тяжелые металлы (свинец, кадмий) в желудочно-кишечном тракте и выводить их из организма.

Использование альгиновой кислоты в форме кальциевой соли повышает сорбционные свойства препарата в отношении тяжелых металлов и радиоизотопов и позволяет избежать отрицательного влияния на баланс кальциевых солей в организме.

Альгинат кальция - эффективное средство введения в организм кальция при повышенных потребностях в нем или при нарушениях его обмена (особенно нуждаются в нем беременные и кормящие женщины, растущие дети; при остеопорозе различного генеза, пре- и постменопау-зальной деминерализации костей, сращении переломов и др.). Ионы кальция обладают хорошими гипоаллергеными свойствами.

. Альгинат калия

Альгинат калия обладает высокой сорбционной активностью, что способствует выведению из организма радионуклидов, солей тяжелых металлов, жирных кислот и холестерина. Оказывает гипоаллергенное, регенерирующее, противовоспалительное и гемостатическое действия. Оказывает благоприятное действие на функции сердечнососудистой системы: способствует нормализации нарушений сердечного ритма, благоприятно влияет на течение стенокардии у больных с ишемической болезнью сердца, позволяет оптимизировать процесс лечения миокардиодистрофий различного генеза.

9. Альгинат магния

Препарат обладает высокой сорбционной активностью, способствует выведению радионуклидов, солей тяжелых металлов, жирных кислот, холестерина, циркулирующих иммунных комплексов. Оказывает регенерирующее и противовоспалительное действие.

Магний-альгалан стабилизирует артериальное давление, снимает синдром дискинезии желчевыводящих путей, нормализует моторную функцию кишечника, поддерживает лучший баланс калия, снижает риск развития остеопороза. Усиливает иммунную реактивность за счет активации хемотаксиса, фагоцитоза, клеточных контактов, системы комплимента.

. Кальций-натриевая соль альгиновой кислоты

Канальгат получают из бурых морских водорослей семейства Laminaria, представляет собой кальций-натриевую соль альгиновой кислоты. Препарат обладает кровоостанавливающим и репаративным действием, умеренными антацидными свойствами, подавляет факторы агрессии желудочного сока и дуоденального содержимого, нормализует моторную функцию органов желудочно-кишечного тракта и гепатобилиарной системы, уменьшает процессы брожения, улучшает пристеночное пищеварение (рис.).

Механизм действия связан с влиянием на состояние клеточных мембранных структур: обеспечение их сохранности при радиационном воздействии и активная репарация поврежденных мембран клеток кишечника и костного мозга.

Литература

Нечаев А.П., Траубенберг С.Е., Кочеткова А.А. и др. Пищевая химия, Изд. 4-е, испр. и доп. - СПб: ГИОРД, 200 - 640 с.

Справочник по гидроколлоидам/ Г.О. Филипс. П.А. Вильямс (ред.) Пер. с англ. Под ред А.А. Кочетковой и Л.А. Сарафановой. - СПб. ГИОРД, 2006. - 536 с.

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

Это вязкий полисахарид, очень полезный для здоровья человека. Кислоту нередко называют еще «водорослевой», раскрывая тем самым ее происхождение.

В естественном виде альгиновая кислота содержится в зеленых, бурых и красных водорослях. Альгиновая кислота очень широко используется в пищевой промышленности, медицине, фармацевтике и косметологии.

Жители Японии являются лидерами по употреблению в пищу водорослей. Общее количество употребляемой ими морской растительности насчитывает более 20 видов! Группа водорослей комбу используется для японского бульона каси, вакаме – для супов, хидзики – для тофу и риса; нори – для суши, рисовых шариков, пирожных и лапши.

Продукты богатые альгиновой кислотой:

Общая характеристика альгиновой кислоты

Промышленным способом альгиновую кислоту сегодня получают из ламинарии японской. Особенность альгиновой кислоты состоит в том, что она очень хорошо адсорбирует воду, то есть одна часть кислоты может впитать до 300 частей воды.

Альгиновая кислота, на этикетках продуктов питания обозначается значком E400, а пищевую добавку агар-агар можно найти под номером Е406.

Альгинаты (то есть соли альгиновой кислоты) на упаковках наших продуктов обозначаются как добавки Е401, Е402, Е404, и также широко используются в промышленности, медицине и косметологии.

Альгиновую кислоту в пищевой промышленности используют в качестве загустителя для десертов, соусов, мороженого, имитации красной икры. В хлебобулочных изделиях альгиновая кислота удерживает влагу.

Суточная потребность в альгиновой кислоте

Альгиновая кислота, оказываясь в теле человека, осуществляет множество самых разных функций, но при этом усваивается организмом. Поэтому можно сказать, что у человека нет ежедневной потребности в этом веществе.

Потребность в альгиновой кислоте снижается при:

авитаминозах (подавляет всасывание некоторых полезных веществ);
онкологических болезнях;
беременности;
склонности к расстройствам пищеварения;
нарушении работы печени;
аллергических реакциях на данное вещество;
нарушении работы щитовидной железы.

Потребность в альгиновой кислоте возрастает:

при иммунодефиците;
повышенном уровне тяжелых металлов в организме;
избыточном облучении организма;
проблемной коже;
потере тонуса;
дерматозе;
куперозе;
гиперпигментации;
интоксикации организма;
заболеваниях сердца или сосудов.

Усваиваемость альгиновой кислоты

Организм не впитывает ни само вещество, ни производные альгинаты. Не нанеся никакого вреда, они просто выводятся из организма, главным образом, через кишечник.

Полезные свойства альгиновой кислоты и её влияние на организм

Альгиновая кислота и ее производные очень широко применяются в медицине. Ее способность разбухать в воде и создавать гели, незаменима в производстве препаратов.

В производстве медикаментов такие гели используют в качестве разрыхлителей, благодаря чему они намного быстрее и эффективнее всасываются в организме.

На сегодняшний день более 20% лекарственных средств содержат в своем составе альгиновую кислоту. Также она незаменима в производстве капсул.

Вещество используют для избирательной растворимости медпрепаратов (например, если таблетка должна попасть в кишечник). В стоматологии с помощью альгинатов делают слепки для изготовления протезов.

Основные свойства альгиновой кислоты:

стимулирует фагоцитоз, благодаря чему усиливается антимикробная, противовирусная и противогрибковая активность клеток;
связывает избыточные иммуноглобулины Е, из-за которых развиваются аллергия и т.п.;
способствует синтезу иммуноглобулинов А (антител), что увеличивает сопротивляемость организма воздействию микробов;
антикоагулянт;
снижает артериальное давление;
способствует уменьшению спазмов;
выводит вредные радионуклиды и тяжелые металлы;
ослабляет интоксикацию организма.

Взаимодействие с другими элементами:

Альгиновая кислота не растворяется в воде и практически во всех растворителях органической природы. В то же время она обладает очень хорошей впитываемостью: она может абсорбировать воду в соотношении 1/300.

Производные альгиновой кислоты – альгинаты, ведут себя при взаимодействии с другими веществами совершенно по-другому. Поэтому для создания растворов и стабилизаторов (в пищевой промышленности или фармацевтике) используют именно их.

Ученые предполагают, что альгиновая кислота ухудшает усвоение некоторых витаминов. В этом направлении сейчас ведутся научные исследования.

Альгиновые кислоты – главный структурный компонент клеточных стенок бурых морских водорослейLaminaria ,Macrocystis pyrifera ,Fucus ,Phaeophyta и др. Содержание альгиновых кислот в бурых водорослях может составлять 20 - 40% от массы воздушно-сухого сырья. Альгиновые кислоты продуцируют также некоторые виды бактерий, главным образом представители родовAzotobacter vinelandii иPseudomonas .

Историческая справка. Альгиновые кислоты впервые были выделены более 100 лет назад из нескольких бурых водорослей.Позже эти полисахариды были найдены во всех без исключения видах бурых водорослей, где они являются компонентами клеточной стенки и межклеточного вещества.

В 1982 г. довольно неожиданно альгиновые кислоты были обнаружены в одном из видов известковых красных водорослей, принадлежащем к семейству Со r а llina сеае . В работах Усова А.И. с сотруд. показано, что наличие альгинатов действительно является отличительным признаком представителей этого семейства. В прочих растениях эти полисахариды не найдены.

Получение

Для промышленного получения альгиновых кислот используют бурые морские водоросли, главным образом родов ламинария (Laminaria ) и макроцистис (Macrocystis ). Биомассу водорослей предварительно обрабатывают разбавленным водным раствором минеральной кислоты для удаления низкомолекулярных соединений, двухвалентных катионов и сопутствующих водорастворимых полисахаридов (ламинарина, фукоидина). Альгиновые кислоты из очищенной биомассы экстрагируют раствором соды или щелочи и осаждают из экстракта этиловым спиртом, подкислением или переводом в нерастворимую Са 2+ -соль.

Препаративный выход альгиновых кислот используют для оценки их содержания в биомассе водоросли.

Химическое строение и молекулярная структура

Альгиновые кислоты являются полиуронидами , т.е. полисахаридами, молекулы которых построены из остатковуроновых кислот . В составе альгиновых кислот были найдены вначалеD -маннуроновая (рис.1 а), а затемL -гулуроновая (рис.1 б)кислоты .

С помощью частичного гидролиза и выделения соответствующего дисахарида было установлено, что остатки обеих уроновых кислот входят в состав одной и той же молекулы полимера. Согласно современным представлениям, основанным на многочисленных результатах метилирования, периодатного окисления и ряда физико-химических методов структурного анализа (главным образом спектроскопии ЯМР), макромолекулы альгиновых кислот линейны и построены из звеньев остатков  - D -маннуроновой (М ) и - L -гулуроновой кислот (G ), находящихся впиранозной форме и связанных -(1→4)-гликозидными связями (рис.2).

Бактериальные альгиновые кислоты отличаются от водорослевых тем, что часть их гидроксильных групп обычно ацетилирована , причем ацетильные группы занимают положения С 2 или С 3 (иногда сразу оба) в остатках-D -маннуроновой кислоты.

Альгиновые кислоты из разных источников могут различаться соотношением маннуроновой и гулуроновой кислот (величиной M / G ), а также распределением мономерных звеньев вдоль цепи полимера. С помощью частичного гидролиза и фракционирования олигомерных продуктов было установлено, что распределение мономерных звеньев в макромолекулах альгиновых кислот носитблочный характер , т.е. имеются участки, построенные практически только из остатков какой-либо одной уроновой кислоты (М-блоки иG -блоки ). Эти блоки разделены участками, которые содержат приблизительно равные количества обоих моносахаридов, расположенных в виде более или менее строго чередующейся последовательности (MG -блоки ). Такое своеобразное строение является результатом ступенчатого биосинтеза молекул полисахарида, при котором вначале образуются линейные полиманнуронаны, а затем в этих полимерных предшественниках происходит эпимеризация при атоме С 5 части остатков-D -маннуроновой кислоты под действием специфического фермента – полиманнуронан-С(5)-эпимеразы, что приводит к появлению в составе полимера остатков-L -гулуроновой кислоты.

Размер и взаимное расположение отдельных блоков оказывают решающее влияние на свойства альгиновых кислот и их солей – альгинатов . Остатки-D -маннуроновой и-L -гулуроновой кислот при всей их структурной близости (эти остатки различаются только конфигурацией при одном из асимметрических центров, а именно при атоме С 5 (см. рис.1)) имеют противоположную конформацию пиранозного цикла (соответственно 4 С 1 и 1 С4), что приводит к совершенно различной форме полимерных молекул в участкахполи-М иполи- G (рис.3).

Кроме того, гидроксильные группы -D -маннуроновой кислоты располагаются диэкваториально, что обуславливает объединение звеньев остатков моносахарида в вытянутую цепь, структура которой получила название«ленточной» . Гидроксильные группы остатков-L -гулуроновой кислоты располагаются диаксиально. При их объединении в цепь также формируется «ленточная» структура, но складчатого типа. Поскольку соседние звеньяG-блоков оказываются расположенными достаточно близко друг к другу, между ОН-группами образуются водородные связи. Они стабилизируют цепь, что делаетG-блоки более жесткми в сравнении с М-блоками, у которых внутримолекулярные Н-связи отсутствуют.

Водоросли - самые древние растения, населяющие огромную химико-биологическую систему под названием Мировой океан. Богатые макро- и микроэлементами, лигнином, витаминами, ненасыщенными жирными кислотами они издавна привлекали внимание врачей и ученых.

Из всего многообразия родов и видов растений наибольший практический интерес представляют бурые водоросли. Именно в их межклеточном веществе и стенках клеток синтезируется биологически активная вязкая субстанция, впервые выделенная британским фармацевтом Э. Стэнфордом в конце 19 века и позже получившая название «водорослевая кислота».

Альгиновая кислота - основное наименование (ГОСТ 33310-2015 ).

Распространенные синонимы:

Alginic acid, международное название;
Е 400 (Е–400), европейский код;
водорослевая кислота;
Alginsaure, немецкий синоним;
Acide alginique, французский.

Тип вещества

Пищевая добавка E 400 открывает группу загустителей - веществ, повышающих вязкость продуктов. Представляет собой углевод (полисахарид), состоящий из остатков полиуроновых кислот.

Источник альгиновой кислоты - бурые водоросли. В клеточных стенках содержится в среднем 15–40% вещества, иногда доходит до 60%. Это зависит от рода водорослей и сезонности: пик приходится на май, наименьший показатель в ноябре–январе.

Интересный факт! Альгиновая кислота защищает водоросли от обезвоживания в период морских отливов.

В промышленном масштабе вещество получают из растений рода Саргассум, Ламинария, Фукус, Макроцистис. Измельченное сырье сушат и погружают в раствор хлористоводородной кислоты для набухания и очищения от примесей. Затем вещество дважды экстрагируют гидроксидом или гидрокарбонатом натрия, очищают, осаждают этиловым спиртом и сушат.

Соли альгиновой кислоты - альгинаты.,03+333

В качестве пищевых добавок применяют:

альгинат аммония (Е 403);

Альгинаты выполняют функцию загустителей и .

В отличие от производной кислоты, соли способны растворяться в воде.

Свойства

Показатель	Стандартные значения
Цвет	белый с желтоватым оттенком
Состав	альгиновая кислота, образованная остатками полигулуроновой и полиманнуроновой кислот; эмпирическая формула (C 6 H 8 0 6)n
Внешний вид	гранулы или волокнистый порошок
Запах	отсутствует
Растворимость	слабо в гидроксиде натрия и его солях. Не растворим в воде, спирте, органических жидкостях
Содержание основного вещества	от 91 до 104, 5% в зависимости от вида водорослей
Вкус	кисловатый
Плотность	1, 6 г/см
Другие	сильно набухает в воде, образует вязкую коллоидную массу

Упаковка

Небольшие объемы альгиновой кислоты упаковывают в плотные полиэтиленовые, ламинированные бумажные или фольгированные пакеты.

Объем продукции от 25 кг расфасовывают в следующую тару:

барабан картонный навивной;
мешок из крафт-бумаги влагопрочный;
мешок полипропиленовый;
коробка картонная.
Альгиновая кислота из Китая может поставляться в сетчатых сумках.

Вся тара должна быть снабжена дополнительным мешком-вкладышем из полиэтилена.

На упаковку наносится знак «Беречь от влаги».

Применение

Пищевая добавка E 400 нашла применение в различных сферах человеческой деятельности благодаря ряду свойств:

уникальный биохимический состав,близкий по содержанию к составу крови человека;
способность втягивать воду (1 часть полисахарида адсорбирует 300 частей воды);
возможность сохранять в течение длительного времени однородные консистенции;
способность выводить из организма соли тяжелых металлов и радионуклиды;
высокие склеивающие качества (в 14 раз выше, чем у крахмала! ).

Пищевая промышленность

В производстве продуктов питания добавка Е 400 выполняет технологические функции:

загустителя (от 2 до 10 г на кг готового продукта в десерты, творожные продукты, мясные и рыбные консервы, соусы, майонезы, мороженое, йогурты, джемы, в том числе с пониженным содержанием сахара);
гелеобразователя (от 5 до 30 г/кг в мармелады, желейные конфеты, суфле, кондитерские изделия, снеки);
влагоудерживающего агента в хлебе и хлебобулочных изделиях (до 5% от массы) для предотвращения зачерствения.

Пищевую добавку E 400 используют при производстве пива для повышения его коллоидной стойкости.

Альгиновую кислоту разрешено применять в производстве пудингов и десертов (500 мг/кг) для питания детей, начиная с первого года жизни (п. 3.6.3 СанПиН 2.3.2.1293-03).

Пищевая добавка Е 400 имеет допуск в Codex Alimentarius для изготовления домашних сыров (5 г/кг) и консервированных сардин (20 г/кг) в качестве стабилизатора консистенции и гелеобразователя.

Альгиновая кислота - популярный текстуратор в молекулярной кухне. Например, с ее помощью из моркови делают «красную икру».

Суточная норма употребления пищевой добавки E400 не ограничена. Разрешена к применению во всех странах.

Косметология

Пищевая добавка Е 400 входит в состав самого популярного косметического продукта на основе водорослей - альгинатных масок. Они бывают разных видов: с голубой глиной, лекарственными растениями, обогащенные витаминами.

Процедура подтягивает кожу, устраняет мелкие морщины, осветляет, возвращает здоровый цвет. Альгиновая кислота питает кожу кислородом, оказывает противовоспалительное действие.

Более эффективны маски на основе альгинатов.

Фармакология и медицина

В аптечную сеть альгиновая кислота поступает в виде таблеток как биологически активная добавка, стимулирующая защитные функции организма, способствующая снижению веса.

Загуститель E 400 используют в качестве антацида для лечения заболеваний ЖКТ.

Способность втягивать жидкость используется для остановки желудочных кровотечений при язвенной болезни. Обволакивающая структура вещества помогает быстрому рубцеванию ран.

По мнению врача А. Титова, члена-корреспондента Международной академии наук экологии и безопасности человека и природы, альгиновая кислота и ее соли способны в короткое время вытеснить из организма патогенную микрофлору. Вещества обладают антиканцерогенной и радиозащитной активностью.

На основе альгиновой кислоты созданы препараты для профилактики и лечения лучевой болезни и эффективные онкопротекторы.

Пищевую добавку Е 400 применяют:

в производстве лекарственных капсул: вещество не только способствует созданию пленочного покрытия для внешней оболочки, но и предупреждает высыхание препарата;
в качестве разрыхлителя в составе таблеток: гелеобразная структура позволяет лекарству быстрее всасываться в желудочном тракте;
в стоматологических слепочных массах (придает вязкость, эластичность).

Альгиновая кислота входит в фармацевтический кодекс Великобритании.

Польза и вред

Альгиновая кислота как натуральный продукт практически не имеет противопоказаний к применению. Она не является аллергеном.

Пищевая добавка E 400 относится к растворимым балластным веществам, которые не усваиваются организмом. С одной стороны, это способствует пищеварению. Волокна водорослей, как и клетчатка, «проталкивают» пищу. Улучшается перистальтика, организм очищается от вредных веществ.

Проблемы (диарея, тошнота) могут возникнуть у людей, имеющих патологии кишечника и заболевания ЖКТ.

Есть предположение, что альгиновая кислота дезактивирует действие витаминов в организме, препятствуя их всасыванию. Исследования продолжаются. Людям, страдающим авитаминозом, желательно воздержаться от употребления пищевой добавки Е 400.

Сандаловое дерево сейчас не используется в роли красителя. Подробнее об этом читайте в .

Основные производители

Пищевую добавку E 400 производят многие страны: Норвегия, Япония, США, Франция, Индия.

В России единственным предприятием по добыче и переработке бурых водорослей является Архангельский Опытный Водорослевый комбинат.

Предприятие ведет историю с 1918 года. Сырье добывают вручную, с глубины не менее 5 метров в экологически чистом бассейне Белого моря. Альгиновая кислота и ее соли отвечают международным стандартам качества.

Из зарубежных производителей можно отметить:

FMC Corporation (США);
Quindao Bright Moon Seaweed Group (Китай);
MARINE HYDROCOLLOIDS (Индия).

Популярность водорослевых диет и косметических процедур стремительно растет. Похудение, очищение организма, восполнение запаса микро- и макроэлементов - этих целей легко достичь с помощью альгиновой кислоты и ее солей. При разумном потреблении натуральная добавка станет хорошим помощником на пути к здоровью.