Лабораторна робота № 6

Альгінова кислота та її солі

1 Мета роботи: засвоїти методику отримання альгінової кислоти та її солей з причорноморських водоростей, та засвоїти методику кількісного визначення компонентів.

В результаті виконання лабораторної роботи студенти повинні:

З н а т и : властивості альгінової кислоти та її солей, шляхи їх виділення та застосування у харчовій промисловості;

В м і т и : екстрагувати альгінати з причорноморських водоростей та визначати їх властивості.

2 Теоретична частина

Альгінова кислота була уперше виділена з бурих водоростей у 1881 р. Хоча її солі (альгінати) присутні в багатьох видах бурих водоростей, у промисловому виробництві екстрактів використовують лише кілька видів: у США на західному узбережжі - Масrосуstіs ругіfera, а на східному узбережжі - Lamіnarіa dіgіtata. У Європі, особливо в Англії, Франції і Норвегії, застосовують інші види морських водоростей Lamіnarіa і Аscophyllum.

Рис. 6.1 – Хімічна формула альгінової кислоти

До 1954 р. вважали, що альгіновая кислота в основному являє собою полімер ангидро-1,4-β-D-маннуроновой кислоти, хоча було відоме, що екстракти альгінатів з різних видів морських водоростей трохи відрізняються за своїми властивостями. Пізніше була встановлена присутність у полімері альгінату також L-гулуроновой кислоти; вважають, що ці розходження в альгинатах відбуваються внаслідок різних співвідношень маннуроновой і гулуроновой кислот, що містяться в різних видах водоростей і їхніх екстрактів.

Альгінова кислота нерозчинна у воді і для використання в харчовій промисловості перевагу віддають добре розчинним її солям натрію, чи калію, амонію. Найбільш широко застосовуване альгінату натрію відомо за назвою альгин. Розчинний альгинат натрію в присутності іонів кальцію переходить у нерозчинну кальцієву сіль з утворенням студеней. Препарати деяких складних ефірів альгінової кислоти, з яких найбільш важливе значення має пропиленгликольальгінат, знайшли широке застосування в харчовій промисловості як загусник у харчових продуктах з низькою величиною рН. Запропоноване також вживання амідів альгінової кислоти як стабілізаторів морозива.

Альгінати широко використовуються в харчовій промисловості як речовини, що здійснюють загуснення, суспендування, стабілізацію, емульгування, драгле утворення чи плівкоутворення без додавання продукту сторонніх присмаків. Перелік типових видів застосувань альгінатів у харчовій промисловості наводиться в табл. 6.1.

Таблиця 6.1 – Перелік шляхів застосування альгінатів у харчовій промисловості

Продукт	Препарат	Дозува-ння, %	Спосіб застосування	Призначення
М’ясний соус	Пропіленгліколь-альгінат	0,5-1	Розчинити у воді, додати сіль, приправи і т.ін.	Утворення рівномірної густої консистенції; попередження розшарування
Ароматична емульсія	Теж саме	1-3	Розчинити у воді	Збереження стійкої емульсії
Десертне желе	Альгінат натрію	0,8	Сухе змішування із цукром, лимонною кислотою і т.ін.; розчинити у гарячій воді	Утворення прозорих міцних драглів; швидке загуснення
Молочні пудинги	Альгінат, розчинний у молоці	0,8	Сухе змішування із цукром, какао і т. ін. Розчинити у холодній воді	Швидке приготування сумішей, які додаються при додаванні холодного молока; міцні драглі за 1 год.
Сиропи, пюре, оздоблення для кондитерських виробів	Альгінат натрію, пропіленгліколь-альгінат	0,1-0,5	Розчинити у воді, додати до сиропу	Надання густої однорідної консистенції без надлишкової солодкості; відсутність маскування смаку; попередження розшарування
Заморожені плоди	Пропіленгліколь-альгінат	2	Сухе змішування із просіяним цукром та плодами	Надання однорідної консистенції; попередження розділення сиропу; рівномірна структура плодів у замороженому вигляді; яскравий колір; збереження смаку
Дієтичні харчові продукти	Альгінат натрію, пропіленгліколь-альгінат	0,2-2	Сухе змішування чи у воді; додати білок і т. ін.	Загущювач; однорідна щільна консистенція
Сухі суміші	Теж саме	0,05-1	Сухе змішування	Легке змішування, поліпшення консистенції і подовження строків зберігання готових блюд
Глазур	Драгле утворюючий альгін	3-8 унц. На 100 ф. Цукру (85-245 г на 45 кг)	Розчинити у воді	Швидка садка і сушіння; не прилипає; затримує розплавлення; ніжна консистенція

Препарати промислового виготовлення похідних альгінової кислоти не давали задовільних результатів до випуску складного пропіленгликолевого ефіру альгінової кислоти. На противагу іншим альгінатам цей препарат був стійким у кислих системах і його стали широко використовувати в таких кислих продуктах, як приправи для салатів, тістечкові меренги, пастеризовані сирні пасти і т.ін. Також його широко використовували в кислих ароматизуючих емульсіях при виробництві фруктових напоїв і в хлібопекарських виробах.

1. Отримання альгінатів із полісахаридів бурих водоростей

Як і полісахариди червоних водоростей, полісахариди бурих водоростей володіють біологічною активністю. Полісахариди бурих водоростей заготовляють в значних кількостях. Як було зазначено раніше, в першу чергу це альгінати, що володіють здатністю утворювати міцні драглі і поглинати значну кількість води. Їх широко застосовують в промисловості і сільському господарстві.

У основі технології отримання альгіната натрію (рис.6.1.) лежать наступні загальні операції: підготовка водоростей, лужна обробка їх

Найбільш високими функціональними властивостями володіє високомолекулярний альгінат. Сировиною для отримання високомолекулярного альгіната натрію служать бурі водорості (ламінарія японська і т.ін.) в свіжому або сушеному вигляді. Допускається використання водоростей штормових викидів і культивованих.

Рис.6.1. Технологічна схема виробництва альгіната натрію

Альгінати широко застосовують в різних галузях промисловості. Так, в харчовій промисловості їх використовують при приготуванні заливних продуктів, як засоби, гальмуючі черствінню хлібобулочних і кондитерських виробів, і т.д. У фармацевтичній промисловості альгінати використовують як склеюючи і розпушуючі речовини при виробництві пігулок, пілюль, драже і інших лікарських форм, як компоненти основ мазей і паст.

У медицині використовують альгінати як гемостатичних засобів при місцевому застосуванні. Альгінат кальцію при просоченні яким-небудь бактерицидним розчином здатний тривалий час зберігати протимікробну активність в поєднанні з вираженою кровозупиняючою дією. Альгінат натрію використовують як носія в процесі імунізації проти деяких видів вірусів.

Найважливішою властивістю альгінатів є їх здатність затримувати всмоктування радіоактивного стронцію в кишечнику людини, запобігаючи накопиченню цього радіонукліда в організмі.