АЛЬГИНОВЫЕ КИСЛОТЫ (от лат. alga-морская трава, водоросль),
полисахариды, молекулы которых построены из остатков -D-маннуроновой
(ф-ла I) и -L-гулуроновой
(II) кислот, находящихся в пиранозной форме и связанных в линейные цепи 1
-> 4-гликозидными связями. Соотношение между мономерами меняется в широких
пределах в зависимости от источника; распределение мономеров вдоль цепи
носит блочный характер, причем имеются блоки трех типов: монотонные последовательности
остатков -D-маннуроновой
или -L-гулуроновой
к-ты и участки с более или менее регулярным чередованием остатков обеих
к-т.
альгиновые кислоты содержатся в бурых водорослях (Phaeophyta; 20-40% от сухой биомассы)
и синтезируются некоторыми бактериями, например Azotobacter vinelandii. Представляют
собой аморфные бесцв. или слабо окрашенные вещества; мол. м. 35 000-1 500 000.
Плохо раств. в холодной воде (при набухании могут поглощать 200-300 - кратное
кол-во воды), раств. в горячей воде и растворах щелочей. при подкислении растворы
образуют гели. Na-и К-соли легко раств. в воде и дают высоковязкие растворы;
с двухвалентными катионамиальгиновые кислоты образуют гели или нерастворимые альгинаты.
Гелеобразование объясняется ассоциацией блоков, построенных из гулуроновой
к-ты, с участием катиона; для Са-альгината показано, что зоны ассоциации
имеют надмол. структуру типа "яичной коробки", где каждый катион координируется
с 10 кислородными
атомами четырех остатков L-гулуроната.
Поэтому свойства гелей в первую очередь определяются числом и протяженностью
блоков полигулуроновой кислоты. Предполагается, что эти структурные особенности
находятся под метаболич. контролем, поскольку образование остатков L-гулуроната
может происходить в полимере в результате ферментативной эпимеризации при
С-5 остатков D-маннуроната на заключит. стадии биосинтезаальгиновые кислоты
альгиновые кислоты с трудом гидролизуются кислотами до мономеров, поэтому для определения
состава используют физ.-хим. методы, чаще всего анализ спектров ЯМР Н и
13С,
который кроме соотношения позволяет рассчитать число возможных пар и троек
мономеров в молекуле. Сведения о последовательности мономеров на более
протяженных участках получают при изучении блоков трех указанных выше типов,
которые образуются при частичном гидролизеальгиновые кислоты и могут быть выделены благодаря
их разл. растворимости. Ферменты. расщепляющие альгиновые кислоты (альгинат-лиазы), найдены
в бактериях и разнообразных морских беспозвоночных; при расщеплении образуются
олигосахариды с остатком непредельной -уроновой
к-ты на невосстанавливающем конце.
Для пром. получения альгиновые кислоты используют морские водоросли, главным образом родов
ламинария (Laminaria) и макроцистис (Macrocystis), которые предварительно
обрабатывают разб. минеральной кислотой для удаления низкомол. соед. и легкорастворимых
полисахаридов (ламинарина, фукоидина). альгиновые кислоты экстрагируют раствором соды или
щелочи и осаждают в виде кислоты (подкислением) или нерастворимой Са-соли.
альгиновые кислоты и их соли - загустители, стабилизаторы суспензий и эмульсий, гелеобразователи
в произ-ве мороженого, др. молочных продуктов и желе, фармацевтич. препаратов
и косметич. ср-в, бумаги, при отделке и крашении тканей и т.д. Из нерастворимых
альгинатов получают волокна и относительно негорючие маслостойкие пленки.
Перспективно использование альгиновые кислоты в медицине, в частности для выведения
из организма Sr2+ при поражениях 90Sr. Мировое произ-во
альгиновые кислоты 19 200 т/год (1976).
Лит.: Хауг А., в кн.: Методы химии углеводов, пер. с англ., М.,
1967, с. 317-21; Percival E., McDowell R. H., Chemistry and enzymology
of marine algal polysaccharides, L-N.Y., 1967; McNeelyW. H., Pettitt D.J.,
в кн.: Industrial gums, ed. by R.L. Whistler, 2 ed, N.Y., 1973, p. 49-81.
А.И.
Усов.