Альгиновые кислоты

АЛЬГИНОВЫЕ КИСЛОТЫ (от лат. alga-морская трава, водоросль), полисахариды, молекулы к-рых построены из остатков-D-маннуроновой (ф-ла I) и-L-гулуроновой (II) к-т, 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.

А. к. содержатся в бурых водорослях (Phaeophyta; 20-40% от сухой биомассы) и синтезируются нек-рыми бактериями, напр. Azotobacter vinelandii. Представляют собой аморфные бесцв. или слабо окрашенные в-ва; 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 р-рах щелочей; при подкислении р-ры образуют гели. Na-и К-соли легко раств. в воде и дают высоковязкие р-ры; с двухвалентными катионами А. к. 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 остатковL-гулуроната. Поэтому св-ва гелей в первую очередь определяются числом и протяженностью блоков полигулуроновой к-ты. 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 биосинтеза А. к.

А. к. с трудом гидролизуются к-тами до мономеров, поэтому для определения состава используют физ.-хим. методы, чаще всего анализ спектров ЯМР Н и ¹³С, к-рый 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, к-рые образуются при частичном гидролизе А. к. и могут быть выделены благодаря их разл. р-римости. Ферменты, расщепляющие А. к. (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 А. к. используют морские водоросли, гл. обр. родов ламинария (Laminaria) и макроцистис (Macrocystis), к-рые предварительно обрабатывают разб. минеральной к-той для удаления низкомол. соед. и легкорастворимых полисахаридов (ламинарина, фукоидина). А.к. экстрагируют р-ром соды или щелочи и осаждают в виде к-ты (подкислением) или нерастворимой Са-соли.

А. к. 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 А. к. в медицине, в частности для выведения из организма Sr²⁺ при поражениях ⁹⁰Sr. Мировое произ-во А. к. 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.