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Aus Kefk.

Allgemeines
Name	Alginsäure
Andere Namen	Algin
Summenformel	(C6H8O6)n
CAS-Nummer	9005-32-7
E-Nummer	400
Eigenschaften
Erscheinungsform	weißer Feststoff
Molmasse	ca. 48000-186000 g/mol
Gut löslich in	Wasser
SI-Einheiten wurden, wo möglich, verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, wurden Normbedingungen benutzt.

Algin (oder Alginsäure, E400) wird von Braunalgen in den Zellwänden gebildet und stellt in der Alge das strukturgebende Element dar. Die interzelluläre Gelmatrix verleiht der Alge sowohl Flexibilität, als auch Festigkeit. Algin ist u. A. ein Nebenprodukt bei der Gewinnung von Iod aus Meeresalgen im Nassverfahren. Es wird allerdings auch direkt für die Verwendung in der Lebensmittel-, sowie der Pharma-, und Kosmetikindustrie aus den Braunalgen extrahiert. Die Salze der Alginsäure werden allgemein als Alginate bezeichnet. Alginat findet vor allem als Verdickungs- oder Geliermittel Verwendung.

Inhaltsverzeichnis 1 Gewinnung und Herstellung 2 Struktur 3 Funktion 4 Anwendungen

Gewinnung und Herstellung

Die Gewinnung der Braunalgen erfolgt z.T. durch spezielle Trawler, die den Meeresboden „abernten“. Es ist allerdings auch immer noch gebräuchlich, dass die Algen nach Stürmen am Strand gesammelt werden. Als Algenarten für die kommerzielle Herstellung von Alginat dienen unter anderem Laminaria, Ecklonia, Macrocystis, Lessonia, Ascophylum und Durvillea. Die gesammelten Algen werden grob von Schmutz und Verunreinigungen befreit und getrocknet. Nach dem Trockenen werden sie an den Alginatproduzenten geliefert. In einem ersten Prozessschritt werden die Algen vermahlen und gewaschen. Dann wird das Alginat extrahiert und mittels Filter- und Ausfällungschritten aufgereinigt. Neben dem in der Lebensmittelindustrie am häufigsten verwendeten Natriumalginat (E401) finden sich ferner folgende Salze der Alginsäure: Kaliumalginat (E402), Ammoniumalginat (E403), Calciumalginat (E404) und Propylenglycolalginat (PGA, E405).

Struktur

Alginat ist ein Polysaccharid das aus 1,4 verknüpfter α-L-Guluronsäure (G) und β-D-Mannuronsäure (M) besteht. Es bildet homopolymere Bereiche, in denen Mannuronsäure oder Guluronsäure als Block vorliegt. Diese Blöcke werden als GG- oder MM-Blöcke bezeichnet. Im Bereich der GG- und MM-Blöcke kommt es zu einer Art Faltstruktur, die bei der Gelierung eine wesentliche Rolle spielt. Insbesondere die GG-Blöcke bilden eine regelmäßige Zickzack-Struktur aus.

Funktion

Alginat kann in Lösungen mit niedrigem Calciumgehalt zu einer Viskositätsausbildung führen. Die primäre Funktion ist allerdings die Gelierung. Zur Gelierung kommt es durch Einlagerung von Calciumionen in die Zickzackstruktur der GG-Blöcke. Auf diese Zone lagert sich dann die Zickzackstruktur eines anderen Alginatmoleküls. Es kommt hierdurch zur Ausbildung dreidimensionaler Strukturen. Da das Calcium in dieser Struktur wie ein Ei in der Schachtel liegt wird dieses Modell auch als „Eierschachtel-Modell“ oder „Eggbox-model“ bezeichnet. Weil diese Reaktion mit dem Calcium sehr schlagartig erfolgt, wird in der Praxis mit verschiedenen Methoden gearbeitet, um die Reaktion kontrolliert ablaufen zu lassen. Hierzu werden häufig schwerlösliche Calciumsalze verwendet, die mittels langsamer Säuerung das Calcium nach und nach freisetzen. Außerdem finden auch Sequestranten Verwendung, die ein Teil des Calciums binden können.

Alginsäure ist in Alkalien löslich. In Wasser benötigt es etwa 24 Stunden zur vollständigen Lösung. Algin kann als Appreturmittel für Textilien und Gewebe sowie zur Herstellung photographischer Papiere angewandt werden. Als Lebensmittelzusatzstoff trägt es die Bezeichnung E 400.

Anwendungen

Mit Wasser zu einer kittähnlichen Konsistenz angerührt, wird Alginat in der dentalmedizinischen Praxis zur Herstellung von Zahn- und Kieferabformungen gerne verwendet. Auch für Abformungen von Körperteilen ist Alginat gut geeignet. Es ist physiologisch unbedenklich und gestattet Abformungen von sehr hoher Genauigkeit und Detailtreue. Um die Abformung weiterverarbeiten zu können, bedarf sie einer Stütze (beim Zahnarzt durch einen dem Kiefer angepassten stählernen Löffel, ansonsten durch eine Beschichtung mit Gips oder Gipsbinden. Des Weiteren werden Alginat-Lösungen verwendet, um bestimmte Substanzen voneinander zu isolieren, d. h. um zu verhindern, dass sich diese Substanzen miteinander verbinden. In der Zahntechnik findet dieses Prinzip Anwendung bei der Modellherstellung. Das Gipsmodell des Zahns wird mit dieser Alginat-Isolierung bestrichen, um dann mit Acryl bestimmte Formen zu erstellen und diese dann problemlos von dem Gipsmodell wieder zu entfernen (hierbei handelt es sich um eine Gips-/Kunststoff-Isolierung).

Alginat wird darüber hinaus auch als Biomaterial eingesetzt. Durch die Verkapselung menschlichen Zellgewebes mit Alginat ist es möglich, körperfremdes Material wie zum Beispiel Spenderzellen einzulagern, ohne dass diese vom Immunsystem erkannt und zerstört werden können. Die Zellen nehmen dann aktiv am Stoffwechsel des Empfängers teil. So können z.B. insulinproduzierende Zellen von Spendern an Patienten mit Diabetes übertragen werden, welche dann nicht mehr auf Spritzen angewiesen sind.

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