Alginaadid

**Alginaadid** on pruunvetikate rakukestade geelistuvad polüsahhariidid, koosnevad β-<small>D</small>-mannuronaadi (M) ja β-<small>L</small>-guluronaadi (G) jääkidest, ühendatud 1→4 glükosiidsidemetega. Alginaadid on algiinhapete soolad ja estrid. Alginaate leidub lisaks pruunvetikatele ka mõnedes bakteriliikides, sh *[[Azotobacter vinelandii]]* ja *[[Pseudomonas aeruginosa]]*. Alginaati kirjeldas esimesena briti keemik E. C. C. Stanford 1881. aastal. Alginaatide tähelepanuväärseim omadus on nende geelistumisvõime.

## Struktuur
Alginaadi M- ja G-jäägid ei esine läbisegi, vaid plokkidena: M-plokid, G-plokid ja MG-plokid, igaüks neist u 20-30 monosahhariidjääki pikad. Seda tõestas alginaadi hüdrolüsaadi (1 M oblikhape, 100 °C) fraktsioneerimine. Hüdrolüüsil tekkis lahustumatu ja lahustuv fraktsioon. Lahustumatu fraktsioon koosnes polü-M-ist ja polü-G-st, mida sai üksteisest omakorda lahutada pH-l 2,85 – esimene jäi lahusesse, teine sadestus. Ülejäänud hüdrolüüsi käigus saadud lahustuv fraktsioon koosnes polü-MG-st.

## Füsikokeemilised omadused
Alginaatide soolad monovalentsete katioonidega (Na+, K+, NH4+ jt) on veeslahustuvad, andes viskoosse lahuse. Alginaatide soolad mitmevalentse katioonidega (Ca2+, Sr2+, Ba2+ jt) on aga veeslahustumatud. Algiinhape on samuti veeslahustumatu. Sadestamiseks vajalik pH sõltub alginaadi struktuurist ja molekulmassist. Väiksema korrapäraga ja MG-plokkide rohked alginaadid sadestuvad väiksemal pH-l kui valdavalt homopolümeerplokkidega alginaadid.

### Hüdrolüüs
Alginaadid on üsna vastupidavad hüdrolüüsi suhtes, kuid leeliselises keskkonnas nad aeglaselt lagunevad C-5 β-elimineerimise tõttu, samas happelises keskkonnas nad degradeeruvad prootoni-katalüüsitud glükosiidsideme hüdrolüüsi tõttu. Esterdatud alginaadid degradeeruvad leeliselises keskkonnas kiiremini kui asendamata alginaadid, kuna estril on kõrgem elektronafiinsus kui karboksülaadil, tõmmates elektronsideme viiendalt prootonilt eemale.

 
### Geelistumine
Alginaadid geelistuvad mitmevalentsete katioonide (enamasti kasutatakse Ca2+) juuresolekul. Mitmevalentsed katioonid ristseovad alginaatide polümeeriahelad, moodustades geeli. Lisaks katioonidele kasutatakse ka happeid geelistumise abistamiseks. Kuigi kiire pH vähenemine põhjustab alginaatide sadestumist (tekib lahustumatu algiinhape), siis aeglane pH vähenemine (nt glükono-δ-laktooni hüdrolüüsi abil) aitab tekkida geelil. Geeli omadusi mõjutab oluliselt M/G suhe. G-jäägid teevad struktuuri jäigemaks (nn munakaststruktuuri tõttu), M-jäägid paindlikumaks. 

## Tootmine
Neli peamist pruunvetikat, mida kasutatakse alginaatide tootmiseks, on *[[Laminaria hyperborea]]*, sõrmjas lehtadru (*[[Laminaria digitata]]*), *[[Macrocystis pyrifera]]* ja *[[Ascophyllum nodosum]]*. Alginaate ekstraheeritakse töödeldes vetikmassi Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>- või NaOH-lahusega, sealt sadestatakse alginaat CaCl<sub>2</sub>-i või HCl-happega, millele järgneb taas lahustamine Na2CO3-i või NaOH-i lahustega. Viimaseks sadestatakse Na-alginaat lahusest alkoholilahusega. Sageli eeltöödeldakse vetikmassi formaldehüüdiga, et polümeriseerida pruunvetika fenoolsed ühendid lahustumatuks massiks.

## Kasutamine
Alginaate kasutatakse peamiselt reoloogiliste omaduste tõttu toiduainetööstuses, meditsiinis ja kosmeetikas. Alginaatide kasutamist soosib nende vähene või olematu mürgisus, biosobivus ja madal hind. Alginaatidele on reserveeritud E-numbrid 400–405:
* E400 – algiinhape;
* E401 – naatriumalginaat;
* E402 – kaaliumalginaat;
* E403 – ammooniumalginaat;
* E404 – kaltsiumalginaat;
* E405 – propüleenglükoolalginaat.

Alginaate kasutatakse ka ensüümide immobiliseerimiseks. Hiinas kasutatakse sulfaaditud propüleenglükoolalginaati mitmete südame- ja veresoonkonnahaiguste vastu.

## Vaata ka
* Algiinhapped
* Fukoidaanid
* Polüsahhariidid

## Viited