Alginate

Zuletzt aktualisiert am: 24.10.2017

Autor: Prof. Dr. med. Peter Altmeyer

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Synonym(e)

alginate (engl.)

Definition

Alginate bestehen aus Alginsäure und ihren Salzen. Die Alginate stammen hauptsächlich von den Algengattungen Laminaria und Macrocystis. Auch einige Bakterien sind zur Produktion von Alginaten fähig. Pseudomonas aeruginosa beispielsweise bildet einen Biofilm dessen wesentliche Komponente aus Alginaten besteht. Dieser Mechanismus stellt einen wesentlichen pathogenen Faktor (Resistenz gegen Antibiotika) bei der zystischen Fibrose dar.

Zur Alginatgewinnung werden die Algen nach der Ernte zunächst getrocknet, gewaschen und schließlich gemahlen. Anschließend wird das Alginat extrahiert und in mehreren Schritten für den weiteren Verbrauch aufgereinigt.

 

Inhaltsstoffe

Alginate sind Polysaccharide und setzen sich aus den Uronsäuren (Monosaccharide) alpha-1,4-Guluronsäure und beta-D-Mannuronsäure zusammen, die glycosidisch zu linearen Ketten verbunden sind. Hierbei bilden sich Konglomerate in denen die beiden Uronsäuren blockartig aggregiert sind. Die Aggregate werden je nach ihrer Zusammensetzung mit „GG“ (für Guluronsäure)- oder mit „MM“ (für Mannuronsäure)-Blöcke bezeichnet. Die Polysaccharidblöcke formieren sich hierbei zu einer Faltblattstruktur. Diese Strukturierung spielt bei der Gelierung eine wesentliche Rolle. Durch Calciumionen initiiert lagert sich das Faltblatt eines weiteren Alginatkomplexes passgenau in die Zickzack-Struktur des ersten Faltblatts. Das Aufeinanderschachteln mehrerer Faltblätter führt zu einem stabilen Dreidimensionalen System, das auch als „Eierschachtel-Modell“ oder „Eggbox-model“ bezeichnet wird.

Bemerkung: Diese Falblattstruktur erinnert an andere biologische Faltblattmodelle wie bei Amyloidbildung oder der Plaquebildung der Alzheimer-Erkrankung.

Anwendungsgebiet/Verwendung

Alginate werden vor allem in der Lebensmittelindustrie verwendet, wo sie als Geliermittel, Verdickungsmittel, Stabilisator und Emulgator eingesetzt werden. Alginate werden nicht resorbiert und gelten als unbedenklich. In der EU sind lebensmitteltechnisch zugelassen Alginsäure sowie das am häufigsten verwendete Natriumalginat (E 401). Weiterhin werden folgende Salze der Alginsäure eingesetzt:  Kaliumalginat (E 402), Ammoniumalginat (E 403), Calciumalginat (E 404) und Propylenglycolalginat (PGA, E 405).

Man findet Alginaten in Backwaren, Mayonnaisen, Salatsaucen, Speiseeis, Schmelzkäse, in Fleisch- und Gemüsekonserven sowie in Suppen.

In der Medizin wird Alginat in Form von Kalziumalginat als Bestandteil von Verbandsmaterial eingesetzt. Es bildet durch Feuchtigkeitsaufnahme ein Gel mit dem die Wunden dauerhaft feucht gehalten werden kann. Alginate aktivieren tierexperimentell in Wunden die Kollagensynthese.

Weiterhin dienen Alginate als gastrale Mukoprotektiva. Hierbei bilden die Polysaccharide zusammen mit Calcium-oder Kaliumcarbonat einen Schutzfilm, der sich über die Magenwand legt.

Alginate werden auch als Medikamententräger genutzt aus denen ein Wirkstoff protrahiert freigesetzt wird.

In der Zahnmedizin werden Alginate als Materialien für Zahnabdrücke verwendet. Als Abformmaterial sind Alginate unbedenklich und gestatten Abformungen von guter Genauigkeit.

Alginate finden sich häufig in Haftmitteln für Zahnprothesen.

 

Literatur
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Bansal D et al. (2016) Development of liposomes entrapped in alginate beads for the treatment of colorectal cancer. Int J Biol Macromol 82:687-695.

Chu J et al. (2016) Poly (L-lacticacid) porous scaffold-supported alginate hydrogel with improved mechanical properties and biocompatibility. Int J Artif Organs 39:435-443. 

Jin Y et al.(2016) Granular gel support-enabled extrusion of three-dimensional alginate and cellular structures. Biofabrication 8:025016.

McCaslin CA et al. (2015)  Impact of alginate-producing Pseudomonas aeruginosa on alveolar macrophage apoptotic cell clearance. J Cyst Fibros 14:70-77.

Momoh FU et al. (2015) Development and functional characterization of alginate dressing as potential protein delivery system for wound healing. Int J Biol Macromol 81:137-150. 

Tan J et al. (2014) A conformational landscape for alginate secretion across the outer membrane of Pseudomonas aeruginosa. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr 70:2054-2068.

Wang T et al. (2015)  Calcium alginate enhances wound healing by up-regulating the ratio of collagen types I/III in diabetic rats. Int J Clin Exp Pathol 8:6636-6645. 

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