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Algina
Algina, ácido algínico ou alginato refere-se a uma substância presente na parede celular de algas marinhas pardas do Filo Phaeophyta e na cápsula celular de algumas bactérias, em que desempenha funções primariamente estruturais. Trata-se de um polissacarídeo, mais especificamente um poli-uronídeo, formado por dois monômeros de base, β-D-manuronila e α-L-guluronila, conectados entre si por ligações glicosídicas entre seus carbonos de número 1 e 4. As cadeias poliméricas são assim lineares, e constituem-se essencialmente de três tipos de 'blocos' de comprimento variável: blocos compostos apenas por guluronila, blocos compostos apenas por manuronila e blocos alternando um e outro monômero.[1] O alginato é um biopolímero natural sintetizado a partir de algas marrons e de micro-organismos (o chamado alginato bacteriano).[2] As alginas são extraídas de algas, e são vendidas principalmente sob forma de sais. Em um meio aquoso, as substâncias podem formar uma solução coloidal viscosa, um gel ou um precipitado, de acordo com a força iônica e o pH do meio.[3] Os alginatos são amplamente utilizados na indústria alimentícia, farmacêutica e médica, devido as suas propriedades estabilizantes, espessantes, gelicação, aumento da fixação, recipientes farmacológicos, etc.[4]
HistóricoSua caracterização ocorreu no final do século 1883, onde Stanford obteve o alginato a partir da maceração das algas marrons que recobriam regiões de costa marítima.[5] Em 1964, os pesquisadores Linker e Jones, descobriram que a bactéria patogênica Pseudomonas também era capaz de produzir tal polímero, o chamado alginato bacteriano. Posteriormente em 1966, Gorin e Spencer conseguiram constatar tal propriedade em bactérias não patogênicas chamadas Azotobacter vinelandii, isolada a partir do solo.[1] SínteseO Alginato é obtido de duas maneiras distintas. A primeira delas, é a partir de algas marinhas de pigmentação marrom (Phaeophyceae) onde representa 40% de sua massa seca. A outra é a partir de bactérias (principalmente as Azotobacter vinelandii) como uma espécie de mucilagem extracelular, ou seja, um polissacarídeo capsular. A diferença é que somente Azotobacter vinellandii produz alginato com seqüência de resíduos de ácidos L-guluronicos.[6] PropriedadesEstrutura e propriedades físicasO alginato é um polímero natural da família dos copolímeros composto por quantidades que variam de resíduos dos ácidos ß-D-manurônico e seu epímero α-L-gulurônico que se unem por ligações ß 1,4.[7] Os monômeros que compõem o alginato, são distribuídos em três blocos distintos, os resíduos manurônicos (Bloco M), os resíduos gulurônicos (Bloco G) e os resíduos alternados (Blocos M-G).[7] As aplicações do alginato são importantes principalmente por sua capacidade de formação de géis. As características desses géis dependem da proporção de Blocos G e Blocos M presentes da estrutura. A formação de géis ocorre nas sequências de resíduos galacturônicos que apresentam a particularidade de interagir com cátions divalentes (principalmente Ca++ e Mg++). Essa interação resulta em uma estrutura chamada “modelo caixa de ovos”. Esse modelo, descrito inicialmente por Grant, em 1973 descreve como o alginato na interação com os cátios citados acima, alteram sua linearidade, formando estruturas mais complexas.[8] No alginato produzido por bactérias, existe tanto grupos manurônicos como grupos gulurônicos, porém os grupos manurônicos possuem acoplados em si um grupo acetil o que os torna parcialmente acetilados. As características estruturais do alginato o tornam um modificador das propriedades reológicas. Isso significa que o mesmo pode modificar questões como viscosidade, viscoelasticidade e capacidade de deformação de onde for inserido.[9] AplicaçõesApesar da obtenção do alginato por microorganismo, atualmente sua produção está intimamente associação às algas marrons e as indústrias que mais consomem esse material são as alimentícias, têxteis e de refino de celulose. Na indústria de alimentos, que consome a maior parte do alginato produzido, sua utilização vai desde a misturas prontas para bolo, até a indústria de cerveja como estabilizante da espuma formada.[10] Algumas variações e compostos do alginato, como o alginato de sódio, além de serem compostos biodegradáveis, são biocompatíveis e não tóxicos o que estimula sua aplicação na indústria médica e farmacêutica. Sua aplicação é bastante comum em carreadores de fármacos (via oral ou intravenosa) devido a sua sensibilidade a variação do pH, fazendo com que o fármaco seja liberado em tempo e locais adequados.[11] Nas indústrias têxteis e de papel, sua aplicabilidade está associada ao fato de que o alginato melhora o desempenho de tintas, aumentando a fixação das mesmas nas superfícies.[10] Quando biopolímero, os alginatos são utilizados na produção de hidrogel de alginato, que atua diretamente na engenharia do tecido. Ele fornece um suporte tridimensional para as células com propriedades reguláveis.[12]
Referências
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