Alginato di calcio: preparazione, usi, cocktail molecolari

L’alginato di calcio è una forma insolubile di alginato dotato di una elevata capacità di rigonfiamento con il potenziale di assorbire 15-20 volte di più del suo peso iniziale.
È praticamente insolubile in cloroformio, etanolo, etere etilico, acqua e altri solventi organici.
L’alginato di calcio è un polisaccaride anionico lineare, idrofilo e non tossico composto da unità legate (1–4) di β- d -mannuronato e α -l -guluronato. La proporzione di questi due acidi uronici nell’alginato di calcio può variare a seconda della fonte e del metodo di estrazione.

Il rapporto tra acido mannuronico e acido guluronico (rapporto M/G) influenza le proprietà fisiche dell’alginato di calcio, come la resistenza del gel e la viscosità. Si trova in soluzioni diluite di citrato di sodio e di bicarbonato di sodio e in soluzione di cloruro di sodio o in soluzioni alcaline o in soluzioni di sostanze che si combinano con il calcio.

Gli ioni calcio possono interagire con i gruppi carbossilici degli acidi uronici nelle catene di alginato, con conseguente formazione di una rete di gel. La rete di gel è tenuta insieme da legami incrociati ionici tra gli ioni calcio e i gruppi carbossilici caricati negativamente delle catene di alginato. La rete di gel può essere interrotta dall’aggiunta di agenti chelanti, come EDTA o citrato, che si legano agli ioni calcio e interrompono i legami incrociati ionici. L’alginato di calcio può anche formare complessi con altri ioni metallici, come lo stronzio e il bario, che possono alterare le proprietà del gel

Poiché ha un gruppo carbossilico caricato negativamente nella sua struttura, si dissolve bene in acqua e forma una gomma viscosa e dà luogo al fenomeno della sferificazione è sfruttato per ottenere cocktail molecolari.

È  un sale di calcio dell’acido alginico, polisaccaride estratto dalle alghe brune appartenenti alla classe delle Phaeophyceae.

Preparazione dell’alginato di calcio

Nelle alghe brune l’acido alginico è presente principalmente come alginato di calcio, sebbene possano essere presenti anche sali di magnesio, potassio e sodio.

Il primo obiettivo è quello convertire i sali poco solubili di calcio e magnesio in alginato di sodio solubile. A tale scopo si utilizzano due processi:

• Trattamento con una sostanza alcalina abitualmente carbonato di sodio in cui avviene uno scambio ionico:
  Ca(Alg)₂ + 2 Na⁺ → 2 NaAlg + Ca²⁺

• Trattamento con acidi minerali diluiti come acido solforico o acido cloridrico a 50°C con formazione dell’acido alginico:
  Ca(Alg)₂ + 2 H⁺ → 2 HAlg + Ca²⁺

L’acido alginico, così come l’alginato di sodio, in presenza di una soluzione di cloruro di calcio precipita come alginato di calcio

Usi 

L’alginato di calcio è utilizzato a vario titolo nell’industria alimentare come additivo, addensante ed emulsionante e nell’industria della saldatura come un rivestimento plastificante per bacchette di saldatura.

Viene ampiamente utilizzato in campo industriale e medico per il suo ampio utilizzo come impalcature e medicazioni per ferite grazie alla bassa tossicità e alle proprietà meccaniche desiderate.  Lo scambio ionico tra gli ioni calcio del tessuto di alginato e gli ioni sodio nella secrezione della ferita porta alla formazione di gel sulla superficie. Questo gel fornisce un ambiente umido appropriato che è necessario per la guarigione.

È particolarmente utile nella produzione di gel stabili al calore, come quelli utilizzati nelle carni in scatola e in altri alimenti trasformati.

L’uso principale dell’alginato di calcio è in campo medico per medicazioni antimicrobiche per la cura delle ferite a causa del suo potere assorbente.  È pertanto utilizzato per la medicazione di ferite che essudano in quanto gli ioni di calcio presenti nella medicazione interagiscono con gli ioni di sodio nel fluido della ferita. Si verifica il  rigonfiamento della fibra che parzialmente si dissolve in un gel. Spesso si utilizza insieme all’alginato di argento che ha un elevato potere antimicrobico.

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