آلژینات سدیم چیست؟

آلژینات سدیم با فرمول شیمیایی NaC6H7O6، یک مشتق پلی‌ساکاریدی خطی از آلژینیک اسید است که از گروه اسیدهای 1,4-β-d-mannuronic و α-l-guluronic تشکیل شده است. سدیم آلژینات جزء دیواره سلولی جلبک‌های قهوه‌ای دریایی است و دارای تقریباً ۳۰ تا ۶۰ درصد آلژینیک اسید است. در ادامه بیشتر با این ترکیب و کاربردها و ویژگی‌های آن آشنا خواهیم شد.

کاربردهای آلژینات سدیم

آلژینات سدیم یک ساختار هیدروفیلی است. این ماده دارای طیف رنگی سفید تا طلایی – قهوه‌ای است و به شکل جامد، گرانوله یا پودر مانند دیده می‌شود. جزء ساختار اصلی بیوفیلم باکتری Pseudomonas aeruginosa است که به‌عنوان پاتوژن ریه‌ها شناخته می‌گردد. از سال ۲۰۲۲ از این ماده به‌عنوان یک پلیمر زیستی بی‌خطر و غیرسمی استفاده شد. رطوبت سنجی و زیست‌سازگاری این ماده برای بسیاری از واکنش‌ها ایده‌آل است و می‌تواند یک محیط زیستی local را تقلید کند. حتی محصول حاصل از تخریب آن به‌راحتی توسط کلیه‌ها دفع می‌گردد. این ماده به دلیل جذب سریع آب به‌عنوان یک افزودنی در محصولات دهیدراته مانند کمک‌کننده‌های لاغری، ساخت کاغذ، ساخت انواع منسوجات و… مورداستفاده قرار می‌گیرد.

از آلژینات سدیم همچنین در عوامل محافظت‌کننده در برابر تشعشعات، هموستاتیک‌ها و مواد زیست‌سازگار استفاده می‌شود. این ماده برای رفع مسمومیت و آلودگی خوراکی با رادیو استرانسیوم و کاهش احتباس اسکلتی رادیو استرانسیوم بسیار مفید است. از این ماده همچنین می‌توان به‌عنوان تثبیت‌کننده کف و امولسیون و عامل تعلیق (در غذا، نوشیدنی و دارو) استفاده کرد. این ماده عامل اصلی غلیظ شدن رنگ‌ها و عامل بازیابی نقره از محلول‌های ضایعات عکاسی است. گل‌های حفاری، لخته‌کننده‌های تصفیه آب و مواد قالب‌گیری دندان حاوی سدیم آلژینات هستند. از این ماده می‌توان در رنگ‌های پایه آبی و همچنین دام انداختن بیو کاتالیست‌های مختلف نیز استفاده کرد.

مزایا و معایب استفاده از سدیم آلژینات

خاصیت امولسیفایری آلژینات سدیم سبب می‌شود تا محصولات غذایی (بستنی، ماست، پنیر، خامه و…) انسجام و دوام بهتری داشته باشند. سایر مواد غذایی از جمله رب، پودینگ، مربا، سس و… به کمک این ماده بافت بهتری پیدا می‌کنند. حتی مواد غذایی خشکی؛ مانند ماکارونی، نودل، نان و دسرهای یخ‌زده نیز به کمک سدیم آلژینات و خاصیت آبرسانی آن تازه و نرم نگه داشته می‌شوند. وجود این ماده در فرآورده‌های گوشتی سبب افزایش انسجام و یکنواختی بافت محصول می‌گردد. جالب است بدانید که عامل ایجادکننده سیری کاذب در محصولات لاغری، سدیم آلژینات است. این ماده ایجاد کریستال در دسرهای سرد را به تأخیر می‌اندازد و روند ذوب آنها را کنترل می‌کند.

در کنار این مزایا، استفاده از سدیم آلژینات معایبی نیز به همراه دارد. در زخم‌هایی که همچنان در حال خونریزی یا خشک هستند و ترشحات کمی دارند، استفاده از باندهای آغشته به این ماده توصیه نمی‌شود؛ زیرا که این ماده زمانی می‌تواند بهترین عملکرد خود را داشته باشد که زخم دارای ترشح باشد. درست است که از سدیم آلژینات به‌عنوان یک ماده غیرسمی یاد می‌شود اما مصرف خوراکی آن برای برخی از افراد مشکل‌آفرین است. از جمله عوارض جانبی مصرف سدیم آلژینات برای این افراد می‌توان به تهوع، اسهال، استفراغ و نفخ اشاره کرد.

مهمترین کاربردهای آلژینات سدیم

آلژینات سدیم به علت خواص مطلوب و سهولت در ژل شدن کاربردهای فراوانی در علوم و مهندسی زیست‌پزشکی دارد. هیدروژل آلژینات تا به امروز در ترمیم زخم، دارورسانی و کاربردهای مهندسی بافت جذاب بوده است؛ زیرا این ژل شباهت‌های ساختاری ماتریس خارج سلولی بافت‌ها را به‌خوبی حفظ می‌کند و می‌تواند برای ایفای چندین نقش حیاتی دست‌کاری شود. مشتقات آمفی‌فیلیک این ماده به علت ایجاد ساختارهای خودآرایی شونده، پتانسیل بالایی در دارورسانی بافتی دارند. اگر سدیم آلژینات را با متاکریلات اصلاح کرد و در معرض لیزر یون آرگون و سپس تری اتانول آمین و ائوزین قرار داد، از ژل حاصل از این مولکول جدید می‌توان برای ترمیم سوراخ قرنیه استفاده کرد.

از مهم‌ترین کاربردهای این مولکول می‌توان از استفاده آن در جراحی‌های بدون بخیه نام برد. عمده‌ترین نقش آلژینات در داروسازی شامل غلیظ‌کننده، تثبیت‌کننده و ایجادکننده ژل است. از مهم‌ترین داروهای حاوی این ماده می‌توان به هیدروژل‌های آلژینات اشاره کرد. استفاده از این ماده در صنایع غذایی و آرایشی بهداشتی جنبه‌های دیگری از کاربردهای سدیم آلژینات است. امروزه تلاش‌های فراوانی برای کنترل بیشتر آزادسازی پروتئین‌ها و مولکول‌های رگ‌زایی از ژل آلژینات (خصوصاً عواملی که به هپارین متصل نیستند) نیز شده است.

اهمیت استفاده از آلژینات سدیم

استفاده از آلژینات سدیم در صنایع گوناگون اهمیت فراوانی دارد. در وهله اول، به صاحبان صنایع کمک می‌کند تا با صرف هزینه کمتر، محصول باکیفیت‌تری تولید کنند. این محصولات تولید شده به علت دوام بالا و مقاومت بیشتری که دارند، به‌احتمال کم و با سرعت پایین‌تری دچار آسیب می‌شوند و به این جهت خسارت کمتری به بار می‌آورند. در وهله بعدی، تولید محصولاتی که بافت و انسجام بهتری داشته باشند مشتریان بیشتری را برای خرید محصول یاد شده ترغیب می‌کنند. به همین سبب، تولید محصولات حاوی سدیم آلژینات می‌تواند به افزایش فروش یک کارخانه کمک کند.

در کنار این موارد، در مبحث بعدی به معرفی برخی مصارف پزشکی سدیم آلژینات اشاره خواهیم کرد. در این داروها یا محصولات درمانی، استفاده از سدیم آلژینات سبب حفظ ساختار دارو و افزایش پایداری آن می‌شود. به‌عنوان‌مثال اگر بافت هدف یک داروی خوراکی پس از معده قرار داشته باشد، استفاده از سدیم آلژینات در ساختار آن دارو این امکان را فراهم می‌کند که با محفوظ ماندن در برابر اسید معده، دارو به بافت موردنظر منتقل شود. علاوه‌برآن، خود سدیم آلژینات ساختارهای شبه بیولوژیکی در ماتریکس خارج سلولی ایجاد می‌کند که سبب تسریع روند بهبودی بافت می‌گردد. به همین جهت، عاقلانه‌تر است تا با مصرف این ماده علاوه بر کاهش هزینه‌های ساخت دارو، از دارو در برابر عوامل مخرب داخلی و خارجی محافظت کرد و راندمان آن را افزایش داد. این ماده به دلیل فرایند غیرتهاجمی خود در التیام بافت‌ها می‌تواند جایگزین مناسب‌تری برای برخی عناصر با فعالیت مشابه باشد.

سوالات متداول آلژینات سدیم چیست؟

۱- فرایند استخراج آلژینات سدیم چگونه است؟

به دلیل مشکلات حاصل از جداسازی فیزیکی این ماده از بقایای لزج جلبک قهوه‌ای، سدیم آلژینات را از روش آلژینات کلسیم و اسید آلژینیک استخراج می‌کنند در نتیجه رسوبات ژلاتینی زیادی در خود نگه نخواهد داشت و در حین سانتریفیوژ و فیلتراسیون نیز مشکلی ایجاد نخواهد کرد.

۲- از چه روش‌های دیگری می‌توان برای استخراج سدیم آلژینات استفاده کرد؟

از جمله این روش‌ها می‌توان به استخراج به کمک مایکروویو، روش اولتراسوند، ایجاد فشار بالا، استخراج مایع تحت‌فشار به کمک برخی آنزیم‌های خاص اشاره کرد که مزایا و معایب خود را برای کاربران به همراه خواهند داشت.

۳- مواد غذایی حاوی سدیم آلژینات چه تأثیری در بدن ایجاد می‌کنند؟

در نمونه‌های آزمایشی، تغذیه موش‌ها با نان‌های آلژیناته سبب افزایش غلظت (85)Sr در خون، کاهش ادرار و افزایش مدفوع در این موش‌ها می‌شود. جذب باریم و رادیوم نیز در این موش‌ها کاهش پیدا می‌کند.

۴- برخی ویژگی‌های شیمیایی آلژینات سدیم را بیان کنید؟

آلژینات‌های سدیم تجاری ۳۲۰۰۰ تا ۴۰۰۰۰۰ گرم بر مول وزن دارند. ویسکوزیته محلول‌های حاوی این ماده با کاهش pH افزایش می‌یابد؛ زیرا که در ستون فقرات خود دارای کربوکسیلات‌های پروتونه هستند.

۵- ژل‌های آلژینات چگونه از داروهای پروتئینی محافظت می­کنند؟

ذرات این ژل به علت ایجاد بلوک ساختمانی در سنتز یک شبکه پلیمری از پروتئین‌های حساس به اسید معده (مانند انسولین) در برابر دناتوره‌شدن در محیط معده جلوگیری می‌کنند. در نتیجه داروی حاوی این پروتئین‌ها می‌توانند به‌سلامت به مقصد خود برسند.