アルギン酸とは
アルギン
酸は、
コンブやワカメなどの
褐藻類に豊富に含まれる
多糖類であり、食物
繊維の一種として知られています。純粋なアルギン
酸は白色または淡黄色で、
繊維状、
顆粒状、粉末状の形態をしています。
水には溶けにくい性質を持ちますが、アルギン
酸ナトリウムなどの可溶性塩として
抽出され、
食品添加物や
医療材料など、様々な用途で利用されています。
アルギン酸の起源と製法
起源
アルギン
酸は、主に
海藻から
抽出されます。特に、
コンブやジャイアントケルプなどの大型の
褐藻類が原料として用いられます。これらの
海藻は、世界中で3,000種類以上存在すると言われています。
中国では、養殖された
コンブを原料としたアルギン
酸の製造も行われています。
主な原料
海藻:
Lessonia: 南米に産する大型海藻
Macrocystis (ジャイアントケルプ): 北東
太平洋および南
太平洋に広く分布
Laminaria (コンブ): 中国山東省沿岸で大規模に養殖
Ascophyllum: 北欧沿岸に広く分布
Durvillea: オーストラリア南岸や南米沿岸に産する
Ecklonia (Sea Bamboo): 南アフリカ南岸に産する大型
海藻
製法
アルギン
酸の
抽出は、以下の工程を経て行われます。
1.
抽出: 原料
海藻を洗浄後、
アルカリを加えて加熱し、アルギン
酸を可溶化します。
海藻中のアルギン
酸は、
ミネラルと結合して不溶性の
ゼリー状になっていますが、ナトリウム塩を加えることで
水溶性のアルギン
酸ナトリウムに置換されます。
2.
ろ過: アルギン
酸が十分に溶け出たら、
ろ過して不溶性成分を除去し、アルギン
酸ナトリウム
溶液を得ます。この
溶液は粘性が高いため、
ろ過の際には大量の
水を加えて希釈します。
3.
析出: アルギン
酸ナトリウム
溶液に
酸を加えてpHを下げ、不溶性のアルギン
酸として再
析出させます。
カルシウム塩を用いることで、アルギン
酸カルシウムとして
析出させることも可能です。
4.
乾燥: 析出したアルギン
酸を脱
水、洗浄後、乾燥させてアルギン
酸を得ます。
アルカリで中和することで、アルギン
酸塩(アルギン
酸ナトリウム、アルギン
酸カリウムなど)となります。
アルギン酸の種類と構造
種類
アルギン酸: 水に不溶。アルカリで中和すると溶ける。
アルギン酸ナトリウム: 水によく溶け、粘性のある液体となる。一般的に「アルギン
酸」と呼ばれるものの多くはこれ。
アルギン酸カリウム: アルギン酸ナトリウムと類似の性質を持つ。歯科印象材の原料として利用されることが多い。
アルギン酸アンモニウム: アルギン
酸ナトリウムと類似の性質を持つ。灰分にならないため、セラミックなどのバインダーに利用される。
アルギン酸カルシウム: 水に不溶。特定のアルカリを使用することで溶解する。溶接棒の加工、固定化酵素、創傷被覆材などに利用される。
アルギン酸エステル(アルギン酸プロピレングリコールエステル): アルギン
酸に
酸化プロピレンを付加した
誘導体。
構造
アルギン
酸は、β-D-マンヌロン
酸 (M) とα-L-グルロン
酸 (G) の2種類の糖が (1-4)-結合した直線状のポリマーです。MとGの比率や配列は、起源によって異なります。Gブロックは硬く、
カルシウムイオンなどの二価カチオンと結合して
ゲルを形成する性質があります。
アルギン酸の利用
増粘剤、安定剤、
ゲル化剤として、様々な
食品に利用されています。
増粘剤: 即席麺やパンの食感改良、保形性向上
安定剤: サラダドレッシングの乳化安定、乳
酸菌飲料の分散安定
ゲル化剤: ベーカリーフィリングの耐熱性付与、人工イクラやフカヒレの成形
食物繊維素材: 食物
繊維飲料、特定保健用
食品
歯科材料、
手術糸、
創傷被覆材などに利用されています。
歯科印象材
手術糸
創傷被覆材 (カルトスタット、ソーブサンなど)
止血剤 (アルギン
酸ナトリウム粉末)
胃炎・胃潰瘍治療薬 (アルギン酸ナトリウム水溶液)
繊維、製紙、鉄鋼、水産、農業など、幅広い分野で利用されています。
繊維工業:
染色糊料
製紙業: 特殊紙の表面処理剤、ノンカーボン複写紙のインクコート剤
鉄鋼業: 被覆溶接棒のフラックスバインダー
水産業: 養殖魚の餌料バインダー
農業: 栽培用培土の固化バインダー
放射性ストロンチウムの体外排泄効果
アルギン
酸は、消化管内で放射性ストロンチウムと結合し、不溶性の塩を形成して体外への排出を促進する効果があります。これは、アルギン
酸が持つカルボキシル基が、ストロンチウムと選択的に結合する性質によるものです。アルギン
酸を日常的に摂取することで、放射性ストロンチウムの体内への取り込みを低減させる効果が期待されています。
まとめ
アルギン
酸は、
食品、
医療、
工業分野で幅広く利用される
多糖類です。特に、放射性物質の排出促進効果が注目されており、健康維持にも役立つ成分として期待されています。