Ион-индуцированное гелеобразование альгината: механизмы и применение

Альгинат — важный природный биополимер, широко используемый в пищевой, биомедицинской и химической промышленности. Гелеобразование, индуцируемое ионами кальция, — одно из важнейших функциональных свойств альгината; его механизм хорошо известен как модель «яичной коробки» и интенсивно изучается на протяжении последних пяти десятилетий. Альгинат также образует гели со многими другими одновалентными, двухвалентными и трёхвалентными катионами, и механизмы их гелеобразования могут отличаться от кальций-индуцированного. Получающиеся гели обладают различными свойствами, что определяет их разнообразное применение. В этой работе суммированы механизмы гелеобразования альгината, индуцируемого различными катионами, главным образом H, Ca, Ba, Cu, Sr, Zn, Fe, Mn, Al и Fe. Механизм H-индуцированного гелеобразования альгината в основном зависит от протонирования карбоксильных групп. Гелеобразование альгината под действием двухвалентных ионов демонстрирует различную селективность к G-, M- и GM-блокам. Трёхвалентные ионы могут связываться с карбоксильными группами уронатов без селективности. Также обсуждаются свойства и применение этих ионных гелей альгината. Полученные в этой работе данные могут быть полезны для практического применения альгината.