Химический состав ламинарии дигитаты (% к массе сухого вещества): вода - 85,8, углеводы - 50, в том числе альгиновая кислота 18,3, азотистые вещества 1,8, жир - 0,9. По количеству витаминов группы В, каротина, аскорбиновой кислоты она уступает наземным растениям. Эта водоросль богата калием, натрием, кальцием, магнием, йодом, но наряду с этими элементами в ее тканях обнаружена высокая концентрация мышьяка, достигающая 15,1 мг/кг, в то время как установленная Минздравом России предельно допустимая концентрация этого токсиканта в пищевых продуктах составляет от 0,1 до 5,0 мг/кг. Исходя из этого, ламинарию дигитата нельзя использовать в пищевых целях.
Морская ламинария имеет огромное множество разновидностей. Например, под общеизвестным названием «морская капуста» скрывается ламинария сахарная, которая чаще всего употребляется в пищу. А такой вид, как ламинария Дигитата имеет обширное применение в лечебных и косметических процедурах. Ламинария в косметологии за последнее время завоевала лидирующие позиции в спа-программах различного направления:
· похудение;
· коррекция фигуры;
· борьба с целлюлитом и растяжками;
· уход за кожей;
· омоложение;
· профилактика и лечение некоторых заболеваний кожи (дерматит, псориаз и т.п.);
· детоксикация.
Такая высокая популярность водоросли ламинария объясняется ее минеральным составом и уникальными свойствами.
Морскую капусту еще с давних времен использовали жители северных приморских стран, Японии, Кореи и Китая как лекарственную культуру.
Изготовленные из Laminaria saccharina (L.) Lamour лекарства применяли при лечении заболеваний кишечника древние врачи Полинезии
В народной медицине ламинарию применяют при анемии, заболеваниях желудочно-кишечного тракта, зобе.
Водоросли -- это группа организмов различного происхождения, объединённых следующими признаками: наличие хлорофилла и фотоавтотрофного питания
Все большее значение водоросли и их компоненты приобретают и для человека
Морские водоросли издавна используются человеком в пищу
Строение таллома
Обитание
Бурая водоросль ламинария единственное растение на земле, содержащее йод в органической форме в огромной концентрации. По утверждениям специалистов, 30 грамм ламинарии обеспечивают организму суточную норму этого важнейшего микроэлемента, который:
· поддерживает нормальное функционирование щитовидной железы и сердца;
· регулирует тепловой и энергетический обмен в организме;
· расщепляет холестерин;
· препятствует образованию тромбов.
Не менее важные элементы в составе ламинарии -- полисахариды и Омега-3 жирные кислоты. Эти элементы принимают активное участие в:
· выведении из организма солей тяжелых металлов;
· обеспечении прочности клеточных стенок;
· предотвращении клеток и тканей от высыхания;
· создании резервных запасов питательных, для клеток, элементов.
По содержанию практически всего спектра минералов и витаминов, состав ламинарии максимально повторяет состав человеческой крови. Это еще одно важнейшее качество ламинарии. Т.к., все эти вещества без труда усваиваются нашим организмом.
Основные свойства ламинарии, отмеченные косметологами:
· расщепление жировой ткани;
· вывод токсинов и излишков жидкости;
· устранение отеков;
· питание и увлажнение кожи;
· повышение функций регенерации клеток;
· интенсивный лифтинг;
· устранение возрастных изменений кожи;
· повышение проникающих свойств косметических средств;
· профилактика и лечение ряда заболеваний.
Купить ламинарию лучше всего в сушеном виде или в виде экстракта, такая форма обработки позволяет сохранить все полезные свойства.
Ламинария представлена тремя основными видами:
· листовая ламинария для похудения;
· микронизированная ламинария;
· экстракт ламинарии.
Методы применения ламинарии:
· обертывание;
· маски для лица и тела;
· маски для волос;
· ванная с солью.
Кроме спа-процедур и употребеления в пищу, ламинария широко применяется в фармацевтике, сельском хозяйстве, водоочистке и как биотопливо.
5. Полисахариды водорослей
Агар
Агар (агар-агар) - высокомолекулярное соединение, представляющее собой смесь двух полисахаридов - агарозы и агаропектина.
Агароза - главная фракция агара (до 80%), линейный полимер, построенный из строго чередующихся остатков в-D-галактопиранозы, соединенных 1>4-гликозидной связью, и 3,6-ангидро-б-L-галактопиранозы (связь 1>3). Примерно на 10 фрагментов галактозы содержится сульфатная группа, соединенная эфирной связью с С6-атомом; примерно на 51 фрагмент галактозы в полимере содержится 1 остаток пировиноградной кислоты в виде 4,6-О-(1-карбоксиэтилиденовой) группы. Соотношение остатков D- и L-галактозы в агарозе, полученной из разных источников, неодинаково.
Структура агарозы
Именно фракция агарозы в агаре имеет наибольшую желирующую способность.
Агаропектин - фракция кислых полисахаридов, содержащих в своем составе D-галактозу, 3,6-ангидро-D-галактозу, D-глюкоуроновую кислоту и эфирносвязанный сульфат. Конкретный состав, как ив случае агарозы, зависит от вида водоросли.
Агар получают, главным образом, из видов красных водорослей Gelidium (из природных зарослей), все возрастающее количество получают из ряда видов Gracilaria (большей частью культивируемых), а также Pterocladia, Achanthopeltis и Ahnfeltia.
Агар не растворяется в холодной воде, легко растворим в кипящей. Водные растворы, содержащие 0,5-1,5% агара, при охлаждении до 32-39 °С образуют прочные гели, к-рые плавятся выше 85°С. Очень сильный желирующий агент (эффект имеет место при концентрации даже 0,04%).
Основная область применения агара -- в бактериологии в качестве универсальной культуральной среды. Агар также широко используется в пищевой промышленности (в качестве консерванта, желеобразователя и др.).В фармации и медицине агар используют при изготовлении таблеток и медленно растворимых капсул (пролонгированных лекарственных форм), а также при изготовлении кремов и мазей, содержащих двуокись цинка и пенициллин. Агароза является основным материалом в хроматографии и используется для выделения и очистки биологических макромолекул -- дорогостоящих препаратов -- вакцин, гормонов, энзимов. Агар и агароза применяются при электрофорезе, генном картировании, выделении и изоляции фрагментов ДНК. Новое направление использования агара -- при меристемном выращивании дикоративных растений и овощей, которое быстро развивается в настоящее время.
Каррагинаны
Каррагинаны - группа линейных сульфатированных полисахаридов, молекулы которых построены из остатков производных D-галактопиранозы со строгим чередованием в-1>4 и б-1>3 связей (т.е. из дисахаридных повторяющихся звеньев).
Различия между отдельными представителями каррагинанов обусловлены тем, что в качестве 4-О-замещенного моносахаридного остатка может выступать не только D-галактоза, но и 3,6-ангидро-D-галактоза, группы ОН могут быть сульфатированы, изредка метилированы, а в качестве 3-О-замещенного остатка в молекуле иногда содержится 4,6-О-(1'-карбокси) этилиденовое производное D-галактозы. Каррагинаны, построенные из наиболее часто встречающихся дисахаридных повторяющихся звеньев, принято обозначать греческими буквами.
Структурное разнообразие каррагинанов
Морские водоросли - источники каррагинана
Химическая структура каррагинана
Каррагинаны получают преимущественно из различных видов красных водорослей Eucheuma, культивируемых на Филиппинах и в Индонезии в возрастающих количествах. Традиционными источниками каррагинанов остаются виды родов Chondrus, Gigartina и Iridaea, собираемые из естественных зарослей в Канаде, Ирландии, Чили, Франции. Кроме того используются виды Hypnea, Furcellaria и Phyllophora.
Каррагинаны - аморфные бесцветные или слегка окрашенные вещества с молекулярной массой от нескольких сотен тысяч до нескольких миллионов, обычно с высоким содержанием сульфата (до 20%). В виде Na-солей растворяется в холодной воде с образованием вязких растворов. Каррагинаны с большим содержанием 3,6-ангидро-D-галактозы (к-, й-каррагинан и др.) в присутствии К+, Rb+, Cs+ образуют термообратимые гели, которые плавятся при нагревании выше 50-75°С.
При концентрации 0,06% каррагинаны используются для стабилизации растворов, при 2% -- как слабые гели.
Основное применение каррагинаны находят в пищевой промышленности (при производстве разнообразных молочных продуктов, мороженого, желе и джемов, пуддингов и т.д.). Около 20% каррагинанов применяется в косметологии и фармацевтике, где используется свойство каррагинанов как уплотнителей и стабилизаторов эмульсий, особенно при соединении масел и жидкостей. Каррагинаны применяются при производстве кремов, шампуней, мыла, масок для лица, зубной пасты и т.д.
Каррагинан Gelidium cartilagineum по имеющимся данным проявляет активность в отношении вируса гриппа В и эпидемического паротита, а каррагинан из Chondrus crispus ингибирует развитие широкого спектра вирусов (пикорна-, арбо-, герпес-, миксавирусов).
Альгиновые кислоты (альгинаты)
Альгиновые кислоты (от лат. alga-морская трава, водоросль) - полисахариды, молекулы которых построены из остатков в-D-маннуроновой (формула I) и б-L-гулуроновой (формула II) кислот, находящихся в пиранозной форме и связанных в линейные цепи 1>4-гликозидными связями. Соотношение между мономерами меняется в широких пределах в зависимости от источника; распределение мономеров вдоль цепи носит блочный характер, причем имеются блоки трех типов: монотонные последовательности остатков в-D-маннуроновой или б-L-гулуроновой кислоты и участки с более или менее регулярным чередованием остатков обеих кислот.
Структурные блоки альгиновых кислот
Было отмечено, что блоки полиманнуроновой кислоты придают вязкость альгинатным растворам, блоки гулуроновой кислоты ответственны за силу геля и специфическое связывание двухвалентных ионов металлов, а блоки чередования кислот определяют структуру альгинатов. Состав и структура, и таким образом, свойства альгинатов являются видоспецифичными. [4]
Альгиновые кислоты можно получать из более чем 300 видов бурых водорослей. Они являются структурными элементами клеточных стенок и чаще всего содержатся в клетках в виде солей кальция, магния, натрия и др. Их содержание может достигать до 40% от сухого веса. Основными источниками альгинатов являются крупные бурые водоросли -- представители ламинариевых и фукусовых. Альгинаты производятся, главным образом, из Laminaria hyperborea, Macrocystis pyrifera и Ascophyllum nodosum; в меньшей степени из L.digitata, L. japonica, Ecklonia maxima, Lessonia nigrescens и видов Sargassum.
Что касается физических свойств, то альгиновые кислоты представляют собой аморфные бесцветные или слабо окрашенные вещества; молекулярная масса - 35 000-1 500 000. Плохо растворяются в холодной воде (при набухании могут поглощать 200-300 - кратное количество воды), растворяются в горячей воде и растворах щелочей; при подкислении растворы образуют гели. Na-и К-соли легко растворяются в воде и дают высоковязкие растворы; с двухвалентными катионами альгиновые кислоты образуют гели или нерастворимые альгинаты.
Применение альгинатов основывается на том, что альгинаты придают структуру (гели, волокна) и вязкость жидким растворам и стабилизируют эмульсии и дисперсанты. Альгинаты используются для производства целого ряда пищевых продуктов (как стабилизаторы и эмульгаторы при производстве мороженого, кетчупа, майонеза, джемов, пудингов, фруктовых напитков, пива и др.).
В фармации в виде смеси водорастворимые и водонерастворимые альгинаты используются как связующее вещество в сухих таблетках. Альгинаты в виде волокон (смесь альгината натрия и кальция) используются для первичной обработки ран, ожогов. Альгинат кальция рекомендуется для выведения из организма радиоактивного стронция и тяжелых металлов. Однако стоит заметить, что связывание радионуклеидов и металлов эффективно только в том случае, когда они находятся в пищеварительной системе. Альгинат кальция используется в зубопротезной практике -- при приготовлении форм.
В косметике альгинаты используются как стабилизаторы эмульсий в кремах и лосьонах; как среда для приготовления кремов, мазей, помад; как стабилизатор мыла, шампуней.
В настоящее время быстро развивается направление по использованию альгинатов для получения медицинских препаратов. Альгинаты, особенно с высоким содержанием гулуроновой кислоты, применяются для иммобилизации клеток и тканей при получении комплексных биомолекул как антибиотики, гормоны, вакцины, энзимы и т.д. В США разработана биотехника по производству моноклональных антител клетками млекопитающих, заключенных в альгинатный гель. Эти соединения используются для диагностики, при раковой терапии. Разработаны альгинат-хитиновые капсулы, через поры которых идет выделение инсулина, и они могут быть трансплантированы человеку. Успешны исследования по использованию гелей, на основе альгината (вместо более дорогого агара), для выращивания на ранних стадиях деревьев.
Иммобилизация клеток, производящих инсулин, в геле альгината