Alginates und Pektine
Alginat und Pektin - Biopolymere in technischen Anwendungen
Die Pflanzenextrakte Alginsäure und Pektin waren bereits zuvor spezielle Gäste in unserem Blog. Um Ihr Wissen aufzufrischen, lasst mich sie kurz wieder vorstellen. Zuerst die Alginate, die aus braunen Seetang gewonnen werden, der an der Atlantikküste im Norden Frankreichs geerntet wird. Lokale Fischer sammeln die großen Unterwasserpflanzen, die anschließend gewaschen, getrocknet und einem Extraktionsprozess unterzogen werden. Am Ende bieten wir eine Reihe von Produkten an, je nach Basis, die zur Präzipitation des Alginatsalzes verwendet wird.
Wir unterscheiden zwischen Natrium-, Kalium- und Calciumsalzen sowie der reinen Alginsäure. Von diesen sind nur die Natrium- und Kaliumalginat wasserlöslich. Insbesondere die Natriumtypen stellen den Großteil der kommerziell verkauften Produkte dar. Diese Alginate sind komplexe Polymere, die aus einem variierenden Verhältnis von Guluronsäure zu Mannuronsäure bestehen, was einen wichtigen Einfluss auf die Gelierungseigenschaften hat, die in Gegenwart von Ionen höherer Wertigkeit gezeigt werden.
Zweitens besteht unser Pektin, das in vielen Pflanzenarten vorkommt und aus den Schalen von Zitrusfrüchten gewonnen wird, aus den Restprodukten der Saftproduktion. Chemisch gesehen bestehen diese Biopolymere aus einem Polygalacturonsäurerückgrat, das methoxyliert oder teilweise amidisiert ist. Der Grad dieser Modifikationen kann in der Produktion festgelegt werden und ist ein wesentlicher Faktor für die Definition der endgültigen Eigenschaften von Pektinklassen.
HM: Hochmethylierte Pektine -> > 50% LnM: Niedermethylierte Pektine -> <50% n
LA: Ähnlich wie LM mit Methoxygruppen teilweise durch Amide substituiert
LM und LA Pektine bieten auch Gelierungseigenschaften mit mehrwertigen Ionen, HM-Pektine nur in Gegenwart von löslichen Feststoffen und unter Erwärmung.
Synergien - ein Spielplatz voller Möglichkeiten
Angesichts der Tatsache, dass Alginat und Pektin beide Pflanzenextrakte sind, mag es nicht ganz überraschend erscheinen, dass sie synergistische Effekte bieten. Aber wenn man einen genaueren Blick auf die komplexe chemische Zusammensetzung beider Polymere wirft, ist es tatsächlich etwas Besonderes. Die beste Synergie wird berichtet, wenn HM-Pektine und Natriumalginat mit einem hohen Gehalt an Guluronsäure im Verhältnis 1:1 kombiniert werden. Im Allgemeinen führen solche Alginat-Pektin-Mischungen zu festeren Gelen als die gleiche Menge jedes einzelnen Biopolymers. Im Gegensatz zu thermisch stabilen Calciumalginatgelen bieten sie ein thermo-reversibles Verhalten. Ein weiterer bemerkenswerter Fakt ist, dass die synergistische Gelierung ohne höherwertige Ionen und in einem breiteren pH-Bereich mit niedrigen löslichen Feststoffen erfolgt. Wie man diese faszinierenden Eigenschaften in technischen Bereichen nutzen kann, muss noch definiert werden. Vielleicht gibt es etwas für Ihre Anwendung?
Klebstoffe und Alginaten - Ja, wir können es!
In einer wasserbasierten Formulierung von druckempfindlichen Klebstoffen für Bänder haben wir ein fossil-basiertes Verdickungsmittel durch eine Mischung aus Alginaten und anderen Hydrokolloiden ersetzt. Und voilà! Das Fraunhofer IFAM-Institut hat mehrere Standardtests durchgeführt und die Daten zeigen eine solide Leistung. Wichtige Eigenschaften wurden verbessert, bei anderen zeigen die Hydrokolloid-Verdickungsmittel einige Schwächen, beweisen aber insgesamt ihr Potential in PSA-Formulierungen. Darüber hinaus haben wir erst mit unserem Optimierungsprozess begonnen und können bereits Wettbewerbsdaten vorlegen. Wenn Sie neugierig auf die Details sind, rufen Sie uns bitte an oder schreiben Sie uns eine E-Mail!
