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  • 海藻酸鈉
  • 別   名:褐藻膠、褐藻酸鈉
  • 分   類:海藻膠
  • 瀏覽量:1501
  • 什么是 海藻酸鈉
  • 海藻酸鈉,一種天然多糖,具有藥物制劑輔料所需的穩定性、溶解性、粘性和安全性。1881年,英國化學家E.C.Stanford首先對褐色海藻中的海藻酸鹽提取物進行科學研究,他發現該褐藻酸的提取物具有幾種很有趣的特性,它具有濃縮溶液、形成凝膠和成膜的能力,基于此,他提出了幾項工業化生產的申請。但是,海藻酸鈉直到50年之后才進行大規模工業化生產。商業化生產始于1927年,現在全世界每年約生產30000噸,其中30%用于食品工業,剩下的用于其它工業,制藥業和牙科。
  • 膠體介紹
  • 海藻酸鈉構成

    海藻酸鈉(C6H7O6Na)n主要由海藻酸的鈉鹽組成,由β-D-甘露糖醛酸(M單元)與α-L-古洛糖醛酸(G單元)依靠β-1,4-糖苷鍵連接并由不同比例的GM、MM和GG片段組成的共聚物。

    海藻酸鈉分子量

    商品用海藻酸鈉的分子量通常象多糖一樣,比較分散。因此,一種海藻酸鈉的分子量通常代表該組所有分子的平均值。最常見的表達分子量的方式是數均分子量(Mn)和重均分子量(Mw)。在多分散性分子群中,通常Mw>Mn。Mw/Mn的系數為分散性指數,海藻酸鈉商品的指數經典范圍為1.5~2.5。最常用的決定分子量的方法為建立在內在粘性和光散射測定基礎上計算而出的。

    海藻酸鈉分子式 (C6H7NaO6)x,分子結構如圖



    海藻酸鈉生產工藝

    海藻酸鈉的工藝流程如下:干的或濕的海草(藻)經碾碎、水洗除雜、強堿水萃取、澄清得粗海藻酸鹽溶液,經氯化鈣沉淀得帶色的海藻酸鈣,經脫色、脫味后用酸處理,除去可溶性雜質得海藻酸沉淀,與碳酸鈉作用得海藻酸鈉,再經干燥、粉碎、過篩得海藻酸鈉粉末。

    海藻酸鈉物理性質

    海藻酸鈉性狀

    海藻酸鈉系β無水右旋甘露蜜醛酸鈉的聚合物,為白色或淡黃色粉末,幾乎無臭無味。海藻酸鈉溶于水,不溶于乙醇、乙醚、氯仿等有機溶劑。溶于水成粘稠狀液體,1%水溶液pH值為6-8。當pH=6-9時粘性穩定,加熱至80 ℃以上時則粘性降低。海藻酸鈉無毒,LD50>5000mg/kg。螯合劑對海藻酸鈉溶液性質的影響螯合劑可以絡合體系中的二價離子,使得海藻酸鈉能穩定于體系中。

    海藻酸鈉pH值

    海藻酸鈉微溶于水,不溶于大部分有機溶劑。它溶于堿性溶液,使溶液具有粘性。海藻酸鈉粉末遇水變濕,微粒的水合作用使其表面具有粘性。然后微粒迅速粘合在一起形成團塊,團塊很緩慢的完全水化并溶解。如果水中含有其它與海藻酸鹽競爭水合的化合物,則海藻酸鈉更難溶解于水中。水中的糖、淀粉或蛋白質會降低海藻酸鈉的水合速率,混合時間有必要延長。單價陽離子的鹽(如NaCl)在濃度高于0.5%時也會有類似的作用。海藻酸鈉在1%的蒸餾水溶液中的pH值約為7.2。

    海藻酸鈉穩定性

    海藻酸鈉具有吸濕性,平衡時所含水分的多少取決于相對濕度。干燥的海藻酸鈉在密封良好的容器內于25℃及以下溫度儲存相當穩定。海藻酸鈉溶液在pH5~9時穩定。聚合度(DP)和分子量與海藻酸鈉溶液的粘性直接相關,儲藏時粘性的降低可用來估量海藻酸鈉去聚合的程度。高聚合度的海藻酸鈉穩定性不及低聚合度的海藻酸鈉。據報道海藻酸鈉可經質子催化水解,該水解取決于時間、pH和溫度。藻酸丙二醇酯溶液在室溫下、pH3~4時穩定;pH小于2或大于6時,即使在室溫下粘性也會很快降低。

    海藻酸鈉的作用--增稠性和成膜性

    作為飲料/乳品等的增稠劑,海藻酸鈉在增稠方面有獨特的優勢:海藻酸鈉良好的流動性,使得添加后的飲品口感柔滑,并且可以防止產品消毒過程中的黏度下降現象。在利用海藻酸鈉作為增稠劑時,應盡量使用分子量較大的產品,適量添加Ca。可以大大提高海藻酸鈉的黏度。

    作為冰淇淋等冷飲的穩定劑,海藻酸鈉是一種高檔的穩定劑

    它可使冰淇淋等冷飲食品產生平滑的外觀、柔滑的口感。由于海藻酸鈣可形成穩定熱不可逆凝膠,因而在運輸、儲藏過程中不會變粗糙(冰晶生長),不會發生由于溫度波動而引起的冰淇淋變形現象;同時這種冰淇淋食用時無異味,既提高了膨脹率又提高了融點,使得產品的質量和效益都有顯著提高。產品口感柔滑、細膩、口味良好。添加量較低,一般為1—3‰,國外添加量為5—10‰。作為乳制品及飲料的穩定劑用,海藻酸鈉穩定的冰凍牛乳具有良好的口感,無粘感和僵硬感,在攪拌時有粘性,并有遲滯感。

    在藥劑上主要用作助懸劑、乳化劑、黏稠劑、微囊的囊材等

    海藻酸鈉在歐美、日本諸國已列為不受限制使用的安全的食品添加劑,它作為海藻膠的一種,以其固有理化性質,能夠改善食品的性質和結構,它低熱無毒,易膨化、柔韌度高,添加到食品中其功能為凝固、增稠、乳化、懸浮、穩定和防止食品干燥。而最主要的作用是凝膠化,即形成可以食用的凝膠體,近于固體,以保持成型的形狀。因而,它是一種優良的食品增稠劑添加劑。不僅可以增加食品的營養成分,提高產品質量,增加花色品種,也可以降低成本,提高企業的經濟效益。

    海藻酸鈉在食品中的應用

    海藻酸鈉在面食品上的應用

    在生產掛面、魚面、快餐面及筒子面中加入0.2%-0.5%的海藻酸鈉,可以明顯地增加粘性,防變脆,有效地減少斷頭率,耐煮、耐泡、不粘條、筋力強、韌度高,口感細膩、潤滑、有嚼頭。在生產面包等面食、糕點時,加入0.1%-1%的藻酸鈉,可以突出地防止老化和干燥,減少落屑,吃起來有筋力,口感好。

    海藻酸鈉在冰琪淋、冰棒、雪糕的應用

    生產冰琪淋、冰棒、雪糕時一般加入0.1%-0.5%的海藻酸鈉作為穩定劑,配成的混合料均勻,易于調節混合料凍結時的流度,易于攪拌。制成的產品保形好、平滑細膩、口感好,在貯存過程中不形成冰晶,還能穩定其中的空氣泡,產品的膨脹率提高18%左右。增加產量15%-17%,同時使產品松軟、富有彈性。

    海藻酸鈉在牛奶制品及飲料應用

    海藻酸鈉可以作為冰凍牛奶、冰凍果汁及其他飲料的穩定劑。在冰凍牛奶中加適量藻酸鈉可明顯增加口感,無粘感及僵硬感。尤其是酸奶中加入0.25%-2%的海藻酸鈉,可以保持和改善其凝乳形狀,防止在高溫消毒過程中產生粘度下降的現象,同時還可以延長存放期,使其特殊風味不變。還可以用于人造奶油增稠和乳化劑。除此之外,添加到飲料中,與糖精及輔料制成爽口的果味糖漿,具有平滑均勻的口感,穩定不分層。

    海藻酸鈉在糖果、冷凍甜食及食品芯、餡制作中的應用

    用海藻酸鈉作為主要添加劑,可以生產出上等的軟糖,鮮果凍、葡萄珠、蓮子羹、銀耳羹、赤豆羹等。還可以與其他輔料按一定比例配制,冷凍后,即可得到質地平滑結實的布丁。另外,用海藻酸鈉和淀粉的添加劑,可以制成能夠代替俗稱“糯米紙”的糖果,糕點的內襯包裝薄膜,用以防止糖果的烊化和糕點的隔油,效果極佳。不僅可以提高薄膜的強度和柔韌度,有利于機械化生產,而且可以節約糧食,降低成本。把藻酸鈉添加到食品的芯、餡中,明顯地表現出凝膠性能好,粘結力強。例如:餡餅、月餅、夾芯餅、果碎甜食以及包子餡等,吃起來質地均勻,口感好。

    海藻酸鈉在保健食品應用

    海藻酸鈉是人體不可缺少的一種飲食纖維,具有獨特營養,可結合有機物,降低血清和肝臟中的膽固醇,抑制總脂肪和總脂肪酸濃度上升,還可以改善營養物質的消化與吸收,同時還有抑制放射性鍶、鎘等有害元素在體內的吸收。因為海藻酸鈉為羧酸鈉鹽(含-COONa)能溶于水,而具有陰荷性的羧酸根離子(COO-)能與人體內有害的鉛、汞等重金屬元素結合,生成藻酸的重金屬鹽沉淀。它不溶于水,所以可以隨糞便排出體外。以海藻酸鈉配制的降糖樂、甜果凍、果汁蜜粉、桔子汁等,長期食用將有助于治療高血壓、冠心病、肥胖癥、糖尿病以及腸道系統的疾病。保健食品一般是將藻酸鈉以輔料加水溶解,混和均勻,再固化成顆料狀、條狀、纖紙狀,可制成固體飲料或仿肉食品。海藻酸鈉作為食品添加劑,在日本約占總量的10%。

    海藻酸鈉在其他行業應用

    在藥物制劑上的應用

    海藻酸鈉早在1938就已收入美國藥典。海藻酸在1963年收入英國藥典。海藻酸不溶于水,但放入水中會膨脹。因此,傳統上,海藻酸鈉用作片劑的粘合劑,而海藻酸用作速釋片的崩解劑。然而,海藻酸鈉對片劑性質的影響取決于處方中放入的量,并且在有些情況下,海藻酸鈉可促進片劑的崩解。海藻酸鈉可以在制粒的過程中加入,而不是在制粒后以粉末的形式加入,這樣制作過程更簡單。與使用淀粉相比,所制的成片機械強度更大。

    海藻酸鈉也用于懸浮液、凝膠和以脂肪和油類為基質的濃縮乳劑的生產中

    海藻酸鈉用于一些液體藥物中,可增強粘性,改善固體的懸浮。藻酸丙二醇酯可改善乳劑的穩定性。控釋藥物傳輸系統在衛生保健中占很重要的地位。水溶性藥物微粒從膠狀介質中分離前的時間要最小化以確保載藥量最大。然而,這對水不溶性藥物并不重要。他們發現藥物的釋放與所用藥物的溶解性有關。

    海藻酸鈉印紡工業的應用

    活性染料的助染劑 海藻酸鈉在印染工業中用作活性染料色漿,優于糧食淀粉和其它漿料。印出的紡織品花紋鮮艷,線條清晰,給色量高,得色均勻,滲透性與可塑性均良好。海藻膠是現代印染業的最佳漿料,現已廣泛應用于棉、毛、絲、尼龍等各種織品的印花,特別適用于配制撥染印花漿。

    海藻酸鈉在醫藥行業的應用

    以海藻酸硫酸酯分散劑制成的PS型胃腸雙重造影硫酸鋇制劑,具有粘度低,粒度細,附壁性好,性能穩定等特點。PSS是以海藻酸為原料研制的一種褐藻多糖雙酯鈉,具有抗凝血、降血脂和降低血液粘度的作用。用海藻膠代替橡膠、石膏作牙科印模料,不僅價格便宜,操作簡便,而且印出的齒形更準確。海藻膠還可制作各種劑型的止血劑,包括止血海棉、止血紗布,止血薄膜,燙傷紗布,噴霧止血劑等。

  • 參考資料:
  • 1. 海藻酸鈉在食品中的應用 .中國知網[引用日期2013-01-8]
    2. Bacterial exopolysaccharides: biosynthesis pathways and engineering strategies. .Frontiers in Microbiology.2015-05-26[引用日期2016-03-10]
    3. 海藻酸鈉在醫學工程上的應用研究進展 .中國知網[引用日期2013-01-8]

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