海藻酸鈉

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_海藻酸鈉

海藻酸鈉是從褐藻類的海帶或馬尾藻中提取碘和甘露醇之后的副產物，其分子由β-D-甘露糖醛酸（β-D-mannuronic，M）和α-L-古洛糖醛酸（α-L-guluronic，G）按（1→4）鍵連接而成，是一種天然多糖，具有藥物制劑輔料所需的穩定性、溶解性、粘性和安全性。海藻酸鈉已經在食品工業和醫藥領域得到了廣泛應用。
中文名海藻酸鈉外文名sodium alginate簡    稱SA別    名褐藻膠、褐藻酸鈉
應    用食品工業、醫藥、印紡工業等

簡介

海藻酸鈉是從褐藻類的海帶或馬尾藻中提取碘和甘露醇之后的副產物，其分子由β-D-甘露糖醛酸（β-D-mannuronic，M）和α-L-古洛糖醛酸（α-L-guluronic，G）按（1→4）鍵連接而成。海藻酸鈉的水溶液具有較高的黏度，已被用作食品的增稠劑、穩定劑、乳化劑等。海藻酸鈉是無毒食品，早在1938年就已被收入美國藥典。海藻酸鈉含有大量的—COO－，在水溶液中可表現出聚陰離子行為，具有一定的黏附性，可用作治療黏膜組織的 藥物載體。在酸性條件下，—COO－轉變成—COOH，電離度降低，海藻酸鈉的親水性降低，分子鏈收縮，pH值增加時，—COOH基團不斷地解離，海藻酸鈉的親水性增加，分子鏈伸展。因此，海藻酸鈉具有明顯的pH敏感性。海藻酸鈉可以在極其溫和的條件下快速形成凝膠，當有Ca2+、Sr2+等陽離子存在時，G單元上的Na+與二價陽離子發生離子交換反應，G單元堆積形成交聯網絡結構，從而形成水凝膠。海藻酸鈉形成凝膠的條件溫和，這可以避免敏感性藥物、蛋白質、細胞和酶等活性物質的失活。由于這些優良的特性，海藻酸鈉已經在食品工業和醫藥領域得到了廣泛應用。 [1] 

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。 [2] 

理化性質

海藻酸鈉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。
1、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。 [3] 
2、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。
3、分子式
分子式為 (C6H7NaO6）x，分子結構如右圖
4、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。
5、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。

優勢

海藻酸鈉作為飲料和乳品的增稠劑，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。
海藻酸鈉是冰激凌等冷飲的高檔穩定劑，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%。
海藻酸鈉作為乳制品及飲料的穩定劑，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。

應用

1、在食品上的應用
食品級海藻酸鈉
海藻酸鈉用以代替淀粉、明膠作冰淇淋的穩定劑，可控制冰晶的形成，改善冰淇淋口感，也可穩定糖水冰糕、冰果子露、冰凍牛奶等混合飲料。許多乳制品，如精制奶酪、摜奶油、干乳酪等利用海藻酸鈉的穩定作用可防止食品與包裝物的連粘性，可作為上乳制飾品覆蓋物，可使其穩定不變并防止糖霜酥皮開裂。
海藻酸鈉用于色拉（一種涼拌菜）調味汁，布丁（一種甜點心)、果醬、番茄醬及罐裝制品的增稠劑，以提高制品的穩定性質，減少液體滲出。
在掛面、粉絲、米粉制作中添加海藻酸鈉可改善制品組織的粘結性，使其拉力強、彎曲度大、減少斷頭率，特別是對面粉含量較低面筋，效果更為明顯。在面包、糕點等制品中添加海藻酸鈉，可改善制品內部組織的均一性和持水作用，延長貯藏時間。在冷凍甜食制品中添加可提供熱聚變保護層，改進香味逸散，提高熔點的性能。
海藻酸鈉可做成各種凝膠食品，保持良好的膠體形態，不發生滲液或收縮，適合用于冷凍食品和人造仿型食品。還可用來覆蓋水果、肉、禽類和水產品作為保護層，與空氣不直接接觸，延長貯藏時間。還可作為面包的糖衣、加餡填料、點心的涂蓋層、罐頭食品等自凝形成劑。在高溫、冷凍和酸性介質中仍可維 持原有的形體。還可代替瓊膠制成具有彈性，不粘牙，透明的水晶軟糖。
2、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。
3、印紡工業的應用
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。
中國紡織部門以海藻膠與淀粉混合或代替淀粉配制經紗漿料，不僅可以節約大量糧食，而且能使經紗的纖維不起毛，耐摩擦，斷頭率少，從而提高織布效率。海藻膠對棉纖維和合成纖維均有效。
4、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。