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海藻酸鈉(sodium alginate), 又名褐藻酸鈉、海帶膠、褐藻膠, 是一種以海帶、海藻為原料經各種離子交換(消化、過濾、漂白和鈣化、脫鈣、中和轉化) 提取制成的天然鏈鎖狀高分子多糖聚合物。我國海藻酸鈉的生產主要集中在沿海地區, 沿海地區海藻資源豐富, 海藻酸鈉生產發展很快, 目前生產量約11kt(含工業級), 食用級比重逐年增加。國內生產主要集中于青島等沿海地區,目前國內約有20 余家生產廠家。由于海藻酸鈉具有獨特的增稠性、親水性、穩定性、膠凝性、耐油性、成膜性等特性, 廣泛應用于各個工業中。
海藻酸鈉的分子式為C5H7O4COONa, 分子量理論值為198.11, 分子量平均真實值為222.00, 聚合度80~750, 是一種白色或淡黃色粉末, 無味, 幾乎不溶于乙醇、乙醚等有機劑。
1.水溶解性
海藻酸鈉溶于水則形成黏稠的膠體, 吸水后體積可膨脹10 倍, 其水溶液黏度主要隨聚合度和濃度而變。海藻酸鈉溶液因保持著呈負離子的基團,故有反對電荷, 對疏水性懸濁液有凝集作用, 在食品中常做增稠劑。
2.穩定性
海藻酸鈉在pH 調低的情況下會逐漸形成海藻酸凝膠,調高pH 值, 海藻酸會溶解, 恢復原先黏度; 耐堿性: 海藻酸鈉能夠耐受短暫的高堿性(pH 大于11), 但較長時間的高堿性會使黏度下降; 耐熱性: 海藻酸鈉可以經受短暫的高溫殺菌, 長時間高溫會使其黏度下降; 相容性: 海藻酸鈉可以和大多數添加劑分子共容(帶正電分子除外)。海藻酸鈉在干粉狀態下較在溶液狀態下穩定。
3.凝膠特性
調低pH 時, 海藻酸會形成凝膠, 這種凝膠的凝膠強度較弱, 形成的凝膠較軟, 并且溶于堿溶液中; 當在溶液中添加少量Ca2+時, Ca2+置換海藻膠中的部分H+和Na+形成海藻酸鈣凝膠, 海藻酸鈣形成的凝膠是熱不可逆的, 這是海藻酸鈉相對于其他膠體一個很明顯的優點。
4.成膜性
海藻酸鈉是鏈鎖狀高分子化合物, 具有形成纖維和薄膜能力。
5.螯合性
海藻酸鈉作為一種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。螯合性海藻酸鈉作為一種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.海藻酸鈉的保健功能
海藻酸鈉是一種可食而又不被人體消化的大分子多糖, 在胃腸里具有吸水性、吸附性、陽離子的交換和凝膠過濾等作用, 具有以下功能:
a) 降血壓、降血脂, 降低膽固醇, 預防脂肪肝;
b) 阻礙放射元素的吸收, 有助于排除體內重金屬;
c) 增加飽腹感, 健康減肥;
d) 加快腸胃蠕動, 預防便秘。
海藻酸鈉是人體不可缺少的一種營養素——食用纖維,對預防結腸癌、心血管病、肥胖病以及鉛、鋼等在體內的積累具有輔助療效作用,在日本被譽為“保健長壽食品”,在美國被稱為奇妙的食品添加劑。它作為海藻膠的—種,以其固有的理化性質,能夠改善食品的性質和結構.海藻酸鈉具有低熱無毒、易膨化、柔韌度高的特點,將其添加到食品中可發揮凝固、增調、乳化、懸浮、穩定和防止食品干燥的功能。
海藻酸鈉最主要的作用是凝膠化,即形成可以食用的凝膠體,近固體,以保持成型的形狀。因而,它是一種優良的食用添加劑,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。比如:在生產面包等面食、糕點時,加入0.1%~1%的海藻酸鈉,可以防止成品老化和干燥,減少落屑,吃起來有筋力,口感好;在酸奶中加入0.25%~2%的海藻酸鈉,可保持和改善其凝乳形狀,防止在高溫消毒過程中出現溫度下降的情況,同時還可以延長存放朗,其特殊風味不變.海藻酸鈉還以用于人造奶油的增稠劑和乳化劑.在啤酒加入少量海藻酸鈉可使泡沫穩定。
2.海藻酸鈉在醫學中的應用
用藻酸鈉制備的三維多孔海綿體可替代受損的組織和器官,用來作細胞或組織移植的基體。海藻酸鈉是一種具有釋功能的輔料。在口服藥物中加入海藻酸鈉,由于黏度增大,長了藥物的釋放時間,可減慢吸收、延長療效、減輕副反應。國外的消心痛緩釋片就是以海藻酸鈉為基質制成的,國內也以海藻酸鈉為基質制成了長效消心痛片。海藻酸鈉是一種天然植物性創傷修復材料,用其制作的凝膠膜片或海綿材料,可用來保護創面和治療燒、燙傷.實驗研究也證實,口服海藻酸鈉對射線致小鼠口腔粘膜的損傷有明顯保護作用。
海藻酸鈉制成的注射液國內稱701注射液、褐藻酸鈉注射液、低聚海藻酸鈉注射液;國外稱Alginon,Glyco-Algin等具有增加血容量、維持血壓的作用, 可維持手術前后循環的穩定。制藥工業用海藻酸鈉制片,用量即使增加到1%以上或壓力加大,其崩解時間并不增加,此性質優于明膠、淀粉,是個較理想的粘合劑,也可用于制備腸溶膠囊。海藻酸鈉在醫藥中還可用作牙科咬齒印材料、止血劑、涂布藥、親水性軟膏基質、 避孕藥等。近年來,海藻酸鈉在醫學上的應用有向縱深發展之勢。
3.海藻酸鈉在增稠方面的應用
由于海藻酸鈉在低濃度時就有較高的黏度,可代替阿拉伯膠、西黃蓄膠等制成飲料,具有穩定性好、透光率強、無異味、低熱、口感好的特點。海藻酸鈉用于固體食品可控制其黏度,用量為0.5%。
4.作為凈水劑
利用海藻酸鈉與鈣離子、 鐵離子等形成凝膠沉淀,及其較強的吸附性的特點可用作水的凈化劑.凈水時,一般懸浮離子用硫酸鉛即可;但當凝聚條件不利,濁度大時,加入吸附力強的海藻酸鈉能促進凝聚作用,過濾速度良好。此性質還可用于糖加工中對絮狀固體的吸附。
5.在紡織工業上的應用
由于海藻酸鈉具有易著色、得色量高、色澤鮮 艷和使印花織物手感柔軟等特點,因此在紡織品印花中一直是棉織物活性染料印花中最常用的糊料。在紡織工業中,海藻酸鈉還可作為經紗漿料、制造花邊用水溶纖維。
6.在飼料工業中的應用
科研人員研究發現用含有8種添加不同種類和濃度的黏合劑(明膠、瓜爾豆膠、海藻酸鈉、玉米淀粉等)的飼料飼喂綠海膽,結果顯示黏合劑的種類對于飼料耐水性具有顯著影響,在用海藻酸鈉和明膠做黏合劑時飼料水穩定性最佳。在海參水產飼料中,海藻酸鈉3% 的添加量可以使得飼料浸泡48h內具有良好的穩定性,相比之下,瓜爾豆膠需要添加23.9%才可達到。由于飼料原料、黏合劑添加比例和加工工藝的多樣性,黏合劑黏合性能比較的實驗結果只是相對的,一種黏合劑只是在特定的情況下比另一種作用效果好,因此海藻酸鈉作為黏合劑水產飼料的應用還是有試用范圍和添加配方的技術要求,如使用不當會造成負面結果。
7.其它方面的應用
由于海藻酸鈉易溶于水,而且稍經處理即可成膜,因而可以相當方便地作為冷藏的包覆材料,主要用于肉類、水產品及水果的冷藏保鮮。另外,還可以作為酒類的澄清劑和人造蜇皮的原料。此外,海藻酸鈉可用與牙膏基料、洗發劑、整發劑等的制造,在造紙工業上可作為施膠,在橡膠工業中用作膠乳濃縮劑,還可以制成水性涂料和耐水性涂料。
來源:HISEA-海藻飼料