海藻酸鈉(Sodium alginate ),白色或淡黃色粉末,分子式 (C6H7NaO6)x。它是一種天然多糖,具有藥物制劑輔料所需的穩(wěn)定性、溶解性、粘性和安全性。1881年,英國化學(xué)家E.C.Stanford首先對褐色海藻中的海藻酸鹽提取物進(jìn)行科學(xué)研究。他發(fā)現(xiàn)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。于是他提出了幾項工業(yè)化生產(chǎn)的申請。但是,海藻酸鹽直到50年之后才進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。商業(yè)化生產(chǎn)始于1927年,現(xiàn)全每年約生產(chǎn)30000噸,其中30%用于食品工業(yè),剩下的用于其它工業(yè)、制藥業(yè)和牙科。
化學(xué)式:(C6H7NaO6)x
別 稱:褐藻膠;褐藻酸鈉等
中文名:海藻酸鈉
沸 點(diǎn):495.2°C at 760 mmHg
分子量:216.12303
英文名:Sodium alginate (常用簡寫 SA或NaAlg)
CAS號:9005-38-3
中文名稱:海藻酸鈉
中文別名:褐藻膠;褐藻酸鈉;藻膠鈉;藻朊鈉;藻酸鈉;海藻酸鈉膠;藻酸鈉鹽;藻朊鈉;藻朊酸鈉;海帶膠;海藻酸鈉,低粘度;海藻酸鈉,極低粘度
英文名稱:Sodiumalginate(常用簡寫SA或NaAlg)
英文別名:ALGIN;ALGINATESODIUMSALT;Alginicacidmonosodiumsalt;ALGINICACIDSODIUMSALT;ALGINICSODIUM;FEMA2015;POLYMANNURONICACIDSODIUMSALT;SODIUMALGINATE;SODIUMALGINATE300-400;SODIUMALGINATE500-600;SODIUMALGINATE80-120;algiline;algin(polysaccharide);alginatekmf;algiponl-1168;amnucol;antimigrantc45;cecalginetbv;cohasal-ih;daridqh
用途食品工業(yè),其它工業(yè),制藥業(yè)和牙科
CAS號9005-38-3
沸點(diǎn):495.2°Cat760mmHg[1]
蒸氣壓:6.95E-12mmHgat25°C
溶解性:微溶于水
簡介:
海藻酸鈉又名褐藻酸鈉、海帶膠、褐藻膠、藻酸鹽,是由海帶中提取的天然多糖碳水化合物。廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、紡織、印染、造紙、日用化工等產(chǎn)品,作為增稠劑、乳化劑、穩(wěn)定劑、粘合劑、上漿劑等使用。自八十年代以來,褐藻酸鈉在食品應(yīng)用方面得到新的拓展。褐藻酸鈉不僅是一種安全的食品添加劑,而且可作為仿生食品或療效食品的基材,由于它實(shí)際上是一種天然纖維素,可減緩脂肪糖和膽鹽的吸收,具有降低血清膽固醇、血中甘油三酯和血糖的作用,可預(yù)防高血壓、糖尿病、肥胖癥等現(xiàn)代病。它在腸道中能抑制有害金屬如鍶、鎘、鉛等在體內(nèi)的積累,正是因為褐藻酸鈉這些重要作用,在國內(nèi)外已日益被人們所重視。日本人把富含有褐藻酸鈉的食品稱為“長壽食品”,美國人則稱其為“奇妙的食品添加劑”。
海藻酸(Alginate)是存在于褐藻類中的天然高分子,是從褐藻或細(xì)菌中提取出的天然多糖,類似于細(xì)胞外基質(zhì)中的糖胺聚糖GAGs,無亞急性/慢性毒性或致癌性反應(yīng),可作為食用的食品添加劑,也可作為支架材料用于醫(yī)學(xué)用途,具備良好的生物相容性。海藻酸是由古洛糖醛酸(記為G段)與其立體異構(gòu)體甘露糖醛酸(記為M段)兩種結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的,這兩種結(jié)構(gòu)單元以三種方式(MM段、GG段和MG段)通過α-1,4糖苷鍵鏈接,從而形成一種無支鏈的線性嵌段共聚物。海藻酸很容易與一些二價陽離子結(jié)合,形成凝膠。而且,其溫和的溶膠凝膠過程、良好的生物相容性使海藻酸適于作為釋放或包埋藥物、蛋白與細(xì)胞的微膠囊。當(dāng)其6位上的羧基與鈉離子結(jié)合,就構(gòu)成了海藻酸鈉鹽(SodiumAlginate)。海藻酸鈉的分類方法較多。從結(jié)構(gòu)上分,可分為高G/M比、中G/M比、低G/M比三種。從黏度上分,可分為低黏度、中黏度和高黏度海藻酸鈉。從純度上分,可分為工業(yè)用,食用以及醫(yī)用三個級別。不同品質(zhì)的海藻酸鈉對于膠珠結(jié)構(gòu)的影響是很大的。一般認(rèn)為,高G/M比,中低黏度的海藻酸鈉適于用來制備膠珠。而且,當(dāng)膠珠應(yīng)用于對于生物工程領(lǐng)域時,應(yīng)選擇醫(yī)用級別的海藻酸鈉。
用途
用途一:用作紡織品的上漿劑和印花漿,同時作為增稠劑、穩(wěn)定劑、乳化劑大量應(yīng)用于食品工業(yè)中
用途二:作乳化穩(wěn)定劑和增稠劑,我國規(guī)定可用于各類食品,按生產(chǎn)需要適量使用。
用途三:穩(wěn)定劑;增稠劑;乳化劑;分散劑;膠凝劑;被膜劑;懸浮劑。
日本用于冰淇淋和冷點(diǎn)改善保形性及使組織細(xì)膩,其用量為0.1%~0.4%。制造餡心類時賦予粘結(jié)性,其用量為0.1%~0.7%。因其為親水性高分子,具有強(qiáng)的水合性,使吸附于穩(wěn)定劑的水分,難以生成冰結(jié)晶。
美國用于餡餅的餡心、肉類沙司、肉汁、冷凍食品、巧克力、奶油成味硬糖、冷點(diǎn)凝膠、凝膠軟糖、糖漿類、乳化液等,其用量為0.1%~0.5%。
在啤酒生產(chǎn)中作為銅的固化去除劑,同時與蛋白質(zhì)、單寧一起凝聚后除去。
可制成薄膜,用于糖果防粘包裝。
用途四:用于增加血容量和維持血壓,排除燒傷所產(chǎn)生的組胺類毒素以及創(chuàng)傷失血、手術(shù)前后循環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定、大量出血性休克、燒傷性休克、高燒和急性痢疾等全身脫水,治療效果良好。還具有使膽固醇排出體外,抑制Pb、Cd、Sr被人體吸收以及保護(hù)胃腸道、整腸、減肥、降血糖的作用。在藥劑上主要用作助懸劑、乳化劑、黏稠劑、微囊的囊材等。
用途五:藻酸鈉是一種高粘性的高分子化合物。它與淀粉、纖維素等的不同之處,是它具有羧基,是β-D-甘露糖醛酸的醛基以苷鍵形成的高聚糖醛酸。其功能性質(zhì)如下:(1)親水性強(qiáng),在冷水和溫水中都能溶解,形成非常粘稠的均勻的溶液。(2)形成的真溶液具有其他類似物難于獲得的柔軟性、均一性及其他優(yōu)良特性。(3)具有很強(qiáng)的保護(hù)膠體的作用,對油脂的乳化力強(qiáng)。(4)在溶液中加入鋁、鋇、鈣、銅、鐵、鉛、鋅、鎳等金屬鹽,就會生成不溶性的藻酸鹽。這些金屬鹽是鈉、鉀的磷酸鹽、鹽等的緩沖劑,可以抑制、延遲凝固。(5)通常pH值為7,呈中性,可在4-10之間調(diào)整。(6)是線狀高分子電解質(zhì),可制成強(qiáng)韌的纖維(藻朊酸纖維)或薄膜,具有防止龜裂作用。(7)粘著性小,適用于經(jīng)紗漿料、脫模等。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(zhì),能夠改善食品的性質(zhì)和結(jié)構(gòu),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(wěn)定和防止食品干燥。而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(yōu)良的食品添加劑。不僅可以增加食品的營養(yǎng)成分,提高產(chǎn)品質(zhì)量,增加花色品種,也可以降低成本,提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。(1)面食品:在生產(chǎn)掛面、魚面、快餐面及筒子面中加入0.2%-0.5%的藻酸鈉,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(qiáng)、韌度高,口感細(xì)膩、潤滑、有嚼頭。在生產(chǎn)面包等面食、糕點(diǎn)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。(2)冰琪淋、冰棒、雪糕:生產(chǎn)冰琪淋、冰棒、雪糕時一般加入0.1%-0.5%的藻酸鈉作為穩(wěn)定劑,配成的混合料均勻,易于調(diào)節(jié)混合料凍結(jié)時的流度,易于攪拌。制成的產(chǎn)品保形好、平滑細(xì)膩、口感好,在貯存過程中不形成冰晶,還能穩(wěn)定其中的空氣泡,產(chǎn)品的膨脹率提高18%左右。增加產(chǎn)量15%-17%,同時使產(chǎn)品松軟、富有彈性。(3)牛奶制品及飲料:藻酸鈉可以作為冰凍牛奶、冰凍果汁及其他飲料的穩(wěn)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(chǎn)生粘度下降的現(xiàn)象,同時還可以延長存放期,使其特殊風(fēng)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(wěn)定不分層。(4)廣泛用于糖果,冷凍甜食及食品芯、餡的制作。用藻酸鈉作為主要添加劑,可以生產(chǎn)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(zhì)地平滑結(jié)實(shí)的布丁。另外,用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(diǎn)的內(nèi)襯包裝薄膜,用以防止糖果的烊化和糕點(diǎn)的隔油,效果。不僅可以提高薄膜的強(qiáng)度和柔韌度,有利于機(jī)械化生產(chǎn),而且可以節(jié)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(xiàn)出凝膠性能好,粘結(jié)力強(qiáng)。例如:餡餅、月餅、夾芯餅、果碎甜食以及包子餡等,吃起來質(zhì)地均勻,口感好。(5)保健食品:藻酸鈉是人體不可缺少的一種飲食纖維,具有獨(dú)特營養(yǎng),可結(jié)合有機(jī)物,降低血清和中的膽固醇,抑制總脂肪和總脂肪酸濃度上升,還可以改善營養(yǎng)物質(zhì)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(nèi)的吸收。因為藻酸鈉為羧酸鈉鹽(含-COONa)能溶于水,而具有陰荷性的羧酸根離子(COO-)能與人體內(nèi)有害的鉛、汞等重金屬元素結(jié)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(tǒng)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。藻酸鈉作為食品添加劑,在日本約占總量的10%。在其他方面的用途還有:醫(yī)藥品:牙科咬齒印材料、止血劑、涂布藥、親水性軟膏基質(zhì)、避孕藥等?;瘖y品:牙膏基料、洗發(fā)劑、整發(fā)劑等。印染工業(yè):媒染劑、整理漿料、印花漿料。紡織工業(yè):經(jīng)紗漿料、防水加工、制造花邊用水溶纖維。造紙工業(yè):施膠。礦業(yè):選礦用浮選取劑、鉆探泥漿調(diào)整劑、陶瓷器粘合劑。橡膠工業(yè):膠乳濃縮劑。涂料工業(yè):水性涂料,耐水性涂料。
用途六:穩(wěn)定劑、增稠劑、作人造半透膜、媒染劑。生化級用于固定細(xì)胞、酶;如海藻酸鈉法固定化脫羧酶。
4生產(chǎn)工藝
海藻酸鈉的工藝流程如下:干的或濕的海草(藻)經(jīng)碾碎、水洗除雜、強(qiáng)堿水萃取、澄清得粗海藻酸鹽溶液,經(jīng)氯化鈣沉淀得帶色的海藻酸鈣,經(jīng)脫色、脫味后用酸處理,除去可溶性雜質(zhì)得海藻酸沉淀,與作用得海藻酸鈉,再經(jīng)干燥、粉碎、過篩得海藻酸鈉粉末。
化學(xué)性質(zhì)
構(gòu)成
海藻酸鈉(CHONa)主要由海藻酸的鈉鹽組成,由a-L-甘露糖醛酸(M單元)與b-D-古羅糖醛酸(G單元)依靠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。
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。常見的表達(dá)分子量的方式是數(shù)均分子量(Mn)和重均分子量(Mw)。這兩個由下列公式定義:
這里Ni=具有特定分子重量Mi的分子數(shù)目,Wi=具有特定分子重量Mi的分子的重量。
在多分散性分子群中,通常Mw>Mn。Mw/Mn的系數(shù)為分散性指數(shù),海藻酸鈉商品的指數(shù)經(jīng)典范圍為1.5~2.5。常用的決定分子量的方法為建立在內(nèi)在粘性和光散射測定基礎(chǔ)上計算而出的。