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海藻酸钠的特性及其应用

发布日期:2019/11/13 10:13:11

海藻酸钠(sodium alginate), 又名褐藻酸钠、海带胶、褐藻胶, 是一种以海带、海藻为原料经各种离子交换(消化、过滤、漂白和钙化、脱钙、中和转化) 提取制成的天然链锁状高分子多糖聚合物。我国海藻酸钠的生产主要集中在沿海地区, 沿海地区海藻资源丰富, 海藻酸钠生产发展很快, 目前生产量约11kt(含工业级), 食用级比重逐年增加。国内生产主要集中于青岛等沿海地区,目前国内约有20 余家生产厂家。由于海藻酸钠具有独特的增稠性、亲水性、稳定性、胶凝性、耐油性、成膜性等特性, 广泛应用于各个工业中。

海藻酸钠的理化性质

海藻酸钠的分子式为C5H7O4COONa, 分子量理论值为198.11, 分子量平均真实值为222.00, 聚合度80~750, 是一种白色或淡黄色粉末, 无味, 几乎不溶于乙醇、乙醚等有机剂。

1.水溶解性

海藻酸钠溶于水则形成黏稠的胶体, 吸水后体积可膨胀10 倍, 其水溶液黏度主要随聚合度和浓度而变。海藻酸钠溶液因保持着呈负离子的基团,故有反对电荷, 对疏水性悬浊液有凝集作用, 在食品中常做增稠剂。

2.稳定性 

海藻酸钠在pH 调低的情况下会逐渐形成海藻酸凝胶,调高pH 值, 海藻酸会溶解, 恢复原先黏度; 耐碱性: 海藻酸钠能够耐受短暂的高碱性(pH 大于11), 但较长时间的高碱性会使黏度下降; 耐热性: 海藻酸钠可以经受短暂的高温杀菌, 长时间高温会使其黏度下降; 相容性: 海藻酸钠可以和大多数添加剂分子共容(带正电分子除外)。海藻酸钠在干粉状态下较在溶液状态下稳定。

3.凝胶特性

调低pH 时, 海藻酸会形成凝胶, 这种凝胶的凝胶强度较弱, 形成的凝胶较软, 并且溶于碱溶液中; 当在溶液中添加少量Ca2+时, Ca2+置换海藻胶中的部分H+和Na+形成海藻酸钙凝胶, 海藻酸钙形成的凝胶是热不可逆的, 这是海藻酸钠相对于其他胶体一个很明显的优点。

4.成膜性

海藻酸钠是链锁状高分子化合物, 具有形成纤维和薄膜能力。

5.螯合性

海藻酸钠作为一种螯合剂可以络合体系中的二价离子, 使得海藻酸钠能稳定于体系中。螯合性海藻酸钠作为一种螯合剂可以络合体系中的二价离子, 使得海藻酸钠能稳定于体系中。

海藻酸钠在食品工业中的应用

1.海藻酸钠的保健功能

海藻酸钠是一种可食而又不被人体消化的大分子多糖, 在胃肠里具有吸水性、吸附性、阳离子的交换和凝胶过滤等作用, 具有以下功能:

a) 降血压、降血脂, 降低胆固醇, 预防脂肪肝;

b) 阻碍放射元素的吸收, 有助于排除体内重金属;

c) 增加饱腹感, 健康减肥;

d) 加快肠胃蠕动, 预防便秘。

海藻酸钠是人体不可缺少的一种营养素——食用纤维,对预防结肠癌、心血管病、肥胖病以及铅、钢等在体内的积累具有辅助疗效作用,在日本被誉为“保健长寿食品”,在美国被称为奇妙的食品添加剂。它作为海藻胶的—种,以其固有的理化性质,能够改善食品的性质和结构.海藻酸钠具有低热无毒、易膨化、柔韧度高的特点,将其添加到食品中可发挥凝固、增调、乳化、悬浮、稳定和防止食品干燥的功能。

海藻酸钠最主要的作用是凝胶化,即形成可以食用的凝胶体,近固体,以保持成型的形状。因而,它是一种优良的食用添加剂,不仅可以增加食品的营养成分,提高产品质量,增加花色品种,也可以降低成本,提高企业的经济效益。比如:在生产面包等面食、糕点时,加入0.1%~1%的海藻酸钠,可以防止成品老化和干燥,减少落屑,吃起来有筋力,口感好;在酸奶中加入0.25%~2%的海藻酸钠,可保持和改善其凝乳形状,防止在高温消毒过程中出现温度下降的情况,同时还可以延长存放朗,其特殊风味不变.海藻酸钠还以用于人造奶油的增稠剂和乳化剂.在啤酒加入少量海藻酸钠可使泡沫稳定。

2.海藻酸钠在医学中的应用

用藻酸钠制备的三维多孔海绵体可替代受损的组织和器官,用来作细胞或组织移植的基体。海藻酸钠是一种具有释功能的辅料。在口服药物中加入海藻酸钠,由于黏度增大,长了药物的释放时间,可减慢吸收、延长疗效、减轻副反应。国外的消心痛缓释片就是以海藻酸钠为基质制成的,国内也以海藻酸钠为基质制成了长效消心痛片。海藻酸钠是一种天然植物性创伤修复材料,用其制作的凝胶膜片或海绵材料,可用来保护创面和治疗烧、烫伤.实验研究也证实,口服海藻酸钠对射线致小鼠口腔粘膜的损伤有明显保护作用。

海藻酸钠制成的注射液国内称701注射液、褐藻酸钠注射液、低聚海藻酸钠注射液;国外称Alginon,Glyco-Algin等具有增加血容量、维持血压的作用, 可维持手术前后循环的稳定。制药工业用海藻酸钠制片,用量即使增加到1%以上或压力加大,其崩解时间并不增加,此性质优于明胶、淀粉,是个较理想的粘合剂,也可用于制备肠溶胶囊。海藻酸钠在医药中还可用作牙科咬齿印材料、止血剂、涂布药、亲水性软膏基质、 避孕药等。近年来,海藻酸钠在医学上的应用有向纵深发展之势。

3.海藻酸钠在增稠方面的应用

由于海藻酸钠在低浓度时就有较高的黏度,可代替阿拉伯胶、西黄蓄胶等制成饮料,具有稳定性好、透光率强、无异味、低热、口感好的特点。海藻酸钠用于固体食品可控制其黏度,用量为0.5%。

4.作为净水剂

利用海藻酸钠与钙离子、 铁离子等形成凝胶沉淀,及其较强的吸附性的特点可用作水的净化剂.净水时,一般悬浮离子用硫酸铅即可;但当凝聚条件不利,浊度大时,加入吸附力强的海藻酸钠能促进凝聚作用,过滤速度良好。此性质还可用于糖加工中对絮状固体的吸附。

5.在纺织工业上的应用

由于海藻酸钠具有易着色、得色量高、色泽鲜 艳和使印花织物手感柔软等特点,因此在纺织品印花中一直是棉织物活性染料印花中最常用的糊料。在纺织工业中,海藻酸钠还可作为经纱浆料、制造花边用水溶纤维。

6.在饲料工业中的应用

科研人员研究发现用含有8种添加不同种类和浓度的黏合剂(明胶、瓜尔豆胶、海藻酸钠、玉米淀粉等)的饲料饲喂绿海胆,结果显示黏合剂的种类对于饲料耐水性具有显著影响,在用海藻酸钠和明胶做黏合剂时饲料水稳定性最佳。在海参水产饲料中,海藻酸钠3% 的添加量可以使得饲料浸泡48h内具有良好的稳定性,相比之下,瓜尔豆胶需要添加23.9%才可达到。由于饲料原料、黏合剂添加比例和加工工艺的多样性,黏合剂黏合性能比较的实验结果只是相对的,一种黏合剂只是在特定的情况下比另一种作用效果好,因此海藻酸钠作为黏合剂水产饲料的应用还是有试用范围和添加配方的技术要求,如使用不当会造成负面结果。

7.其它方面的应用

由于海藻酸钠易溶于水,而且稍经处理即可成膜,因而可以相当方便地作为冷藏的包覆材料,主要用于肉类、水产品及水果的冷藏保鲜。另外,还可以作为酒类的澄清剂和人造蜇皮的原料。此外,海藻酸钠可用与牙膏基料、洗发剂、整发剂等的制造,在造纸工业上可作为施胶,在橡胶工业中用作胶乳浓缩剂,还可以制成水性涂料和耐水性涂料。

来源:HISEA-海藻饲料

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