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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(chǎn)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(wěn)定性、溶解性、粘性和安全性。海藻酸鈉已經(jīng)在食品工業(yè)和醫(yī)藥領域得到了廣泛應用。

目錄

基本介紹 編輯本段

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(wěn)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(xiàn)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(zhuǎn)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(fā)生離子交換反應,G單元堆積形成交聯(lián)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),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(zhì)、細胞和酶等活性物質(zhì)的失活。

生產(chǎn)工藝 編輯本段

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,與碳酸鈉作用得海藻酸鈉,再經(jīng)干燥、粉碎、過篩得海藻酸鈉粉末。

理化性質(zhì) 編輯本段

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(wěn)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(zhì)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(wěn)定于體系中。
1、構(gòu)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。
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(shù)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(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。最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上計算而出的。
3、分子式
分子式為 (C6H7NaO6)x,分子結(jié)構(gòu)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(zhì)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(wěn)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(nèi)于25℃及以下溫度儲存相當穩(wěn)定。海藻酸鈉溶液在pH5~9時穩(wěn)定。聚合度(DP)和分子量與海藻酸鈉溶液的粘性直接相關(guān),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(wěn)定性不及低聚合度的海藻酸鈉。據(jù)報道海藻酸鈉可經(jīng)質(zhì)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(wěn)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(yōu)勢特點 編輯本段

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(yōu)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(chǎn)品消毒過程中的黏度下降現(xiàn)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(chǎn)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(wěn)定劑,它可使冰淇淋等冷飲食品產(chǎn)生平滑的外觀、柔滑的口感。由于海藻酸鈣可形成穩(wěn)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(fā)生由于溫度波動而引起的冰淇淋變形現(xiàn)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(chǎn)品的質(zhì)量和效益都有顯著提高。產(chǎn)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(wěn)定劑,穩(wěn)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。

應用領域 編輯本段

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(wěn)定劑,可控制冰晶的形成,改善冰淇淋口感,也可穩(wěn)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(wěn)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(wěn)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(diào)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(wěn)定性質(zhì),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(jié)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(nèi)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(tài),不發(fā)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(chǎn)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(zhì)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(tǒng)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(zhì)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(zhì)的濃縮乳劑的生產(chǎn)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(wěn)定性。
3、印紡工業(yè)的應用
海藻酸鈉在印染工業(yè)中用作活性染料色漿,優(yōu)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(xiàn)代印染業(yè)的最佳漿料,現(xiàn)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(jīng)紗漿料,不僅可以節(jié)約大量糧食,而且能使經(jīng)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(yī)藥行業(yè)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(wěn)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。

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