海藻酸钠 编辑

研究历史

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结构式结构式

海藻酸钠,一种天然多糖,具有药物制剂辅料所需的稳定性、溶解性、粘性和安全性。1881年,英国化学家E.C.Stanford 首先对褐色海藻中的海藻酸盐提取物进行科学研究。他发现该褐藻酸 的提取物具有几种很有趣的特性,它具有浓缩溶液、形成凝胶 和成膜的能力。基于此,他提出了几项工业化生产的申请。但是,海藻酸盐直到1930年之后才进行大规模工业化生产。商业化生产始于1927年,现在全世界每年约生产30000吨,其中30%用于食品工业,剩下的用于其它工业,制药业和牙科。

化学性质

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构成

海藻酸钠(C6H7O6Na)n主要由海藻酸的钠盐组成,由a-L-甘露糖醛酸(M单元)与b-D-古罗糖醛酸(G单元)依靠1,4-糖苷键连接并由不同GGGMMM片段组成的共聚物

分子量

海藻酸钠商品的分子量(Mw)通常像多糖一样,比较分散。因此,一种海藻酸钠的分子量通常代表该组所有分子的平均值。最常见的表达分子量的方式是平均数量(Mn)和平均重量(Mw)。这两个由下列公式定义:

这里Ni=具有特定分子重量Mi的分子数目,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的系数为分散性指数,海藻酸钠商品的指数经典范围为1.5~2.5。最常用的决定分子量的方法为建立在内在粘性和光散射测定基础上计算而出的。

海藻酸钠海藻酸钠分子式


分子式

分子式为 (C6H7NaO6)n,分子结构如右图。


pH值

海藻酸钠微溶于水,不溶于大部分有机溶剂。它溶于碱性溶液,使溶液具有粘性。海藻酸钠粉末遇水变湿,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团块,团块很缓慢的完全水化并溶解。如果水中含有其它与海藻酸盐竞争水合的化合物,则海藻酸钠更难溶解于水中。水中的糖、淀粉或蛋白质会降低海藻酸钠的水合速率,混合时间有必要延长。单价阳离子的盐(如NaCl)在浓度高于0.5%时也会有类似的作用。海藻酸钠在1%的蒸馏水溶液中的pH值约为7.2。

稳定性

海藻酸钠具有吸湿性,平衡时所含水分的多少取决于相对湿度。干燥的海藻酸钠在密封良好的容器内于25℃及以下温度储存相当稳定。海藻酸钠溶液在pH5~9时稳定。聚合度(DP)和分子量与海藻酸钠溶液的粘性直接相关,储藏时粘性的降低可用来估量海藻酸钠去聚合的程度。高聚合度的海藻酸钠稳定性不及低聚合度的海藻酸钠。据报道海藻酸钠可经质子催化水解,该水解取决于时间、pH和温度。藻酸丙二醇酯溶液在室温下、pH3~4时稳定;pH小于2或大于6时,即使在室温下粘性也会很快降低。[1]

物理性质

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海藻酸钠系β无水右旋甘露蜜醛酸钠的聚合物。

1.形态
海藻酸钠为白色或淡黄色粉末,几乎无臭无味。

2.溶解性
海藻酸钠溶于水,不溶于乙醇乙醚氯仿等有机溶剂。溶于水成粘稠状液体,1%水溶液pH值为6-8。当pH=6-9时粘性稳定,加热至80 ℃以上时则粘性降低。

3.毒性
海藻酸钠无毒,LD50>5000mg/kg。

4、凝胶性
螯合剂对海藻酸钠溶液性质的影响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。

5、增稠性和成膜性
(一)作为饮料、乳品等的增稠剂海藻酸钠在增稠方面有独特的优势:海藻酸钠良好的流动性,使得添加后的饮品口感柔滑;并且可以防止产品消毒过程中的黏度下降现象。在利用海藻酸钠作为增稠剂时,应尽量使用分子量较大的产品,适量添加Ca,可以大大提高海藻酸钠的黏度。

(二)作为冰淇淋等冷饮的稳定剂海藻酸钠是一种高档的稳定剂,它可使冰淇淋等冷饮食品产生平滑的外观、柔滑的口感。由于海藻酸钙可形成稳定热不可逆凝胶,因而在运输、储藏过程中不会变粗糙(冰晶生长),不会发生由于温度波动而引起的冰淇淋变形现象;同时这种冰淇淋食用时无异味,既提高了膨胀率又提高了融点,使得产品的质量和效益都有显著提高。产品口感柔滑、细腻、口味良好。添加量较低,一般为1—3‰,国外添加量为5—10‰。

(三)作为乳制品及饮料的稳定剂用海藻酸钠稳定的冰冻牛乳具有良好的口感,无粘感和僵硬感,在搅拌时有粘性,并有迟滞感。

生产方法

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以干海带或干马尾藻为原料,浸泡、固色 取干海带120kg或干马尾藻180kg(一般含胶量大于15%),去泥沙等物,加清水(或含甘露醇小于2%的海藻洗液)2-3t,常温浸泡两小时,用水搓洗,洗净甘露醇等杂质,溶液回收甘露醇。洗涤干净的原料,加入原料干重15倍量的1%甲醛溶液,在室温下浸16-24h,已固色的原料用水冲洗1次,酌情切碎。

干海带(或干马尾藻)[水,HCHO]→[16-24h]固色海带碎末消化 按原料干重取10-15倍量的10-15g/L(1%-1.5%)碳酸钠溶液,蒸汽加温至40-45℃(春、秋)或30-40℃(夏)或50-55℃(冬)(马尾藻65-70℃),再加已固色的原料,保温消化4h,至物料变成糊状,达消化终点,得糊状胶液。

固色海带[Na2CO3]→[加温消化4h]糊状胶液。

沉淀:将糊状胶液,用清水按原料干重60-70倍稀释,搅拌均匀,室温静置沉淀16-20h,放出上层清液,通过80-100目丝绢滤过后,用细布袋过滤,得澄清海藻酸钠液。下层沉渣压出的胶液再沉淀4-8h,细布袋精滤,弃渣,合并澄清滤液得胶液。

酸凝:将澄清胶液20000L以细流状加入盐酸60-70L(或硫酸40-50L),稍加搅拌,静置片刻,pH达1-1.5,下部放出的废酸液澄清透明即达终点。酸凝后的海藻酸用水冲洗至洗液pH达1.5-2,装袋,自滤片刻,压榨得海藻酸。

上清液[HCl]→[pH1-1.5]海藻液漂白、降解 取海藻酸(水分低于90%)200kg捣碎,加入体积分数为90%乙醇80-100kg及300g/L(30%)NaOH液10-14L,得海藻酸钠浆,中和时间不超过8h,控制pH7-8。中和完毕后,加次氯酸钠液(含量30-50g/L) 24-30L漂白,然后用亚硫酸钠液(含量20-27g/L)5-7L左右还原多余的次氯酸钠,控制pH8,至淀粉碘化钾不显蓝色为止,滤去乙醇,甩干,得低聚海藻酸钠。

海藻酸[乙醇,NaOH]→[8h, pH7-8]海藻酸钠浆[NaClO, Na2SO3]→[pH8]低聚海藻酸钠干燥、粉碎 取湿低聚海藻酸钠,均匀的撒置在烘盘内,在60-80℃,2-8h,烘干,粉碎,得白色低聚海藻酸钠成品。[3]

应用领域

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食品加工

加入海藻酸钠的人造鸡蛋加入海藻酸钠的人造鸡蛋

海藻酸钠是一种很好的增稠剂、稳定剂和胶凝剂,用于改善和稳定焙烤食品(蛋糕、馅饼、馅、色拉调味汁、牛奶巧克力)的质地以及防止冰淇淋贮存时形成大的冰晶,海藻酸盐还用来加工各种凝胶食品,例如速溶布丁、果冻、果肉果冻、人造鱼子酱以及稳定新鲜果汁和啤酒泡沫。而且海藻酸钠可作为仿生食品或疗效食品的基材,还是一种天然膳食纤维。

海藻酸钠用以代替淀粉明胶作冰淇淋的稳定剂,可控制冰晶的形成,改善冰淇淋口感,也可稳定糖水冰糕、冰果子露、冰冻牛奶等混合饮料。许多乳制品,如精制奶酪、掼奶油、干乳酪等利用海藻酸钠的稳定作用可防止食品与包装物的连粘性,可作为上乳制饰品覆盖物,可使其稳定不变并防止糖霜酥皮开裂。 海藻酸钠用于色拉调味汁,布丁(一种甜点心)、果酱、番茄酱及罐装制品的增稠剂,以提高制品的稳定性质,减少液体渗出。 

央视曝光假鱼翅制造工艺央视曝光假鱼翅制造工艺

在挂面、粉丝、米粉制作中添加海藻酸钠可改善制品组织的粘结性,使其拉力强、弯曲度大、减少断头率,特别是对面筋含量较低面粉,效果更为明显。在面包、糕点等制品中添加海藻酸钠,可改善制品内部组织的均一性和持水作用,延长贮藏时间。在冷冻甜食制品中添加可提供热聚变保护层,改进香味逸散,提高熔点的性能。 还可代替琼胶制成具有弹性,不粘牙,透明的水晶软糖。


药物制剂

海藻酸钠早在1938就已收入美国药典。海藻酸在1963年收入英国药典。海藻酸不溶于水,但放入水中会膨胀。传统上,海藻酸钠用作片剂的粘合剂,而海藻酸用作速释片的崩解剂。海藻酸钠对片剂性质的影响取决于处方中放入的量,并且在有些情况下,海藻酸钠可促进片剂的崩解。海藻酸钠可以在制粒的过程中加入,而不是在制粒后以粉末的形式加入,这样制作过程更简单。与使用淀粉相比,所制的成片机械强度更大。

海藻酸钠也用于悬浮液、凝胶和以脂肪和油类为基质的浓缩乳剂的生产中。海藻酸钠用于一些液体药物中,可增强粘性,改善固体的悬浮。藻酸丙二醇酯可改善乳剂的稳定性。水溶性药物微粒从胶状介质中分离前的时间要最小化以确保载药量最大。


印纺工业

活性染料的助染剂 海藻酸钠在印染工业中用作活性染料色浆,优于粮食淀粉和其它浆料。印出的纺织品花纹鲜艳,线条清晰,给色量高,得色均匀,渗透性与可塑性均良好。海藻胶是现代印染业的最佳浆料,已广泛应用于棉、毛、丝、尼龙等各种织品的印花,特别适用于配制拨染印花浆。

海藻酸钠工业级海藻酸钠

医疗行业

以海藻酸硫酸酯分散剂制成的PS型胃肠双重造影硫酸钡制剂,具有粘度低,粒度细,附壁性好,性能稳定等特点。PSS是以海藻酸为原料研制的一种褐藻多糖双酯钠,具有抗凝血、降血脂和降低血液粘度的作用。用海藻胶代替橡胶、石膏作牙科印模料,不仅价格便宜,操作简便,而且印出的齿形更准确。海藻胶还可制作各种剂型的止血剂,包括止血海棉、止血纱布,止血薄膜,烫伤纱布,喷雾止血剂等。

相关资讯

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近年来,海藻酸钠被作为食品添加剂,广泛用于各类食品,给正常生活带来不便。比如:

1、海藻酸钠是从海藻内提取的白色或淡色无嗅无味的制取物,加热可溶解,掺入蜂蜜中可起到增稠扩充作用。加入海藻酸钠的蜂蜜很难肉眼辨别出来。

2、宁夏公布2007年消费者投诉十大典型案例,其中一例就是工商局查获无业人员马某购用玉米淀粉、海藻酸钠、叶绿素、单甘脂四种原料无照非法加工人工合成发菜案,没收并销毁人工合成发菜850公斤,并处罚款2000余元。
 
3、利用海藻酸钠制作假鸡蛋。据了解,制造假鸡蛋的过程非常简单,只要将浸泡过的海藻酸钠水溶液调节好浓度,就会形成看上去微白透明,和蛋清一样有黏度的液体,这就是“鸡蛋清”了。

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