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後的副產物，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）鍵連線而成，是一種天然多糖，具有藥物製劑輔料所需的穩定性、溶解性、粘性和安全性。海藻酸鈉已經在食品工業和醫藥領域得到了廣泛套用。

基本介紹

• 中文名：海藻酸鈉
• 外文名：sodium alginate
• 簡稱：SA
• 別名：褐藻膠、褐藻酸鈉
• 套用：食品工業、醫藥、印紡工業等

簡介

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後的副產物，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）鍵連線而成。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+與二價陽離子發生離子交換反應，G單元堆積形成交聯網路結構，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、細胞和酶等活性物質的失活。由於這些優良的特性，海藻酸鈉已經在食品工業和醫藥領域得到了廣泛套用。

生產工藝

海藻酸鈉的工藝流程如下：乾的或濕的海草（藻）經碾碎、水洗除雜、強鹼水萃取、澄清得粗海藻酸鹽溶液，經氯化鈣沉澱得帶色的海藻酸鈣，經脫色、脫味後用酸處理，除去可溶性雜質得海藻酸沉澱，與碳酸鈉作用得海藻酸鈉，再經乾燥、粉碎、過篩得海藻酸鈉粉末。

理化性質

海藻酸鈉為白色或淡黃色粉末，幾乎無臭無味。海藻酸鈉溶於水，不溶於乙醇、乙醚、氯仿等有機溶劑。溶於水成粘稠狀液體，1%水溶液pH值為6-8。當pH=6-9時粘性穩定，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，使得海藻酸鈉能穩定於體系中。

1、構成

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-糖苷鍵連線並由不同比例的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均分子量（Mn）和重均分子量（Mw）。

海藻酸鈉分子式

在多分散性分子群中，通常Mw>Mn。Mw/Mn的係數為分散性指數，海藻酸鈉商品的指數經典範圍為1.5～2.5。最常用的決定分子量的方法為建立在內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，分子結構如右圖

4、pH值

海藻酸鈉微溶於水，不溶於大部分有機溶劑。它溶於鹼性溶液，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。然後微粒迅速粘合在一起形成團塊，團塊很緩慢的完全水化並溶解。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於水中。水中的糖、澱粉或蛋白質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）在濃度高於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、穩定性

海藻酸鈉具有吸濕性，平衡時所含水分的多少取決於相對濕度。乾燥的海藻酸鈉在密封良好的容器內於25℃及以下溫度儲存相當穩定。海藻酸鈉溶液在pH5～9時穩定。聚合度（DP）和分子量與海藻酸鈉溶液的粘性直接相關，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定性不及低聚合度的海藻酸鈉。據報導海藻酸鈉可經質子催化水解，該水解取決於時間、pH和溫度。藻酸丙二醇酯溶液在室溫下、pH3～4時穩定；pH小於2或大於6時，即使在室溫下粘性也會很快降低。

優勢

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勢：海藻酸鈉良好的流動性，使得添加後的飲品口感柔滑；並且可以防止產品消毒過程中的黏度下降現象。在利用海藻酸鈉作為增稠劑時，應儘量使用分子量較大的產品，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定劑，它可使冰淇淋等冷飲食品產生平滑的外觀、柔滑的口感。由於海藻酸鈣可形成穩定熱不可逆凝膠，因而在運輸、儲藏過程中不會變粗糙（冰晶生長），不會發生由於溫度波動而引起的冰淇淋變形現象；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，使得產品的質量和效益都有顯著提高。產品口感柔滑、細膩、口味良好。添加量較低，一般為1-3%，國外添加量為5-10%。

海藻酸鈉作為乳製品及飲料的穩定劑，穩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，並有遲滯感。

套用

1、在食品上的套用

食品級海藻酸鈉

食品級海藻酸鈉

海藻酸鈉用以代替澱粉、明膠作冰淇淋的穩定劑，可控制冰晶的形成，改善冰淇淋口感，也可穩定糖水冰糕、冰果子露、冰凍牛奶等混合飲料。許多乳製品，如精製乳酪、摜奶油、乾乳酪等利用海藻酸鈉的穩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，可使其穩定不變並防止糖霜酥皮開裂。

海藻酸鈉用於色拉（一種涼拌菜）調味汁，布丁（一種甜點心)、果醬、番茄醬及罐裝製品的增稠劑，以提高製品的穩定性質，減少液體滲出。

在掛麵、冬粉、米粉製作中添加海藻酸鈉可改善製品組織的粘結性，使其拉力強、彎曲度大、減少斷頭率，特別是對麵粉含量較低麵筋，效果更為明顯。在麵包、糕點等製品中添加海藻酸鈉，可改善製品內部組織的均一性和持水作用，延長貯藏時間。在冷凍甜食製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。

加入海藻酸鈉的人造雞蛋

海藻酸鈉可做成各種凝膠食品，保持良好的膠體形態，不發生滲液或收縮，適合用於冷凍食品和人造仿型食品。還可用來覆蓋水果、肉、禽類和水產品作為保護層，與空氣不直接接觸，延長貯藏時間。還可作為麵包的糖衣、加餡填料、點心的塗蓋層、罐頭食品等自凝形成劑。在高溫、冷凍和酸性介質中仍可維 持原有的形體。還可代替瓊膠製成具有彈性，不粘牙，透明的水晶軟糖。

2、在藥物製劑上的套用

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。海藻酸不溶於水，但放入水中會膨脹。因此，傳統上，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的影響取決於處方中放入的量，並且在有些情況下，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，而不是在制粒後以粉末的形式加入，這樣製作過程更簡單。與使用澱粉相比，所制的成片機械強度更大。

海藻酸鈉也用於懸浮液、凝膠和以脂肪和油類為基質的濃縮乳劑的生產中。海藻酸鈉用於一些液體藥物中，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定性。

3、印紡工業的套用

海藻酸鈉在印染工業中用作活性染料色漿，優於糧食澱粉和其它漿料。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。海藻膠是現代印染業的最佳漿料，現已廣泛套用於棉、毛、絲、尼龍等各種織品的印花，特別適用於配製撥染印花漿。

中國紡織部門以海藻膠與澱粉混合或代替澱粉配製經紗漿料，不僅可以節約大量糧食，而且能使經紗的纖維不起毛，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、在醫藥行業的套用

以海藻酸硫酸酯分散劑製成的PS型胃腸雙重造影硫酸鋇製劑，具有粘度低，粒度細，附壁性好，性能穩定等特點。

PSS是以海藻酸為原料研製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。

海藻膠還可製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。