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海藻酸钠

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海藻酸钠

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50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。

  • 中文名:海藻酸钠

  • 英文名:Sodium alginate (常用简写 SA或NaAlg)

  • 别    称:褐藻胶;褐藻酸钠等

  • 化学式:C6H7NaO6)x

  • 分子量:216.12303 (糖单元)

  • CAS登录号:9005-38-3

  • 沸    点:495.2°C at 760 mmHg



    用途

    用途一:用作纺织品的上浆剂和印花浆,同时作为增稠剂、稳定剂、乳化剂大量应用于食品工业中

    用途二:作乳化稳定剂和增稠剂,我国规定可用于各类食品,按生产需要适量使用。

    用途三:稳定剂;增稠剂;乳化剂;分散剂;胶凝剂;被膜剂;悬浮剂。

    日本用于冰淇淋和冷点改善保形性及使组织细腻,其用量为0.1%~0.4%。制造馅心类时赋予粘结性,其用量为0.1%~0.7%。因其为亲水性高分子,具有强的水合性,使吸附于稳定剂的水分,难以生成冰结晶。

    美国用于馅饼的馅心、肉类沙司、肉汁、冷冻食品、巧克力、奶油成味硬糖、冷点凝胶、凝胶软糖、糖浆类、乳化液等,其用量为0.1%~0.5%。

    在啤酒生产中作为铜的固化去除剂,同时与蛋白质、单宁一起凝聚后除去。

    可制成薄膜,用于糖果防粘包装。

    用途四:用于增加血容量和维持血压,排除烧伤所产生的组胺类毒素以及创伤失血、手术前后循环系统的稳定、大量出血性 休克、烧伤性休克、高烧和急性痢疾等全身脱水,治疗效果良好。还具有使胆固醇排出体外,抑制Pb、Cd、Sr被人体吸收以及保护胃肠道、整肠、减肥、降血 糖的作用。在药剂上主要用作助悬剂、乳化剂、黏稠剂、微囊的囊材等。

    用途五:藻酸钠是一种高粘性的高分子化合物。它与淀粉、纤维素等的不同之处,是它具有羧基,是β-D-甘露糖醛酸的醛基以苷键形成的高聚糖醛酸。其功能性质如下:

    (1)亲水性强,在冷水和温水中都能溶解,形成非常粘稠的均匀的溶液。

    (2)形成的真溶液具有其他类似物难于获得的柔软性、均一性及其他优良特性。

    (3)具有很强的保护胶体的作用,对油脂的乳化力强。

    (4)在溶液中加入铝、钡、钙、铜、铁、铅、锌、镍等金属盐,就会生成不溶性的藻酸盐。这些金属盐是钠、钾的磷酸盐、乙酸盐等的缓冲剂,可以抑制、延迟凝固。

    (5)通常pH值为7,呈中性,可在4-10之间调整。

    (6)是线状高分子电解质,可制成强韧的纤维(藻朊酸纤维)或薄膜,具有防止龟裂作用。

    (7)粘着性小,适用于经纱浆料、脱模等。藻酸钠在欧美、日本诸国已列为不受限制使用的安全的食品添加剂,它作为海 藻胶的一种,以其固有理化性质,能够改善食品的性质和结构,它低热无毒,易膨化、柔韧度高,添加到食品中其功能为凝固、增稠、乳化、悬浮、稳定和防止食品 干燥。而最主要的作用是凝胶化,即形成可以食用的凝胶体,近于固体,以保持成型的形状。因而,它是一种优良的食品添加剂。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。

    (1)面食品:在生产挂面、鱼面、快餐面及筒子面中加入0.2%-0.5%的藻酸钠,可以明显地增加粘性,防变脆,有效地减少断头率,耐煮、耐泡、不粘条、筋力强、韧度高,口感细腻、润滑、有嚼头。在生产面包等面食、糕点时,加入0.1%-1%的藻酸钠,可以突出地防止老化和干燥,减少落屑,吃起来有筋力,口感好。

    (2)冰琪淋、冰棒、雪糕:生产冰琪淋、冰棒、雪糕时一般加入0.1%-0.5%的藻酸钠作为稳定剂,配成的混合料 均匀,易于调节混合料冻结时的流度,易于搅拌。制成的产品保形好、平滑细腻、口感好,在贮存过程中不形成冰晶,还能稳定其中的空气泡,产品的膨胀率提高 18%左右。增加产量15%-17%,同时使产品松软、富有弹性。

    (3)牛奶制品及饮料:藻酸钠可以作为冰冻牛奶、冰冻果汁及其他饮料的稳定剂。在冰冻牛奶中加适量藻酸钠可明显增加 口感,无粘感及僵硬感。尤其是酸奶中加入0.25%-2%的藻酸钠,可以保持和改善其凝乳形状,防止在高温消毒过程中产生粘度下降的现象,同时还可以延长 存放期,使其特殊风味不变。还可以用于人造奶油增稠和乳化剂。除此之外,添加到饮料中,与糖精及辅料制成爽口的果味糖浆,具有平滑均匀的口感,稳定不分 层。

    (4)广泛用于糖果, 冷冻甜食及食品芯、馅的制作。用藻酸钠作为主要添加剂,可以生产出上等的软糖,鲜果冻、葡萄珠、莲子羹、银耳羹、赤豆羹等。还可以与其他辅料按一定比例配 制,冷冻后,即可得到质地平滑结实的布丁。另外,用藻酸钠和淀粉的添加剂,可以制成能够代替俗称“糯米纸”的糖果,糕点的内衬包装薄膜,用以防止糖果的烊 化和糕点的隔油,效果极佳。不仅可以提高薄膜的强度和柔韧度,有利于机械化生产,而且可以节约粮食,降低成本。把藻酸钠添加到食品的芯、馅中,明显地表现 出凝胶性能好,粘结力强。例如:馅饼、月饼、夹芯饼、果碎甜食以及包子馅等,吃起来质地均匀,口感好。

    (5)保健食品:藻酸钠是人体不可缺少的一种饮食纤维, 具有独特营养,可结合有机物,降低血清和肝脏中的胆固醇,抑制总脂肪和总脂肪酸浓度上升,还可以改善营养物质的消化与吸收,同时还有抑制放射性锶、镉等有 害元素在体内的吸收。因为藻酸钠为羧酸钠盐(含-COONa)能溶于水,而具有阴荷性的羧酸根离子(COO-)能与人体内有害的铅、汞等重金属元素结合, 生成藻酸的重金属盐沉淀。它不溶于水,所以可以随粪便排出体外。以藻酸钠配制的降糖乐、甜果冻、果汁蜜粉、桔子汁等,长期食用将有助于治疗高血压、冠心病、肥胖症、糖尿病以及肠道系统的疾病。保健食品一般是将藻酸钠以辅料加水溶解,混和均匀,再固化成颗料状、条状、纤纸状,可制成固体饮料或仿肉食品。藻酸钠作为食品添加剂,在日本约占总量的10%。

    在其他方面的用途还有:

    医药品:牙科咬齿印材料、止血剂、涂布药、亲水性软膏基质、避孕药等。

    化妆品:牙膏基料、洗发剂、整发剂等。

    印染工业:媒染剂、整理浆料、印花浆料。纺织工业:经纱浆料、防水加工、制造花边用水溶纤维。

    造纸工业:施胶。

    矿业:选矿用浮选取剂、钻探泥浆调整剂、陶瓷器粘合剂。

    橡胶工业:胶乳浓缩剂。

    涂料工业:水性涂料,耐水性涂料。

    用途六:稳定剂、增稠剂、作人造半透膜、媒染剂。生化级用于固定细胞、酶;如海藻酸钠法固定化谷氨酸脱羧酶。

    生产工艺

    海藻酸钠的工艺流程如下: 干的或湿的海草(藻)经碾碎、水洗除杂、强碱水萃取、澄清得粗海藻酸盐溶液,经氯化钙沉淀得带色的海藻酸钙,经脱色、脱味后用酸处理,除去可溶性杂质得海藻酸沉淀,与碳酸钠作用得海藻酸钠,再经干燥、粉碎、过筛得海藻酸钠粉末。

    化学性质

    构成

    海藻酸钠(C6H7O6Na)n主要由海藻酸的钠盐组成,由α-L-甘露糖醛酸(M单元)与β-D-古洛糖醛酸(G单元)依靠β-1,4-糖苷键连接并由不同比例的GM、MM和GG片段组成的共聚物。

    分子量

    商品用海藻酸钠的分子量通常象多糖

    海藻酸钠分子式海藻酸钠分子式

    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数均分子量(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。

    分子式

    分子式为 (C6H7NaO6)x,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。

    安全术语

    S24/25Avoid contact with skin and eyes.

    避免与皮肤和眼睛接触。

    S26 In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.

    不慎与眼睛接触后,请立即用大量清水冲洗并征求医生意见。

    S36 Wear suitable protective clothing.

    穿戴适当的防护服。

    风险术语

    R36/37/38 Irritating to eyes, respiratory system and skin.

    刺激眼睛、呼吸系统和皮肤。

    物理性质

    海藻酸钠系β无水右旋甘露蜜醛酸钠的聚合物。

    ⒈形态

    海藻酸钠为白色或淡黄色粉末,几乎无臭无味。

    ⒉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

    ⒊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。

    相关化学品

    海藻酸

    分子式:(C 6 H 7 O 6 H) n

    性状:白色或浅黄色粉末,不溶于水,无臭无味。

    主要用途:海藻酸是从海带中提取的一种多聚糖醛酸,多用于医药工业,作为防肥胖剂和治疗胃病的新型药剂有较大医用价值,同时,也是生产藻酸丙二醇酯、藻酸三乙胺、藻酸双酯钠(PSS)等的重要原料。

    主要技术指标:

    酸值:≥ 230

    酸度 PH 值:1.5-3.5

    干燥失重:≤ 15.0%

    灼烧残渣:≤ 5.0%

    铁盐:≤ 0.05%

    重金属:≤ 0.004%

    砷盐:≤ 0.0003%

    包装规格:每袋 25 公斤 ,用复合袋包装。

    执行标准:卫生部标准 :WS1-128-89

    海藻酸钙

    分子式:[(C 6 H 7 O 6) 2 Ca] n

    性状:白色粉末至浅黄色不定粉末状,无臭,无味,不溶于水。

    用途:用于食品业,电焊条、 药皮增塑剂及 湿态粘合剂。海藻酸钙是从海带中提取的天然碳水化合物,可作为一种钙质添加剂,用于保健食品业。

    主要技术指标:

    铅:≤ 0.0005%

    砷:≤ 0.0002%

    水分 : ≤ 14.0%

    灰分:10-20 %

    重金属:≤ 0.001%

    包装规格:每袋 25 公斤 ,用复合袋包装。

    海藻酸钾

    分子式:(C 6 H 7 O 6 K) n

    性状:白色至浅黄色不定形粉末,无臭,无味,不易溶于水形成粘稠溶液。

    用途:主要用于医药和食品工业。海藻酸钾是一种从海带中提取的天然多糖碳水化合物,具有降低血脂肪、血糖、胆固醇等功效。同时,海藻酸钾还是一种良好的牙科印模料及面膜塑形剂,已逐渐应用于化妆品行业。

    主要技术指标:

    粘度:根据客户需要

    铅:≤ 0.0005%

    砷:≤ 0.0002%

    水分:≤ 14.0%

    PH 值:6-9.5

    含钙量:≤ 0.3%

    水不溶物:≤ 0.30%

    硫酸灰分:30-37%

    重金属:≤ 0.001%

    包装规格:每袋 25 公斤 ,用复合袋包装。

    超 低 粘 度 海 藻 酸 钠

    分子式:(C 6 H 7 O 6 Na) n

    性 状 : 白色或淡黄色深褐色不定形粉末,无臭、无味,易溶于水,不溶于酒精等有机溶剂。

    分 类:⑴ 高透明度:主要用于食品保健业。⑵普通透明度:用于工业、普通食品业。

    产品特点:本产品是从海带中提取的天然多糖化合物,它与普通型海藻酸钠的区别在于,粘度非常低,

    1 %溶液的黏度与水接近,其分子量极低,属低分子化合物,因而具有特殊的医疗保健作用。

    主要指标:

    透明度:普通型:4cm 左右 高透明度型:8.5cm 以上(蒸馏水为 10cm)

    粘 度:1 %溶液< 50 mpa.s

    其它指标同普通型海藻酸钠

    主要应用:

    · 用于印染:喷墨印染

    · 用于食品工业:保健饮料、食品等

    · 用于医药:有降压、降脂作用

    包装规格:每袋 25 公斤 ,用复合袋包装。

    执行标准:

    药用级:执行美国药典ⅡⅢ版;

    食用级:执行国家 GB1976-80 ;

    工业级:执行 SC/T3401-1985 ;

    超 低 粘 度 海 藻 酸 钾

    分子式:(C 6 H 7 O 6 K) n

    性 状:淡黄色或深褐色不定形粉末,易溶于水,不溶于酒精等有机溶剂。

    产品特点 : 本产品是从海带中提取的天然多糖,其分子量低,在 1 %水溶液时黏度几乎为零,

    因而具有医疗和保健作用,低分子海藻酸钾能被人体吸收,并能在肠道中与钠离子交换,补充钾离子排出钠离子,起到降压的作用,因而本产品可作为医药原料药。

    主要指标:

    粘度 : 1 %溶液< 4mpas

    透明度:根据用户需要

    其它指标同普通型海藻酸钾。

    主要应用:

    1 、用于医药工业,生产各种降压、降脂药物

    2 、用于保健食品的添加剂、饮料、啤酒等

    CAS No.:9005-38-3


    应用领域

    在食品上的应用

    食品级海藻酸钠

    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(一种凉拌菜)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。

    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,特别是对面粉含 量较低面筋,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。


    海藻酸钠可做成各种凝胶食品,保持良好的胶体形态,不发生渗液或收缩,适合用于冷冻食品和人造仿型食品。还可用来覆 盖水果、肉、禽类和水产品作为保护层,与空气不直接接触,延长贮藏时间。还可作为面包的糖衣、加馅填料、点心的涂盖层、罐头食品等自凝形成剂。在高温、冷 冻和酸性介质中仍可维 持原有的形体。还可代替琼胶制成具有弹性,不粘牙,透明的水晶软糖。

    在药物制剂上的应用

    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。因 此,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。然而,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。控释药物传输 系统在卫生保健中占很重要的地位。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。然而,这对水不溶性药物并不重要。他们发现药物的释 放与所用药物的溶解性有关。

    一位研究者报道海藻酸凝胶微粒的溶胀具有pH敏感性,例如微粒在蒸馏水或酸性介质中(pH1.5KCl-HCl)无变化,而在pH7.0的磷酸盐缓冲液中迅速溶胀,尺寸变大。海藻酸钠对酸敏感的这个特性对药物很有用,可使药物免受胃酸的攻击,且在小肠中干凝胶溶胀可使药物以期望的速率释放。

    另一位研究者通过将海藻酸钠在酸性条件下与戊二醛交联后倒入乙醇溶液中制备含双氯芬酸钠(微溶于水)的控释海藻酸钠小球。包埋率为30%~71%,其值取决于制备条件。小球制备时温度升高或与交联物质暴露时间延长,会使包埋率降低,药物释放时间延长。

    印纺工业的应用

    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,现已广泛应用于棉、毛、丝、尼龙等各种织品的印花,特别适用于配制拨染印花浆。

    .经纱上浆料 中国纺织部门以海藻胶与淀粉混合或代替淀粉配制经纱浆料,不仅可以节约大量粮食,而且能使经纱的纤维不起毛,耐摩擦,断头率少,从而提高织布效率。海藻胶对棉纤维和合成纤维均有效。

    在医药行业的应用

    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。