海藻酸鈉(sodium alginate), 又名褐藻酸鈉、海帶膠、褐藻膠, 是一種以海帶、海藻為原料經(jīng)各種離子交換(消化、過濾、漂白和鈣化、脫鈣、中和轉(zhuǎn)化) 提取制成的天然鏈鎖狀高分子多糖聚合物。我國海藻酸鈉的生產(chǎn)主要集中在沿海地區(qū), 沿海地區(qū)海藻資源豐富, 海藻酸鈉生產(chǎn)發(fā)展很快, 目前生產(chǎn)量約11kt(含工業(yè)級), 食用級比重逐年增加。國內(nèi)生產(chǎn)主要集中于青島等沿海地區(qū),目前國內(nèi)約有20 余家生產(chǎn)廠家。由于海藻酸鈉具有獨(dú)特的增稠性、親水性、穩(wěn)定性、膠凝性、耐油性、成膜性等特性, 廣泛應(yīng)用于各個工業(yè)中。
海藻酸鈉的理化性質(zhì)
海藻酸鈉的分子式為C5H7O4COONa, 分子量理論值為198.11, 分子量平均真實(shí)值為222.00, 聚合度80~750, 是一種白色或淡黃色粉末, 無味, 幾乎不溶于乙醇、乙醚等有機(jī)劑。
1.水溶解性
海藻酸鈉溶于水則形成黏稠的膠體, 吸水后體積可膨脹10 倍, 其水溶液黏度主要隨聚合度和濃度而變。海藻酸鈉溶液因保持著呈負(fù)離子的基團(tuán),故有反對電荷, 對疏水性懸濁液有凝集作用, 在食品中常做增稠劑。
2.穩(wěn)定性
海藻酸鈉在pH 調(diào)低的情況下會逐漸形成海藻酸凝膠,調(diào)高pH 值, 海藻酸會溶解, 恢復(fù)原先黏度; 耐堿性: 海藻酸鈉能夠耐受短暫的高堿性(pH 大于11), 但較長時間的高堿性會使黏度下降; 耐熱性: 海藻酸鈉可以經(jīng)受短暫的高溫殺菌, 長時間高溫會使其黏度下降; 相容性: 海藻酸鈉可以和大多數(shù)添加劑分子共容(帶正電分子除外)。海藻酸鈉在干粉狀態(tài)下較在溶液狀態(tài)下穩(wěn)定。
3.凝膠特性
調(diào)低pH 時, 海藻酸會形成凝膠, 這種凝膠的凝膠強(qiáng)度較弱, 形成的凝膠較軟, 并且溶于堿溶液中; 當(dāng)在溶液中添加少量Ca2+時, Ca2+置換海藻膠中的部分H+和Na+形成海藻酸鈣凝膠, 海藻酸鈣形成的凝膠是熱不可逆的, 這是海藻酸鈉相對于其他膠體一個很明顯的優(yōu)點(diǎn)。
4.成膜性
海藻酸鈉是鏈鎖狀高分子化合物, 具有形成纖維和薄膜能力。
5.螯合性
海藻酸鈉作為一種螯合劑可以絡(luò)合體系中的二價離子, 使得海藻酸鈉能穩(wěn)定于體系中。螯合性海藻酸鈉作為一種螯合劑可以絡(luò)合體系中的二價離子, 使得海藻酸鈉能穩(wěn)定于體系中。
海藻酸鈉在食品工業(yè)中的應(yīng)用
1.海藻酸鈉的保健功能
海藻酸鈉是一種可食而又不被人體消化的大分子多糖, 在胃腸里具有吸水性、吸附性、陽離子的交換和凝膠過濾等作用, 具有以下功能:
a) 降血壓、降血脂, 降低膽固醇, 預(yù)防脂肪肝;
b) 阻礙放射元素的吸收, 有助于排除體內(nèi)重金屬;
c) 增加飽腹感, 健康減肥;
d) 加快腸胃蠕動, 預(yù)防便秘。
海藻酸鈉是人體不可缺少的一種營養(yǎng)素——食用纖維,對預(yù)防結(jié)腸癌、心血管病、肥胖病以及鉛、鋼等在體內(nèi)的積累具有輔助療效作用,在日本被譽(yù)為“保健長壽食品”,在美國被稱為奇妙的食品添加劑。它作為海藻膠的—種,以其固有的理化性質(zhì),能夠改善食品的性質(zhì)和結(jié)構(gòu).海藻酸鈉具有低熱無毒、易膨化、柔韌度高的特點(diǎn),將其添加到食品中可發(fā)揮凝固、增調(diào)、乳化、懸浮、穩(wěn)定和防止食品干燥的功能。
海藻酸鈉最主要的作用是凝膠化,即形成可以食用的凝膠體,近固體,以保持成型的形狀。因而,它是一種優(yōu)良的食用添加劑,不僅可以增加食品的營養(yǎng)成分,提高產(chǎn)品質(zhì)量,增加花色品種,也可以降低成本,提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。比如:在生產(chǎn)面包等面食、糕點(diǎn)時,加入0.1%~1%的海藻酸鈉,可以防止成品老化和干燥,減少落屑,吃起來有筋力,口感好;在酸奶中加入0.25%~2%的海藻酸鈉,可保持和改善其凝乳形狀,防止在高溫消毒過程中出現(xiàn)溫度下降的情況,同時還可以延長存放朗,其特殊風(fēng)味不變.海藻酸鈉還以用于人造奶油的增稠劑和乳化劑.在啤酒加入少量海藻酸鈉可使泡沫穩(wěn)定。
2.海藻酸鈉在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用
用藻酸鈉制備的三維多孔海綿體可替代受損的組織和器官,用來作細(xì)胞或組織移植的基體。海藻酸鈉是一種具有釋功能的輔料。在口服藥物中加入海藻酸鈉,由于黏度增大,長了藥物的釋放時間,可減慢吸收、延長療效、減輕副反應(yīng)。國外的消心痛緩釋片就是以海藻酸鈉為基質(zhì)制成的,國內(nèi)也以海藻酸鈉為基質(zhì)制成了長效消心痛片。海藻酸鈉是一種天然植物性創(chuàng)傷修復(fù)材料,用其制作的凝膠膜片或海綿材料,可用來保護(hù)創(chuàng)面和治療燒、燙傷.實(shí)驗(yàn)研究也證實(shí),口服海藻酸鈉對射線致小鼠口腔粘膜的損傷有明顯保護(hù)作用。
海藻酸鈉制成的注射液國內(nèi)稱701注射液、褐藻酸鈉注射液、低聚海藻酸鈉注射液;國外稱Alginon,Glyco-Algin等具有增加血容量、維持血壓的作用, 可維持手術(shù)前后循環(huán)的穩(wěn)定。制藥工業(yè)用海藻酸鈉制片,用量即使增加到1%以上或壓力加大,其崩解時間并不增加,此性質(zhì)優(yōu)于明膠、淀粉,是個較理想的粘合劑,也可用于制備腸溶膠囊。海藻酸鈉在醫(yī)藥中還可用作牙科咬齒印材料、止血劑、涂布藥、親水性軟膏基質(zhì)、 避孕藥等。近年來,海藻酸鈉在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用有向縱深發(fā)展之勢。
3.海藻酸鈉在增稠方面的應(yīng)用
由于海藻酸鈉在低濃度時就有較高的黏度,可代替阿拉伯膠、西黃蓄膠等制成飲料,具有穩(wěn)定性好、透光率強(qiáng)、無異味、低熱、口感好的特點(diǎn)。海藻酸鈉用于固體食品可控制其黏度,用量為0.5%。
4.作為凈水劑
利用海藻酸鈉與鈣離子、 鐵離子等形成凝膠沉淀,及其較強(qiáng)的吸附性的特點(diǎn)可用作水的凈化劑.凈水時,一般懸浮離子用硫酸鉛即可;但當(dāng)凝聚條件不利,濁度大時,加入吸附力強(qiáng)的海藻酸鈉能促進(jìn)凝聚作用,過濾速度良好。此性質(zhì)還可用于糖加工中對絮狀固體的吸附。
5.在紡織工業(yè)上的應(yīng)用
由于海藻酸鈉具有易著色、得色量高、色澤鮮 艷和使印花織物手感柔軟等特點(diǎn),因此在紡織品印花中一直是棉織物活性染料印花中最常用的糊料。在紡織工業(yè)中,海藻酸鈉還可作為經(jīng)紗漿料、制造花邊用水溶纖維。
6.在飼料工業(yè)中的應(yīng)用
科研人員研究發(fā)現(xiàn)用含有8種添加不同種類和濃度的黏合劑(明膠、瓜爾豆膠、海藻酸鈉、玉米淀粉等)的飼料飼喂綠海膽,結(jié)果顯示黏合劑的種類對于飼料耐水性具有顯著影響,在用海藻酸鈉和明膠做黏合劑時飼料水穩(wěn)定性。在海參水產(chǎn)飼料中,海藻酸鈉3% 的添加量可以使得飼料浸泡48h內(nèi)具有良好的穩(wěn)定性,相比之下,瓜爾豆膠需要添加23.9%才可達(dá)到。由于飼料原料、黏合劑添加比例和加工工藝的多樣性,黏合劑黏合性能比較的實(shí)驗(yàn)結(jié)果只是相對的,一種黏合劑只是在特定的情況下比另一種作用效果好,因此海藻酸鈉作為黏合劑水產(chǎn)飼料的應(yīng)用還是有試用范圍和添加配方的技術(shù)要求,如使用不當(dāng)會造成負(fù)面結(jié)果。
7.其它方面的應(yīng)用
由于海藻酸鈉易溶于水,而且稍經(jīng)處理即可成膜,因而可以相當(dāng)方便地作為冷藏的包覆材料,主要用于肉類、水產(chǎn)品及水果的冷藏保鮮。另外,還可以作為酒類的澄清劑和人造蜇皮的原料。此外,海藻酸鈉可用與牙膏基料、洗發(fā)劑、整發(fā)劑等的制造,在造紙工業(yè)上可作為施膠,在橡膠工業(yè)中用作膠乳濃縮劑,還可以制成水性涂料和耐水性涂料。
來源:HISEA-海藻飼料