奇妙的食品添加剂？海藻酸钠的理化性质及详解
荆楚网2024-02-01 12:08
海藻酸钠（Sodium Alginate，简称AGS），其被美国誉为“奇妙的食品添加剂”以及被日本誉为“长寿食品”，是一种具有线性结构的天然多糖，具有可生物降解性、生物相容性和对身体安全性，为组织提供强度和柔韧性，并且由于其具有胶凝、粘性和稳定特性以及保水能力而可在工业上使用，如今被广泛应用于化学、生物、医药、食品等领域。
海藻酸钠广泛的应用范围得益于其优良的理化性能。海藻酸钠是一种聚阴离子共聚物，是由1,4-聚-β-D-甘露糖醛酸和α-L-古罗糖醛酸组成的一种线型聚合物，其化学式为(C6H7O6Na)n。海藻酸钠以白色或微黄色固体粉末形式存在，具有亲水性、易溶于水，在二价离子存在下能形成凝胶，所有这些使其成为药物输送和细胞固定的有用材料。
（海藻酸钠的化学结构）
海藻酸钠的理化性质：
1. 理化性质
（1）分子量
海藻酸钠的分子量较高，在32000至400000之间，它的结构中具有长的 M 和 G 链。研究表明，海藻酸盐溶液的粘度受反应物质的分子量和pH值的影响，因此粘度随着pH值的降低而增加，并在pH 3-3.5左右达到最大值，因为在此值下，其中的羧基结构被质子化并可以形成氢键。增加海藻酸盐的分子量会增加胶凝速率和凝胶的物理特性（拉伸强度、弹性、粘度）。
（2）溶解度
海藻酸钠在冷水中的溶解度较慢，导致溶液粘稠。不溶于乙醇、酒精含量30%以上的水醇溶液、氯仿和乙醚。研究表明，其溶解度取决于pH、分子量、离子强度、结构中存在的离子性质和浓度。
（3）稳定性
海藻酸钠的稳定性以pH值6~11较好。pH值低于6时析出海藻酸，不溶于水；pH值高于11时又要凝聚，粘度在pH值为7时最大，当随温度的升高而显著下降。
2. 机械性能
（1）粘度
海藻酸盐的粘力取决于聚合物的分子量和浓度，而胶凝（对阳离子的亲和力）取决于结构中葡萄糖醛酸的量。因此，在结构中，发现的葡萄糖醛酸含量越高，海藻酸盐在水中的溶解度就越大，胶凝能力就增加，从而形成更坚固、更粘稠、且更稳定的凝胶。
（2）粘膜粘附
由于结构中存在游离羧基和羟基，海藻酸盐具有良好的粘膜粘附特性。在生理环境中，由于唾液酸、粘液结构中的硫酸基团以及海藻酸盐的阴离子羧基的负电荷，海藻酸盐和粘蛋白之间会产生静电排斥力。这种特性对于粘膜给药来说是一个优势，因为它增加了药物与作用部位的接触时间和粘附力，提供了药物的生物利用度。
3. 生物学特性
由于其生物特性，即无毒性和免疫原性、生物相容性和生物可降解性，海藻酸钠在食品、生物医学和制药领域有着广泛的应用前景。
4. 其他性能
海藻酸盐还具备其他的一些性能，如海藻酸盐可与多价阳离子形成离子网状结构，形成刚性、有序、坚固的三维凝胶；海藻酸盐与壳聚糖的复合凝聚能力。
梵晨博生医药集团一直致力于海藻酸钠应用的研究，在生物、医药、食品等领域中成功出推出了一系列重磅产品，成为新兴生物活性材料的全球源头厂家。集团旗下华北生产基地于未来2-3年将建设成为以生物制药、高端医疗器械、医疗机器人、动物疫苗、创新药品、食品添加剂以及γ蛋白、卵黄球蛋白、IgY抗体、新兴海洋生物活性成分等基础生物原料与终端成品为一体的生物实体产业工厂基地。
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