奇妙的食品添加剂?海藻酸钠的理化性质及详解

奇妙的食品添加剂?海藻酸钠的理化性质及详解

发布时间:2024-02-01 12:08:13    来源:资讯

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。

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责任编辑: 李琛