海藻酸钠

（一）操作方法海藻酸钠组员：夏海亚徐波徐标张志刚郑克礼海藻酸钠简介英文名Sodiumalginate（简写ＡＬＧ）；分子式(C6H7NaO6)x，白色或淡黄色粉末，几乎无臭无味。又称为褐藻酸钠,是从褐藻类的海带或马尾藻中提取的一种由1,4-聚-β-D-甘露糖醛酸和α-L-古罗糖醛酸组成的线型多糖碳水聚合物,是海藻酸衍生物中一种,所以有时也称褐藻酸钠、海带胶或海藻胶。海藻酸钠的应用1881年，英国化学家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。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。１在食品工业中的应用a稳定性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。b增稠与乳化性海藻酸钠用于色拉(凉拌菜)调味汁，布丁(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。c水合性在挂面、粉丝、米粉制作中添加海藻酸钠可改善制品组织粘结性，使其拉力强、弯曲度大、减少断头率，特别是对面筋含量较低面粉，效果更明显。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。2医药工业a牙科印模料过去牙科印模主要用橡胶、石膏等混合物，近年来已被海藻酸钠印模料代替，海藻酸钠印模具有操作简便，印出的齿形准确等优点。海藻酸钠印模料与凝固剂分装两包，使用时将两者用水调合，数分钟后即可凝固成型。b止血剂海藻酸钠溶液在酸性或钙盐溶液中具有纤维状沉淀，其分子结构呈线形，故利用此机理，可制成各种剂型的止血剂，如止血纱布，止血海绵，烫伤纱布，喷雾止血剂等。c对放射性元素及有害金属的阻、排作用海藻酸钠具有对某些元素的特殊交换能力。不但有预防锶吸收的效果，而且还有一定的治疗作用，当被放射性锶污染之后，口服一定量的海藻酸钠，可将消化道中的放射性锶很快吸收并排出体外。d药膏、药片及其制剂利用海藻酸钠增稠和凝胶的特性，作为药品各种剂型的添加剂，如海藻酸钠与羊毛脂调合制成硫磺软膏，可医治皮肤病，还可与磺胺药物混合作眼膏以及苯基醋酸汞等混合作避孕膏。低聚海藻胶作肠用胶囊，使药物在肠道中停留和吸收时间大大延长，从而提高药物的疗效。3在改性材料的应用前景由于海藻酸钠的生物相容性、低毒性和相对低廉的价格而在药物释放体系和组织工程领域以及制药领域作抗凝血剂、止血剂、代用血浆等具有应用前景。ａ凝胶材料应用海藻酸盐水凝胶目前主要作为包载药物、细胞、基因和蛋白质等的微载体，以及软骨组织工程材料。此外，作为组织工程用材料，海藻酸盐水凝胶还应注重与细胞的相互作用以及信号传导，并控制凝胶的孔隙结构，提高其扩散能。ｂ共混材料应用海藻酸钠自身没有抗菌性，而壳聚糖是另一种生物相容性良好且具有抗菌性能的天然材料。在海藻酸钠中添加壳聚糖、海藻酸钠的一COO和壳聚糖的—NH3+之间发生静电相互作用，形成聚电解质复合物。此类聚电解质复合物既可作为药物释放载体，从而提高微囊的稳定性和载药量，又可调节药物释放度，同时可加强海藻酸钠凝胶的pH值依赖性，应用于多肽蛋白质控制释放更具优越性。３在印纺工业中的应用a、印花浆海藻酸钠用作经纱上浆、整理浆、印花浆等已有悠久的历史，但主要用在印花浆方面。海藻酸钠用作活性染料色浆，具有独特性能。纤维和活性染料进行化学反应，将染料固定在纤维上，在染色过程中所用印花浆应不干扰或参与化学反应键合。若色浆参与反应，就会固定在纤维上，这就造成染过的纤维手感发硬，变脆、色泽不好。当使用海藻酸钠作印花浆时，既不影响活性染料与纤维的染色过程，同时印出花纹清晰、鲜艳、给色量高，手感好。不仅适合于棉布印色，也适用于羊毛、丝、合成纤维的印花。b、人造纤维海藻酸钠与石棉短纤维混合，经过醋酸钙溶液凝固处理，可防止石棉纤维飞扬，影响人身健康。生产企业海藻酸钠的分析检验海藻酸钠的鉴定在50mL水中，边慢慢地加本品0.5g，一边搅拌混合，在60~70℃下不断搅拌，同时加热20min，制成均匀液体后，冷却，以此为检液进行下列试验。①取检液5mL，加氯化钙试液1mL立即生成冻胶状沉淀。将藻酸钙特有的胶凝沉淀进行试验。用这种方法可以区别纤维素乙醇酸钠、淀粉乙醇酸钠、甲基纤维素等合成浆料与果酸、阿拉伯胶等天然浆料。②取检液10mL，加稀硫酸1mL，立即生成胶冻状的沉淀。是用无机酸制成硬胶试验，这种凝胶是游离的藻酸。③取检液1mL，加间苯三酚盐酸试液2mL，煮沸30s，液体呈紫红色。是糖醛酸的反应。④用铂丝沾取少量溶液于酒精灯火焰上灼烧，呈现金黄色。透明度测定１本品2g，一边振荡混合，一边少量逐次加于200mL水中，然后在60~70℃时搅拌20min，使成均匀液体，冷却后作为检液。２在高250mm、内径25mm、厚2mm的玻璃圆筒底上，用厚2mm的优质玻璃板粘合做外管，在高300mm、内径15mm、厚2mm玻璃圆筒的底上，将厚2mm的优质玻璃板与之粘合做内管，在外管加入检液并注意勿混入气泡，在白纸上画成宽1mm、间隔1mm15条黑色平行线将玻璃管放在纸上。３从上部向下透视内管时，测定至看不清线为止时的内管下端的液高。操作连续反复操作3次，所得平均值应小于使用标准液同样操作所得的平均值。标准液（用于测定透明度）0.005mol/L硫酸7mL，加稀盐酸1mL、乙醇5mL和水5mL，定容50mL，然后加氯化钡试液2mL，充分振荡混合，放置10min。在使用时，还需振荡混合阴离子检测检测海藻酸钠中氯离子、硫酸根离子含量有助于控制海藻酸钠产品的纯度，对控制生产工艺有重要意义。一般使用色谱柱法。ａ主要仪器与试剂离子色谱仪，碳酸钠、碳酸氢钠；淋洗液：1.8mmol/LNa2CO3-1.7mmol/LNaHCO3混合溶液，称取0.1908g碳酸钠、0.1428g碳酸氢钠，用脱气水定容至1000mL；氯离子储备液：准确称取氯化钠固体0.1648g于100mL容量瓶中，用去离子水定容至刻度；硫酸根离子储备液：准确称取硫酸钠固体0.1479g于100mL容量瓶中，用去离子水定容至刻度；实验用水为去离子水。1色谱条件SH系列离子色谱柱（青岛盛瀚色谱技术有限公司），SHY-2自再生抑制器1.8mmol/LNa2CO3-1.7mmol/LNaHCO3淋洗液等度淋洗，流速为1.0mL/min。样品进样量100μL，采用电导检测模式检测。2样品前处理称取0.1g海藻酸钠样品于100mL容量瓶中，用碱液溶解，超声波超声提取。３样品测定样品经过前处理后过0.22µm滤膜，C18柱后进入离子色谱测。标准品谱图如图1，将测得谱图与标准图对比。海藻酸钠中多酚类物质的检测与去除Skisk—Braek等人研究发现，海藻酸钠作为褐藻的提取物，普遍含有多酚类物质．多酚类物质对移植的细胞具有毒害作用，且可能对宿主的肝、肾、黏膜组织、神经系统等造成严重损伤，并有可能在体内累积，对人体潜在的危害很大，尤其应用于生物医学领域时，海藻酸钠中所含多酚类物质的含量必须得到严格的控制。采用荧光法可以快速灵敏的检测海藻酸钠中多酚类物质的相对含量。实验步骤１海藻酸钠样品的制备ａ原始样品：将1％(w／v)的海藻酸钠水溶液，经0．22pm膜过滤，冷冻干燥12h后的样品配成1％(w／v)的水溶液，供检测。ｂ活性炭吸附法处理的样品：称取一定量的活性炭加之1％(冻干燥12h后的样品配成1％(w／v)的水溶液，供检测。ｃ活性炭吸附+透析(dialysis)法处理的样品：称取一定量的活性炭加到1％的海藻酸钠水溶液中进行吸附，充分搅拌4h，过滤，将滤液透析20h，中间换水3次，冷冻干燥12h后样品配成1％的水溶液，供检测。ｄ乙醇萃取法处理的样品：用分液漏斗滴加(200mｌ／h)无水乙醇对1％(w／v)的海藻酸钠水溶液进行沉淀(200ml元水乙醇／100ml海藻酸钠溶液)，搅拌条件下充分萃取1h，经布氏漏斗过滤，将海藻酸钠沉淀用无水乙醇冲洗3次，冷冻干燥12h后的样品配成1％(w／v)的水溶液，供检测。２海藻酸钠中多酚类物质的荧光法检测将适量的待测样品加到荧光样品池中，以366nm作为激发波长，记录385～595nm之间的荧光发射光谱，多酚类物质的特征荧光发射波长为445nm．海藻酸钠中多酚类物质的相对含量可以使用AFU来定量．海藻酸钠中多酚类物质去除率可按下式计算：去除率＝处理样品中多酚类物质含量－原始样品中多酚类物质含量原始样品中多酚类物质含量海藻酸钠的提取提取原理：海藻酸钠：白色或淡黄色粉末，几乎无臭无味。ALG易溶于水，不溶于乙醇、乙醚、氯仿和酸。其稳定性以pH值在6—11之间较好，低于6时析出海藻酸，不溶于水；高于11时又要凝聚。黏度在pH值为7时最大，但随温度升高而显著下降。海藻酸钠不耐强酸、强碱及某些重金属离子，因为他们会使海藻酸凝成块状，但钠、钾除外。海藻酸钠水溶液遇酸会析出海藻酸凝胶，遇钙、铁、铅等二价以上的金属离子会立即凝固成这些金属的盐类，不溶于水而析出。试剂与仪器：海带，15%NaCl溶液，3%Na2CO3溶液,10%CaCl2溶液，稀硫酸，95%乙醇，5%HCl溶液。烧杯若干，纱布，抽滤装置，水浴装置。提取步骤采用钙凝—离子交换法提取海藻酸钠,其工艺流程如下:原料→清洗→干燥→粉碎→浸泡→消化→过滤→钙析→离子交换脱钙→过滤→干燥→粉碎→产品。1、浸泡：称取10克切碎的海带，放入500mL烧杯中，再往烧杯中加入100mL水在常温下浸泡3小时。浸泡结束后，用滤布过滤，用水洗涤至洗涤液为无色。2、消化：放入250mL的烧杯中。然后往烧杯中加入3％的Na2CO3溶液50mL，在50℃下消化4个小时。2M(ALG)n+nNa2CO3→2nALG+M2(CO3)n。式中,M为Ca、Fe等金属离子。3、过滤：消化后，海带变成了糊状，比较粘稠。要先加入一定体积的水将糊状液体稀释，再过滤。由于直接抽滤这种糊状的液体速度太慢，因此首先用纱布初滤一次，再将滤液用真空泵抽滤。4、钙析：将滤液用5％盐酸调节至pH值为6—7，取50ml滤液加入10ml10%的氯化钙溶液,使水溶性海藻酸钠转化为非水溶性的海藻酸钙析出:2NaALG+CaCl2→Ca(ALG)2+2NaCl。该过程可以使海藻酸钠与大量的水分离,同时将大量的无机盐、色素等水溶性杂质随水排除。5、离子交换脱钙：由于盐析作用,交换生成的海藻酸钠不溶于交换液中,仍然为凝胶状。所以采用15%NaCl溶液间歇多次脱钙,并在洗脱液中滴加适量的稀硫酸直到不生成CaSO4浑液为止。在此过程,海藻酸钙凝胶中的Ca2+被Na+交换下来:Ca(ALG)2+2NaCl→2NaALG+CaCl2。6、析出海藻酸钠：往溶液中加入一定量的浓度为95%的乙醇，结果析出了白色的沉淀。由于海藻酸钠易溶于水，不溶于乙醇，为了得到尽可能多的产品，可以用乙醇将部分溶解在水中的海藻酸钠一并析出，这样可以提高产率。7、过滤；干燥；粉碎，即可得产品。数据处理1、海藻酸钠提取率用下式计算：提取率=W1/W2×100%。式中W1为海藻酸钠干燥产品的质量,W2为浸泡时称取马尾藻的质量。2、粘度的测定称取海藻酸钠试样x克（称准至0.01g），加冷蒸馏水25ml，搅动，再加沸蒸馏水70ml，搅动数分钟，冷后加蒸馏水到100ml（使海藻酸钠溶液浓度为1%）于室温放置4h后，使成均匀胶液，选择相应的转子置于量罐内，并将胶液细心倒入，达到圆锥体的表面下沿，转子完全浸入液体内，将量罐放到架上，将钩挂在驱动器上，调整零点，接通恒温装置，使保持测定温度在20+_0.1℃范围，启动开关，使标尺盘上指针保持稳定，即可读出度数，如果度数小于1