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海藻酸钠的提取工艺及性能研究
摘要:海藻酸钠作为一种天然高分子物质已被广泛应用.介绍了海藻酸钠的性质、研究现状和几种提取工艺,综述了其在纺织，食品，医学行业中的应用,并对其发展前景作了展望.
关键词:海藻酸钠;提取;提纯;应用
引言：海藻酸钠(SodiumAlginate,NaAlg,简称AGS)
是从褐藻类的海带或马尾藻中提取的一种多糖碳水化合物,是由1,4-聚-β-D-甘露糖醛酸(简称M)和α-L-古罗糖醛酸(简称G)组成的一种线型聚合物,是海藻酸衍生物中的一种,所以有时也称褐藻酸钠或海带胶和海藻胶,其分子式为[C6H7O6Na]n,相对分子量在32000-200000之间.各种生物合成的海藻酸结构基本相似,海藻酸大分子长链中有一M—M—M一(M一块)，-G—G—G一(G一块)，一G—M—G—M一
(交替块)，一M—M—G一、一G—G—M一(混合块)等段节。结构式如下:

自1883年由海带中发现海藻酸钠以来,不少学者对其实用价值进行了研究,直至1929年才开始在美国应用于工业生产,1944年用于食品工业,而用于医药工业不过是近30年的事.1983年FDA批准海藻酸钠可直接作为食品的成分.20世纪70年代初期,我国棉纺织企业在纯棉织物上,以后又在涤棉织物上,使用海藻胶代粮上浆,取得了较好的效果.20世纪80年代初在食品工业协会、农牧渔业部等联合召开全国食用海藻酸交流会上,专家充分肯定了海藻酸的食用价值及药用价值,呼吁我国要大力推广海藻酸的食用技术.海藻酸在我国目前主要用于印染、纺织工业,而在食品、医药工业方面的应用报道不多.目前世界范围内提取海藻酸钠可分为几种艺，分别为酸凝酸化法、钙凝酸化法、钙凝离子交换法、酶解提取法，目前国内绝大部分厂家采用钙凝酸化法.但是目前工业提取海藻酸钠的现行工艺繁杂、生产成本高、降解非常严重，从而使粘度和平均收率普遍较
低.
1海藻酸钠的性质及制备工艺
1．1海藻酸钠的性质
海藻酸钠为白色或淡黄色粉末,几乎无臭无味.海藻酸钠溶于水,糊化性能良好,加入温水使之膨化.吸湿性强,持水性能好,不溶于乙醇、乙醚、氯仿和酸(pH<3).海藻酸钠的稳定性以pH值在6-11之间较好.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.黏度在pH值为7时最大,但随温度的升高而显著下降.海藻酸钠不耐强酸、强碱及某些重金属离子,因为它们会使海藻酸凝成块状,但碱金属(钠、钾)并不会使海藻酸钠浆发生凝冻.
1．1．1海藻酸钠的相溶性
海藻酸钠与增稠剂(黄原胶、瓜尔豆胶、西黄蓍胶)、合成
高分子药用材料(如卡波沫)、糖、油脂、蜡类、一些表面活性剂和一些有机溶剂(如甘油、丙二醇、乙二醇等)具有相溶性.与吖啶衍生物、结晶紫、醋(硝)酸苯汞、钙盐、重金属及浓度高于5％的乙醇不相溶。
1．1．2海藻酸钠的黏性和流动性
如置于低相对湿度和低于25℃环境下．海藻酸钠的稳定性相当好。其1％水溶液在不同温度下保存2a仍具有原粘度的60％-80％。海藻酸钠溶于蒸馏水可形成均匀溶液。
1．1．3海藻酸钠的胶凝作用
海藻酸钠与大多数多价阳离子反应会形成交联．如与钙离子交联形成的网状结构.控制水分子的流动性.海藻酸钠贮藏时易染菌．进而影响其溶液的黏度，溶液可用环氧乙烷灭菌。本品外用时可加0.1％的氯甲酚、0.1％的氯二甲苯酚
或对羟基苯甲酸酯类作防腐剂．
1．2海藻酸钠的制备工艺
酸凝-酸化法
该提取方法的提取过程如下:
浸泡→切碎→消化→稀释→过滤、洗涤→酸凝→中和→乙醇沉淀→过滤→烘干→粉碎→成品
该提取方法的操作要点及原理如下:
1)浸泡.加10倍于海带重量的水,在常温下浸泡4h,并加适量的甲醛,使甲醛溶液初始浓度为1.0%,将海带色素固定在表皮细胞中,不致因海带色素溶于水而导致产品色泽加深.同时,甲醛对植物细胞壁纤维组织有破坏作用,有利于消化过程中海藻酸盐的置换与溶出.浸泡结束后,取
出海带,用水洗涤直至洗涤液为无色.
2)消化.将切碎的海带在一定温度下,加入一定浓度、一定体积的Na2CO3溶液进行消化.此过
程反应方程式如下:
2M(Alg)n+nNa2CO3→2nNaAlg+M2(CO3)n其中:M为Ca,Fe等金属离子;Alg代表海藻胶.
3)过滤.消化后,海带变成了糊状,比较黏稠.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)酸凝.将过滤后的料液加水稀释,再往料液中缓慢加入稀盐酸直至开始有絮状沉淀为止,然后静置8-12h,最后往静置液中缓缓加入稀盐
酸,调节pH值约为1-2,海藻酸即凝聚成酸凝块.去清液,留下酸凝块.
此过程反应方程式如下:
NaAlg+HCl→HAlg↓+NaCl
5)中和.在常温下,边搅拌边加入一定浓度的碳酸钠