07 第三章 海藻的营养成分.3.ppt

第1页：第三章 海藻的营养成分

第三章海藻的营养成分

第2页：第一节 海藻的一般成分

第一节 海藻的一般成分

• 第一节海藻的一般成分
• 海藻的一般成分：指海藻干物中所含的蛋白质、脂质、碳水化合物、灰分等物质。
• 海藻中的主要成分是多糖类物质占干中的40%-60%；脂质0.1%-0.8%（褐藻质脂含量稍高）；灰分在藻种间含量变化较大，一般为20%-40%，蛋白质含量一般在20%以下

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第4页：

第5页：影响海藻中一般成分含量的因素

影响海藻中一般成分含量的因素

• 影响海藻中一般成分含量的因素：
• 生长环境的水温、营养盐等理化因素
• 日照、季节的变化
• 生卡场所
• 藻体部位等各种因素的影响。其中季节的变化影响最大：海带中褐藻酸含量在
• 4、5月份含量最高，7月份后降低，甘露醇的季节变化与褐藻酸含量变化呈相反趋势，即
• 6、7月含量高，7月后增加，9月份最高。

第6页：•粗蛋白含量在3-5月份高，6-7月份时

•粗蛋白含量在3-5月份高，6-7月份时

• 粗蛋白含量在3-5月份高，6-7月份时较低
• 海带不同部位成分含量有变化：根部、基部的总氮比顶叶部高；基部的褐藻酸中的古洛糖醛酸含量高于叶部；根部的灰分含量也比顶叶高
• 野生的海带含碘量比养殖海带高得多。

第7页：第二节 海藻生物多糖

第二节海藻生物多糖红藻中---琼胶、卡拉胶、红藻淀粉、木聚糖、甘露聚糖以及低分子碳水化合物红藻糖苷、甘露糖苷、多糖苷与糖醇褐藻中---褐藻胶、褐藻糖胶、海带淀粉、海藻纤维素、甘露醇和糖苷（低分子碳水化合物）绿藻---杂多糖

第8页：根据在藻体内存在的位置可以分为

根据在藻体内存在的位置可以分为：细胞壁多糖：主要成分是海藻纤维素，其次还有木聚糖、甘露聚糖等替代纤维素的骨架结构；细胞间质多糖：具有高分子阴离子化合物的特性，如具有硫酸基与羧基，是维持海藻生命活动所必需的基础物质，构成细胞间质多糖的单糖除了中性糖以外，还有3，6内醚-L-半乳糖、6-O-甲基-D-半乳糖、D-甘露糖醛酸、L-古罗糖醛酸、6-硫酸基-D-半乳糖、2，6二硫酸基-D-半乳糖、2-硫酸基-3，6内醚-D-半乳糖等特异组分细胞内储存多糖：多为淀粉类物质，红藻淀粉、海带淀粉

第9页：一、 红藻中的碳水化合物

一、 红藻中的碳水化合物

• 一、红藻中的碳水化合物
• 琼胶
• 卡拉胶
• 红藻淀粉
• 木聚糖
• 甘露聚糖
• 低分子碳水化合物：红藻糖苷、甘露糖苷、多糖苷与糖醇

第10页：(一)琼胶1、生产原料

(一)琼胶1、生产原料：石花菜、江蓠、鸡毛菜（紫菜）2、物理性质：不溶于冷水和无机、有机溶剂中，适当加热条件下，可溶于热水和某些溶剂中。琼胶溶于热水后冷却至一定温度就形成凝胶。

第11页：3、琼胶的主要成分

3、琼胶的主要成分

• 3、琼胶的主要成分：
• D-半乳糖
• L-半乳糖
• 硫酸基和无机物:Ca\Me\Fe\Al
• 3，6内醚-L-半乳糖
• 丙酮酸
• 6-O-甲基-D-半乳糖
• 4-O-甲基-L-半乳糖
• 2-O-甲基-3，6内醚-L-半乳糖

第12页：•琼胶主要是由中性的琼脂糖（60%-80

•琼胶主要是由中性的琼脂糖（60%-80

•琼胶主要是由中性的琼脂糖（60%-80%）和含硫酸根的硫琼胶（20%-40%）构成的。•琼脂糖：由（1→3）ß-D-吡喃半乳糖和（1→4）3，6内醚-ɑ-L-半乳糖反复交替连接而成的线形分子。•经过酸和ɑ-琼胶酶水解得到琼二糖（D-L）、琼四糖（D-L-D-L）等寡糖；经过ß-琼胶酶水解得到新琼二糖（L-D）及新琼四糖（L-D-L-D）等寡糖4、结构：

第13页：

第14页：5、影响琼胶凝胶强度的分子结构因素

5、影响琼胶凝胶强度的分子结构因素

• 5、影响琼胶凝胶强度的分子结构因素：琼胶中硫酸根的含量越高其凝胶强度越低。琼胶中硫酸根的含量与半乳糖的含量的变化趋势一致。3，6-内醚-L-半乳糖与硫酸根含量的变化呈负相关关系。琼胶凝胶强度的变化与3，6-内醚-L-半乳糖的变化成正相关关系。所以硫酸根的含量越高其凝胶强度越低。在提取琼胶的工艺过程中，加碱处理可以使琼胶中的6-硫酸基-L-半乳糖C6位上的硫酸基被脱掉，同时C3和C6位上的羟基会脱水形成3，6-内醚-L-半乳糖。
• 琼脂糖在低浓度时就具有很高的凝胶强度。在生物和医学上有广泛的应用，如，凝胶电泳、凝胶层析、凝胶扩散案的介质。

第15页：6．生产原理

6．生产原理：（1）预处理：去泥沙，对江蓠紫菜因其硫酸基含量高，为提高凝胶强度，可用碱进行预处理。（2）机理：琼胶中的6-硫酸基-L-半乳糖在碱的作用下，其C6位上的硫酸基被脱掉，同时，C3位和C6位上的羟基经脱水形成了3，6-内醚-L-半乳糖，使其凝胶强度上升。在提取前可经浸酸处理（破坏CW）; 控制PH6.6;除杂质（过滤）；提取液脱水（蒸发、沉淀法、冷冻法、压榨发）

第16页：工艺流程

工艺流程

工艺流程•晒干石花菜→日光淡水漂白→水洗→压力锅加热提取→•晒干江蓠或坛紫菜→日光淡水漂白→加碱加热处理→水洗、中和→加热提取或加压→•过滤→凝固→推条（A法：天然或人工冻结→融化→晒干→条状琼胶；B法：压榨脱水法→ 烘干→ 磨粉→粉末琼胶

第17页：7．琼胶中琼脂糖与硫琼胶的分离方法

7．琼胶中琼脂糖与硫琼胶的分离方法

• 7．琼胶中琼脂糖与硫琼胶的分离方法：
• 琼胶糖的物化性质近似理想的凝胶基质，很适合生物聚合物的扩散和电动力推移。琼胶糖凝胶是比较透明的抗对流介质对生物无作用，并具有能控制的粒子性质，因此在生化、、医学的用途日益广泛
• 沉淀法、离子交换剂法、乙酰化法、甲基化法。
• （1）沉淀法：加入某种试剂使琼胶中的琼脂糖或者硫琼胶沉淀，从而达到分离琼胶糖与硫琼胶的目的。
• 二甲基亚砜；二甲基甲酰胺，十六烷氯化吡啶能将硫琼胶沉淀；聚乙二醇能将琼脂糖沉淀出来。

第18页：•（2）离子交换剂法

•（2）离子交换剂法

•（2）离子交换剂法：于加热溶解的琼胶中加入一定量的阴离子交换树脂DEAE-纤维素，于800C搅拌，过滤。滤液经过凝固、冻结、熔化、乙醇脱水，干燥，得出球琼脂糖，琼胶糖，硫琼胶。•（3）乙酰化或甲基化法:•乙酰化→乙酰化琼胶糖(氯仿可溶)+乙酰化硫琼胶(氯仿不溶)琼胶碱化↑KOH碱化↑KOH•甲基化→甲基化琼胶糖(氯仿可溶)+甲基化硫琼胶(氯仿不溶)

第19页：8. 应用

8. 应用

• 8. 应用:
• (1)最理想的细菌培养基
• (2)凝胶电泳等的介质
• (3)食品添加剂(无臭,无味),且对味道起到长时间的固定作用.
• (4)在医药方面.琼胶用作轻度泻药,以预防和治疗便秘.还用作药膏基材,鱼肝油乳化剂,牙科弹性印膜料等.
• (5)琼脂难以被人体消化吸收,人体对它的利用率很低,故属于低热量食品.食用凝胶(凉拌菜,凝冻拌菜);食品工业用作果冻,羊羹,酸奶,软糖,果酱,冰激凌和蛋油酱稳定剂.用量一般为0.1%-2%.

第20页：(二)卡拉胶.•1.原料藻

(二)卡拉胶.•1.原料藻

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(二)卡拉胶.•1.原料藻:主要是卡帕藻和麒麟菜两属的各种藻类，还使用角叉菜、杉藻、银杏藻、叉红藻、育叶藻属的各种藻.•2.结构:D-半乳糖及其衍生物以a(1→3)和ß(1→4)糖苷键交替连接形成的线型聚合物.根据1→4连接的a-D半乳糖单位的差异分为好多种.见下表1-7-4.不同类型卡拉胶重复二糖单位名称及来源.

第21页：

第22页：u-卡拉胶

u-卡拉胶K卡拉胶

第23页：•-卡拉胶L卡拉胶

•-卡拉胶L卡拉胶

第24页：碱其中,

碱其中,

碱其中,r-卡拉胶→B卡拉胶碱•u-卡拉胶→K卡拉胶•碱••-卡拉胶→L卡拉胶•碱••-卡拉胶→•卡拉胶•碱处理后脱掉6位碳上的硫酸基,并与3位碳上的-OH形成了3’6内醚.

第25页：3、性质

3、性质:（1）外观:无臭,无味的白色至浅褐黄色粉末.（2）凝固性.能形成半固体状凝胶.在水中,K-.L-卡拉胶有凝固性,当将它们加水加热溶解后,放冷时能形成透明的半固体状凝胶,且形成凝胶时必须有阳离子存在.（与琼胶不同）K+,Ca+.在一定范围内，凝胶强度随这些外加离子的浓度的增加而增强。卡拉胶与水形成的凝胶，在不引起降解的条件下具热可逆性。（加热时凝胶融化，放冷后又凝固）

第26页：Ress认为，红藻多糖在形成凝胶的过程中

Ress认为，红藻多糖在形成凝胶的过程中可分成四个阶段：（一）卡拉胶溶解在热水中，其分子成不规则的蜷曲状。（二）当温度降到某一程度时，其分子向螺旋状转化，形成单螺旋体；（三）温度再下降，分子间形成双螺旋题，为立体网状结构，这时开始有凝固现象。温度再下降，双螺旋体聚焦形成凝胶。

第27页：（3）溶解性

（3）溶解性：水：主要溶剂是水，在热水中所有类型的卡拉胶都溶解；乳：所有卡拉胶都溶入热的乳中；有机溶剂：能溶入无水的肼中，与水混溶的有机溶剂，但浓度低时卡拉胶都能溶解，但有机溶剂的浓度增加到一定程度时卡拉胶便被沉淀出来。

第28页：（4）反应性

（4）反应性：卡拉胶因分子上带有半硫酸脂基团-R-O-SO3-,具有很强的阴离子性，H+ 、K +、Na +、Ca 2+ 反应生成卡拉胶酸、钾盐、钠盐、钙盐；与蛋白质起反应，能稳定酪蛋白胶粒，在乳制品的制造中有很重要的地位。（5）生理作用与毒性：是一种无毒而不被消化的植物纤维，昨天然食品添加剂；在啤酒的制造中，假如卡拉胶使蛋白质沉淀除去，起到澄清啤酒的作用，也可以用此原理除去废水中的蛋白质。

第29页：4、生产•碱处理15%-34%烧碱，15

4、生产•碱处理15%-34%烧碱，15

• 4、生产
• 碱处理15%-34%烧碱，15kg/kg干海藻，三天（目的？提高产品的凝胶强度）
• 洗涤到pH7.0-7.2
• 酸处理：0.05-0.3%盐酸，浸泡一段时间(目的？)
• 煮胶：5-7倍的水，用蒸汽煮沸1.5-2.0小时
• 过滤：100目网

第30页：•凝胶

•凝胶

• 凝胶：10多小时
• 切条
• 冷冻
• 解冻、离心脱水
• 晒干：日光下暴晒，一般1-2天即干
• 包装

第31页：5、应用（1）K-卡拉胶可用于巧克力牛奶

5、应用（1）K-卡拉胶可用于巧克力牛奶中作稳定剂，也可作为冰激淋的稳定剂（0.05%用量）（2）面包和其它面包制品中加入卡拉胶可以改进口干、外观及蓬松度（3）卡拉胶也可用以制作果冻、果酱、酿酒业中的啤酒澄清（用量0.6-1.2%）（4）在牙膏生产中，同时加入K-卡拉胶和L-卡拉胶可使产品口感好，发泡程度高。

第32页：复习题

复习题

• 复习题1、据海藻生物多糖在藻体内存在的位置可分为——————、、——————、————。
• 2、名词(1)细胞间质多糖(2)红藻多糖(3)琼脂(4)琼脂糖(5)卡拉胶3、琼脂中硫酸根的含量与半乳糖含量变化趋势_______,3,6—内醚—L－半乳糖与硫酸根含量变化量_____相关关系,琼脂凝胶强度大小等与硫酸根的含量有关,硫酸根含量越高,琼脂凝胶强度越_____;半乳糖含量越高,琼脂凝胶强度越_____,为了提高琼脂的凝胶强度,以江蓠、紫菜为原料生产琼脂时，必须对原料进行_______处理.

第33页：4、简述琼脂中醇脂糖与硫琼脂的几种分离方

4、简述琼脂中醇脂糖与硫琼脂的几种分离方

• 4、简述琼脂中醇脂糖与硫琼脂的几种分离方法?5、试述琼脂的应用?6、试述卡拉胶的应用?7、红藻多糖在形成凝胶的过程中分哪几个阶段?8、了解卡拉胶的结构和分类?9、简述卡拉胶的性质?10、琼胶的组成成分？
• 11、卡拉胶的组成成分?12、红藻中碳水化合物的组成？

第34页：二、 褐藻中的碳水化合物

二、 褐藻中的碳水化合物

• 二、褐藻中的碳水化合物
• 褐藻胶
• 褐藻糖胶
• 海带淀粉
• 海藻纤维素
• 甘露醇和糖苷（低分子碳水化合物）

第35页：(一）褐藻胶•1、褐藻胶的化学组成和结构

(一）褐藻胶•1、褐藻胶的化学组成和结构

• (一）褐藻胶
• 1、褐藻胶的化学组成和结构
• 组成：褐藻胶是一种嵌段共聚物，由D—甘露糖醛酸(M)和L—古罗糖醛酸(G)组成。Atkins等根据X射线衍射图谱及红外线波谱等分析，褐藻酸的晶体有三种不同的区段嵌和而成：
• (G)n即多聚-ɑ-L-古罗糖醛酸：…4(G)1…4(G)1（M)n即多聚-β-D-甘露糖醛酸：…4(M)1…4(M)1…；(MG)n即G与M交替共聚的区段：…4(G)1…4(M)1 …4(G)1…4(M)1 …或者…4(M)1…4(G)1 …4(M)1…4(G)1 …褐藻胶属于非均匀的聚合物。

第36页：D—甘露糖醛酸

D—甘露糖醛酸(M)L—古罗糖醛酸(G)不同海藻和同一海藻的不同部位褐藻胶M/G值不同。M/G值不同，褐藻胶的理化性质也有差异。

第37页：2、褐藻胶的理化性质（1）褐藻胶是褐藻酸

2、褐藻胶的理化性质（1）褐藻胶是褐藻酸及其盐类和其他有机衍生物的统称。包括水不溶性的HAlgin和各种水溶性和水不溶性的褐藻酸盐。工业产品主要是NaAlg，是白色或淡黄色固体。（2）溶解性：NaAlg在机械搅拌下能较快的溶解在水中，形成粘稠状的水溶液；如不搅拌，不预先将胶粒分散在水中，放置24小时也能缓慢地溶解为均匀的水溶胶，和一种水溶性液体（如：甘油）混合，将会促进其分散和防止结块，并加速其溶解。

第38页：NaAlg不能速溶，原因是表面活性太大，

NaAlg不能速溶，原因是表面活性太大，

• NaAlg不能速溶，原因是表面活性太大，为了降低表面活性，增加扩散速度，可以考虑在褐藻胶的生产过程中加入降低表面活性物质和扩散剂。对选用添加剂有严格的要求：
• ①无毒无异味，其亲水亲油平衡值（HLB值）一般配比到8—12之间；②.不能和褐藻胶所用原料反应③.不能影响褐藻胶产品各项技术指标和使用要求。

第39页：NaAlg与酸（pH<5.4）生成

NaAlg与酸（pH&lt;5.4）生成HAlg为无色水不溶性溶胶，在纯水中不溶，但能吸水溶胀至原来体积的30—40倍，酸性强则吸水量越小。如果水为碱性则会溶解成粘稠状水溶胶，但不溶于有机溶剂。

第40页：（3）粘滞性褐藻胶为亲水性多糖胶体，其金

（3）粘滞性褐藻胶为亲水性多糖胶体，其金

（3）粘滞性褐藻胶为亲水性多糖胶体，其金属盐类溶于水中，具较高黏度。

褐藻胶的粘度

（高聚物在稀溶液中的粘度，主要反映了液体在流动时存在着内摩擦）通常是指其1%水溶液在20摄氏度时的粘度。

单位Pa.s。

测定仪器

乌氏粘度仪、旋转式粘度仪

第41页：影响褐藻酸盐粘度大小的因素

影响褐藻酸盐粘度大小的因素：①温度在极限范围内，褐藻酸钠溶液的粘度随t的增大而减小；一般温度每升高1摄适度，粘度降低大约25%，在短时间内加热，这种变化基本上是可逆的。如长时间加温，因分子的降解，粘度进一步降低，是不可逆变化。②.浓度浓度越大，粘度越大浓度每增大0.5% 粘度增大2.5—3倍。③pH 影响褐藻胶水溶液在pH 4—10范围内，粘度受pH 一定影响，接近中性时粘度最大。

第42页：④卫生条件

④卫生条件，贮存中细菌的影响，分解，降解使粘度降低。⑤.成品胶含水量的影响。成品胶含水量低于15%可保持粘度的相对稳定性，水量超过15%，保藏间粘度会出现明显下降趋势，往往随含水量增大而急剧下降。

第43页：（4）离子交换性不溶性金属的褐藻酸盐其交

（4）离子交换性不溶性金属的褐藻酸盐其交换性能如同离子交换树脂；它能和某些离子很快地结合。反应式：2NaAlg+ΜCl2→M（Alg）2+2ΝaCl（5）凝胶性褐藻酸钠溶液中褐藻分子上的负电荷有阻止它的聚集的能力，加二价钙离子形成凝胶变硬，加入足够量的钙即能形成硬性的不可逆凝胶。

第44页：3、褐藻胶的应用（1）纺织印染工业

3、褐藻胶的应用（1）纺织印染工业：褐藻酸钠粘度大，毛细管上升性小，作为棉纺蚕丝人造纤维等轻纱上浆，所生成的薄膜有光泽、透明、有抗胀性，不起毛、耐摩擦，能使花纹鲜艳，减少断头，提高织布效率。褐藻酸钠用作活性染料色浆，优于粮食淀粉和其它浆料，给色量高，线条轮廓清晰，颜色均匀,成品柔软，富有弹性，手感好，易浆洗。是近代印染业的最佳浆料。

第45页：（2）食品应用

（2）食品应用：主要的食品添加剂，如作稳定剂，增稠剂，黏合剂。添加剂，可起到增加面粉中的面筋和韧性，做出的食品体大，色泽光亮，组织细腻，耐干性好，储存期长。是使面团的延伸性强，弹性大，口感下滑，面条能减少断头，耐重，不浑汤。

第46页：（3）医药方面

（3）医药方面：①有利于胆固醇排出体外，能延缓食品通过肠道的时间。②褐藻酸钠可溶性纤维，能缓解或改变营养物质的消化吸收，减少碳水化合物的摄入量。可做“低能食品”，并具降糖减肥的作用。③具降血压，抗血液凝结，抑制血小板凝聚的作用，并降低血液粘稠度，对治疗白血病有一定疗效。④用褐藻酸钠制作代血浆，浓度低，粘度高，可经沸煮消毒，与血型无关，将适合紧急情况下的救护，无需验血。

第47页：⑤古罗糠醛酸对核爆炸释放的有毒的半衰期长

⑤古罗糠醛酸对核爆炸释放的有毒的半衰期长的锶―90有排出作用。⑥可用来作止血棉，止血纱布，烫伤纱布等。⑦可吸收胆盐，增加粪中胆盐的排出，缩小机体的胆固醇含量，降低血脂浓度，故可作为肥胖症，糖尿病，直肠结肠癌，习惯性便秘患者的疗效食品。

第48页：（4）日用化工方面

（4）日用化工方面：牙膏、牙粉、洗涤剂作增稠剂，乳化剂发泡剂（5）其它方面：褐藻酸钠还可作纸上浆剂，铸造翻砂，鱼虾饵料的黏合剂杀虫剂（农药的缓释剂）树脂染料，照相胶片等。水处理，种子处理

第49页：4、褐藻胶的生产原理（1）消化海藻加碱、

4、褐藻胶的生产原理（1）消化海藻加碱、加热，使藻体中水不溶性的褐藻酸盐转变为水可溶性的褐藻酸盐，此过程称为“消化”或者“提取”。M(Alg)n+mNa2CO3 nNaAlg+M(CO3)m(n=2m;M为Ca\Fe\Al等金属离子)

第50页：（2）酸析或钙析在提取液中加入无机酸或C

（2）酸析或钙析在提取液中加入无机酸或CaCl2溶液，使水溶性褐藻酸盐转化为水不溶性的褐藻酸和盐NaAlg+HCl Halg+NaCl2 NaAlg+CaCl2Ca(Alg)2+2NaCl此过程即精制和浓缩的过程，即低浓度的水溶性褐藻酸盐因凝聚而析出，与大量水分离，并同时将大量无机盐、色素等水可溶性杂质随水分排除。

第51页：（3）脱钙将褐藻酸钙凝胶用盐酸脱钙，转化

（3）脱钙将褐藻酸钙凝胶用盐酸脱钙，转化成褐藻酸凝胶，并充分水洗得到纯褐藻酸。Ca(Alg)2+2HCl 2HAlg+CaCl2（4）碱转化将褐藻酸与碱或盐反应，使其生成不同类型褐藻酸盐（Na盐）Halg+NaOH NaAlg+H2O2HAlg+Na2CO3 2NaAlg+H2O+CO2

第52页：复习题

复习题

• 复习题1、褐藻中的碳水化合物2、掌握褐藻胶的化学组成和结构3、简述褐藻胶的理化性质4、怎样提高NaAlg溶解速度？
• 5、为了提高NaAlg溶解速度，可以再NaAlg中加入降低表面活性物质和扩散剂，对选用添加剂有哪些方面的要求？
• 6、影响褐藻酸盐粘度大小的因素有哪些？

第53页：7、试述褐藻胶的应用？8、简述褐藻胶的生

7、试述褐藻胶的应用？8、简述褐藻胶的生

• 7、试述褐藻胶的应用？
• 8、简述褐藻胶的生产原理？