海藻的营养成分.doc

1、第三章 海藻的营养成分主要内容 海藻的一般营养成分 海藻生物多糖目标要求 掌握活海藻的一半营养成分、以及海藻生物多糖的种类、分 布、性质及应用。建议学时 4 学时第一节 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

2、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。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 - 杂多糖根据在藻体内存在的位置可以

3、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、6-0-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 一、红藻中的碳水化合物（ 一 ） 琼胶1、分布：石花菜、江蓠、鸡毛菜（紫菜 ）2、物理性质：不溶于冷水和无机、有

4、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。3、琼胶的主要成分：D-半乳糖L-半乳糖硫酸基和无机物 :CaMeFeAl3, 6内醚-L-半乳糖丙酮酸6-0-甲基-D-半乳糖、4-0-甲基-L-半乳糖、2-0-甲基-3 , 6内醚-L-半乳糖4、结构：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）?-D-吡喃半乳糖和（1-4） 3, 6内醚-aL-半乳糖 反复交替连接而成的线形分子。经过酸和a-琼胶酶水解得到琼二糖（D-L）、琼四糖（D-L-D-L ）等寡糖； 经过?-琼胶酶水解得

5、到新琼二糖（L-D）及新琼四糖（L-D-L-D ）等寡糖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

6、案的介质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%.（ 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.

7、 结构:D-半乳糖及其衍生物以a（1 -3）和？（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 .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

8、胶融化，放冷后又凝固）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。(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( 4)反应性：卡拉胶因分子上带有半硫酸脂基团 -R-O-SO3-,

9、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。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)

10、 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。二、褐藻中的碳水化合物( 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-aL-古罗糖醛酸：，4(G)1, 4(G)1(M)n即多聚-B -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

11、 ,褐藻胶属于非均匀的聚合物。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。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：NaAIg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。NaAIg不能速溶，原因是表面活性太大，为了降低表面活性

12、，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： 无毒 无异味，其亲水亲油平衡值(HLB值)一般配比到812之间；. 不能和褐藻胶所用原料反应 . 不能影响褐藻胶产品各项技术指标和使用要 求。NaAIg与酸(pH5.4)生成HAIg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 3040 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。( 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

13、 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 、 旋转式粘度仪影响褐藻酸盐粘度大小的因素： 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。 . 浓度 浓度越大，粘度越大浓度每增大 0.5% 粘度增大 2.53倍。 pH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。 卫生条件，贮存中细菌的影响，分解，降解使粘度降低。 . 成品胶含水量的影响。成品胶含水量低于15%可

14、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。( 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+MCI2M( Alg ) 2+2N aCI(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。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

15、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。（ 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。（3）医药方面： 有利于胆固醇排出体外，能延缓食品通过肠道的时间。 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。 具降血压，抗血液凝结，

16、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。 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。 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。 可用来作止血棉，止血纱布，烫伤纱布等。 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。（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NaAIg溶解速度，可以再NaAIg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？7、试述褐藻胶的应用？8、据海藻生物多糖在藻体内存在的位置可分为、 、。9、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10、 琼脂中硫酸根的含量与半乳糖含量变化趋势 ,3,