海藻的營養(yǎng)成分.doc

1、第三章 海藻的營養(yǎng)成分主要內(nèi)容 海藻的一般營養(yǎng)成分 海藻生物多糖目標要求 掌握活海藻的一半營養(yǎng)成分、以及海藻生物多糖的種類、分 布、性質(zhì)及應用。建議學時 4 學時第一節(jié) 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質(zhì)、脂質(zhì)、碳水化合物、灰 分等物質(zhì)。海藻中的主要成分是多糖類物質(zhì)占干中的 40%-60%；脂質(zhì) 0.1%-0.8%（褐 藻質(zhì)脂含量稍高）；灰分在藻種間含量變化較大，一般為 20%-40%，蛋白質(zhì)含 量一般在 20%以下影響海藻中一般成分含量的因素： 生長環(huán)境的水溫、營養(yǎng)鹽等理化因素 日照、季節(jié)的變化生卡場所 藻體部位等各種因素的影響。其中季節(jié)的變化影響最大：海帶中褐藻酸含量

2、在 4、5 月份含量最高， 7月份后降低，甘露醇的季節(jié)變化與褐藻酸含量變化呈相反趨勢，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 月份時較低 海帶不同部位成分含量有變化：根部、基部的總氮比頂葉部高；基部的褐藻 酸中的古洛糖醛酸含量高于葉部；根部的灰分含量也比頂葉高 野生的海帶含碘量比養(yǎng)殖海帶高得多。第二節(jié) 海藻生物多糖紅藻中 -瓊膠、卡拉膠、紅藻淀粉、木聚糖、甘露聚糖以及低分子碳水化合物紅藻糖苷、甘露糖苷、多糖苷與糖醇褐藻中 - 褐藻膠、褐藻糖膠、海帶淀粉、海藻纖維素、甘露醇和糖苷（低分子碳水化合物）綠藻 - 雜多糖根據(jù)在藻體內(nèi)存在的位置可以

3、分為：細胞壁多糖：主要成分是海藻纖維素， 其次還有木聚糖、 甘露聚糖等替代纖 維素的骨架結(jié)構(gòu)；細胞間質(zhì)多糖： 具有高分子陰離子化合物的特性， 如具有硫酸基與羧基， 是 維持海藻生命活動所必需的基礎(chǔ)物質(zhì)，構(gòu)成細胞間質(zhì)多糖的單糖除了中性糖以 外，還有3, 6內(nèi)醚-L-半乳糖、6-0-甲基-D-半乳糖、D-甘露糖醛酸、L-古羅糖 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內(nèi)醚-D- 半乳糖等特異組分細胞內(nèi)儲存多糖：多為淀粉類物質(zhì),紅藻淀粉、海帶淀粉 一、紅藻中的碳水化合物（ 一 ） 瓊膠1、分布：石花菜、江蘺、雞毛菜（紫菜 ）2、物理性質(zhì)：不溶于冷水和無機、有

4、機溶劑中,適當加熱條件下,可溶于熱水 和某些溶劑中。瓊膠溶于熱水后冷卻至一定溫度就形成凝膠。3、瓊膠的主要成分：D-半乳糖L-半乳糖硫酸基和無機物 :CaMeFeAl3, 6內(nèi)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內(nèi)醚-L-半乳糖4、結(jié)構(gòu)：瓊膠主要是由中性的瓊脂糖 （ 60%-80%）和含硫酸根的硫瓊膠 （20%-40%） 構(gòu)成的。瓊脂糖：由（1-3）?-D-吡喃半乳糖和（1-4） 3, 6內(nèi)醚-aL-半乳糖 反復交替連接而成的線形分子。經(jīng)過酸和a-瓊膠酶水解得到瓊二糖（D-L）、瓊四糖（D-L-D-L ）等寡糖； 經(jīng)過?-瓊膠酶水解得

5、到新瓊二糖（L-D）及新瓊四糖（L-D-L-D ）等寡糖5、影響瓊膠凝膠強度的分子結(jié)構(gòu)因素：瓊膠中硫酸根的含量越高其凝膠強度越低。瓊膠中硫酸根的含量與半乳糖的含量的變化趨勢一致。3, 6-內(nèi)醚-L-半乳糖與硫酸根含量的變化呈負相關(guān)關(guān)系。瓊膠凝膠強度的變化與3, 6-內(nèi)醚-L-半乳糖的變化成正相關(guān)關(guān)系。所以硫酸根的含量越高其凝膠強度越低。在提取瓊膠的工藝過程中，加堿處理可以使瓊膠中的 6-硫酸基-L-半乳糖 C6位上的硫酸基被脫掉，同時 C3和C6位上的羥基會脫水形成3, 6-內(nèi)醚-L-半 乳糖。瓊脂糖在低濃度時就具有很高的凝膠強度。在生物和醫(yī)學上有廣泛的應用， 如，凝膠電泳、凝膠層析、凝膠擴散

6、案的介質(zhì)8. 應用 :（1）最理想的細菌培養(yǎng)基（2）凝膠電泳等的介質(zhì)（3）食品添加劑（無臭,無味）, 且對味道起到長時間的固定作用 .（4）在醫(yī)藥方面 .瓊膠用作輕度瀉藥 , 以預防和治療便秘 . 還用作藥膏基材 , 魚肝油乳化劑 , 牙科彈性印膜料等 .（5）瓊脂難以被人體消化吸收 , 人體對它的利用率很低 , 故屬于低熱量食品 食用凝膠（涼拌菜,凝凍拌菜）; 食品工業(yè)用作果凍 ,羊羹,酸奶,軟糖,果醬,冰 激凌和蛋油醬穩(wěn)定劑 . 用量一般為 0.1%-2%.（ 二 ） 卡拉膠1. 原料藻 : 主要是卡帕藻和麒麟菜兩屬的各種藻類，還使用角叉菜、杉 藻、銀杏藻、叉紅藻、育葉藻屬的各種藻 .2.

7、 結(jié)構(gòu):D-半乳糖及其衍生物以a（1 -3）和？（1 -4）糖苷鍵交替連接形 成的線型聚合物 .根據(jù)1-4連接的a-D半乳糖單位的差異分為好多種.見下表1-7-4.不同類型 卡拉膠重復二糖單位名稱及來源 .3、性質(zhì):（1）外觀: 無臭, 無味的白色至淺褐黃色粉末 .（2）凝固性.能形成半固體狀凝膠.在水中,K -. L-卡拉膠有凝固性，當將它們加 水加熱溶解后 , 放冷時能形成透明的半固體狀凝膠 , 且形成凝膠時必須有陽離子 存在.（與瓊膠不同） K+, Ca+. 在一定范圍內(nèi)，凝膠強度隨這些外加離子的濃度 的增加而增強。 卡拉膠與水形成的凝膠， 在不引起降解的條件下具熱可逆性。 （加 熱時凝

8、膠融化，放冷后又凝固）Ress 認為，紅藻多糖在形成凝膠的過程中可分成四個階段：（一）卡拉膠溶解在熱水中，其分子成不規(guī)則的蜷曲狀。（二）當溫度降到某一程度時，其分子向螺旋狀轉(zhuǎn)化，形成單螺旋體；（三）溫度再下降，分子間形成雙螺旋題，為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這時開始有凝固現(xiàn)象。溫度再下降，雙螺旋體聚焦形成凝膠。(3) 溶解性：水：主要溶劑是水，在熱水中所有類型的卡拉膠都溶解； 乳：所有卡拉膠都溶入熱的乳中；有機溶劑： 能溶入無水的肼中， 與水混溶的有機溶劑， 但濃度低時卡拉膠都能溶 解，但有機溶劑的濃度增加到一定程度時卡拉膠便被沉淀出來( 4)反應性：卡拉膠因分子上帶有半硫酸脂基團 -R-O-SO3-,

9、具有很強的陰離子性，H+、K + 、Na +、Ca 2 +反應生成卡拉膠酸、鉀鹽、鈉鹽、鈣鹽；與蛋白質(zhì)起反應，能穩(wěn)定酪蛋白膠粒，在乳制品的制造中有很重要的地位。( 5)生理作用與毒性： 是一種無毒而不被消化的植物纖維， 昨天然食品添加劑； 在啤酒的制造中， 假如卡拉膠使蛋白質(zhì)沉淀除去， 起到澄清啤酒的作用， 也可以 用此原理除去廢水中的蛋白質(zhì)。5、應用( 1)K- 卡拉膠可用于巧克力牛奶中作穩(wěn)定劑， 也可作為冰激淋的穩(wěn)定劑 (0.05% 用量)( 2)面包和其它面包制品中加入卡拉膠可以改進口干、外觀及蓬松度( 3)卡拉膠也可用以制作果凍、果醬、釀酒業(yè)中的啤酒澄清(用量0.6-1.2% )(4)

10、 在牙膏生產(chǎn)中，同時加入K-卡拉膠和L-卡拉膠可使產(chǎn)品口感好，發(fā)泡程度 高。二、褐藻中的碳水化合物( 一)褐藻膠1、褐藻膠的化學組成和結(jié)構(gòu)組成：褐藻膠是一種嵌段共聚物，由D甘露糖醛酸(M)和L古羅糖醛酸(G) 組成。 Atkins 等根據(jù) X 射線衍射圖譜及紅外線波譜等分析，褐藻酸的晶體有三 種不同的區(qū)段嵌和而成：(G)n即多聚-aL-古羅糖醛酸：，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與 M交替共聚的區(qū)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、 ,褐藻膠屬于非均勻的聚合物。不同海藻和同一海藻的不同部位褐藻膠 M/G值不同。M/G值不同，褐藻膠的理化 性質(zhì)也有差異。2、褐藻膠的理化性質(zhì)( 1)褐藻膠是褐藻酸及其鹽類和其他有機衍生物的統(tǒng)稱。包括水不溶性的HAlgin 和各種水溶性和水不溶性的褐藻酸鹽。工業(yè)產(chǎn)品主要是NaAlg， 是白色或淡黃色固體。(2) 溶解性：NaAIg在機械攪拌下能較快的溶解在水中，形成粘稠狀的水溶液； 如不攪拌，不預先將膠粒分散在水中，放置 24 小時也能緩慢地溶解為均勻的水 溶膠，和一種水溶性液體(如：甘油)混合，將會促進其分散和防止結(jié)塊，并加 速其溶解。NaAIg不能速溶，原因是表面活性太大，為了降低表面活性

12、，增加擴散速度，可 以考慮在褐藻膠的生產(chǎn)過程中加入降低表面活性物質(zhì)和擴散劑。對選用添加劑有嚴格的要求： 無毒 無異味，其親水親油平衡值(HLB值)一般配比到812之間；. 不能和褐藻膠所用原料反應 . 不能影響褐藻膠產(chǎn)品各項技術(shù)指標和使用要 求。NaAIg與酸(pH5.4)生成HAIg為無色水不溶性溶膠，在純水中不溶，但 能吸水溶脹至原來體積的 3040 倍，酸性強則吸水量越小。如果水為堿性則會 溶解成粘稠狀水溶膠，但不溶于有機溶劑。( 3)粘滯性 褐藻膠為親水性多糖膠體，其金屬鹽類溶于水中，具較高黏度。褐藻膠的粘度：(高聚物在稀溶液中的粘度， 主要反映了液體在流動時存 在著內(nèi)摩擦)通常是指其

13、 1%水溶液在 20攝氏度時的粘度。單位 Pa.s 。測定儀 器：烏氏粘度儀 、 旋轉(zhuǎn)式粘度儀影響褐藻酸鹽粘度大小的因素： 溫度 在極限范圍內(nèi)，褐藻酸鈉溶液的粘度隨 t 的增大而減?。灰话銣囟?每升高 1 攝適度，粘度降低大約 25%，在短時間內(nèi)加熱，這種變化基本上是可 逆的。如長時間加溫，因分子的降解，粘度進一步降低，是不可逆變化。 . 濃度 濃度越大，粘度越大濃度每增大 0.5% 粘度增大 2.53倍。 pH影響褐藻膠水溶液在pH 4 10范圍內(nèi)，粘度受pH 一定影響，接近中性時粘度最大。 衛(wèi)生條件，貯存中細菌的影響，分解，降解使粘度降低。 . 成品膠含水量的影響。成品膠含水量低于15%可

14、保持粘度的相對穩(wěn)定性，水量超過 15%，保藏間粘度會出現(xiàn)明顯下降趨勢， 往往隨含水量增大而急劇下降。( 4)離子交換性不溶性金屬的褐藻酸鹽其交換性能如同離子交換樹脂； 它能和某些離子很快地結(jié)合。反應式：2NaAlg+MCI2M( Alg ) 2+2N aCI(5) 凝膠性褐藻酸鈉溶液中褐藻分子上的負電荷有阻止它的聚集的能力， 加二價鈣離子形成凝膠變硬，加入足夠量的鈣即能形成硬性的不可逆凝膠。3、褐藻膠的應用（ 1）紡織印染工業(yè)： 褐藻酸鈉粘度大，毛細管上升性小，作為棉紡蠶絲 人 造纖維等輕紗上漿，所生成的薄膜有光澤、透明、有抗脹性，不起毛、 耐摩擦， 能使花紋鮮艷，減少斷頭，提高織布效率。褐藻

15、酸鈉用作活性染料色漿， 優(yōu)于糧食淀粉和其它漿料 ，給 色量高，線條輪廓清晰，顏色均勻 , 成品柔軟，富有彈性，手感好，易漿洗。是 近代印染業(yè)的最佳漿料。（ 2）食品應用： 主要的食品添加劑， 如作穩(wěn)定劑，增稠劑，黏合劑。添加劑 ，可起到增加面粉中的面筋和韌性，做出的食品體大，色澤光亮，組織細 膩，耐干性好，儲存期長。是使面團的延伸性強，彈性大，口感下滑，面條能減 少斷頭，耐重，不渾湯。（3）醫(yī)藥方面： 有利于膽固醇排出體外，能延緩食品通過腸道的時間。 褐藻酸鈉可溶性纖維， 能緩解或改變營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收， 減少碳水化合物的 攝入量?？勺觥暗湍苁称贰保⒕呓堤菧p肥的作用。 具降血壓，抗血液凝結(jié)，

16、抑制血小板凝聚的作用，并降低血液粘稠度，對治 療白血病有一定療效。 用褐藻酸鈉制作代血漿，濃度低，粘度高，可經(jīng)沸煮消毒，與血型無關(guān)，將適 合緊急情況下的救護，無需驗血。 古羅糠醛酸對核爆炸釋放的有毒的半衰期長的鍶 90 有 排出作用。 可用來作止血棉，止血紗布，燙傷紗布等。 可吸收膽鹽，增加糞中膽鹽的排出，縮小機體的膽固醇含量，降低血脂濃度， 故可作為肥胖癥，糖尿病，直腸結(jié)腸癌，習慣性便秘患者的療效食品。（4）日用化工方面：牙膏、 牙粉 、 洗滌劑 作增稠劑， 乳化劑 發(fā)泡 劑（5）其它方面：褐藻酸鈉還可作紙上漿劑， 鑄造翻砂， 魚蝦餌料的黏合劑 殺 蟲劑（農(nóng)藥的緩釋劑）樹脂染料，照相膠片等。水處理，種子處理復習題1、褐藻中的碳水化合物2、掌握褐藻膠的化學組成和結(jié)構(gòu)3、簡述褐藻膠的理化性質(zhì)4、怎樣提高 NaAlg 溶解速度？5、為了提高NaAIg溶解速度，可以再NaAIg中加入降低表面活性物質(zhì)和擴散劑，對選用添加劑有哪些方面的要求？6、影響褐藻酸鹽粘度大小的因素有哪些？7、試述褐藻膠的應用？8、據(jù)海藻生物多糖在藻體內(nèi)存在的位置可分為、 、。9、名詞 (1) 細胞間質(zhì)多糖 (2) 紅藻多糖 (3) 瓊脂 (4) 瓊脂糖 (5) 卡拉膠10、 瓊脂中硫酸根的含量與半乳糖含量變化趨勢 ,3,