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海藻酸鈉 ( Alginate)

海藻酸鈉 ( Alginate). 組員 : 49840051 黃琇琳 49840053 李翊萍 49840070 葉明倫 指導老師 : 林鴻儒 老師. 前言. 全球氣候的反常，已提醒人類應重視 綠色環保 ， 德國化學家 : 布朗嘉教授 Michael Braungart 大力推 展 「搖籃到搖籃」 (Cradle to Cradle Design) 的設計 概念，他提議就是將產品在材料的選用、開發設 計，都是考慮對環境有利的永續經營方式，選用 開發一種可以 重複再生 的天然物質，綠色植物是我 們在陸地上最主要的纖維素來源，在海洋中纖維素

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海藻酸鈉 ( Alginate)

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Presentation Transcript

  1. 海藻酸鈉(Alginate) 組員: 49840051 黃琇琳 49840053 李翊萍 49840070葉明倫 指導老師:林鴻儒 老師

  2. 前言 全球氣候的反常，已提醒人類應重視綠色環保， 德國化學家: 布朗嘉教授 Michael Braungart 大力推 展「搖籃到搖籃」 (Cradle to Cradle Design)的設計 概念，他提議就是將產品在材料的選用、開發設 計，都是考慮對環境有利的永續經營方式，選用 開發一種可以重複再生的天然物質，綠色植物是我 們在陸地上最主要的纖維素來源，在海洋中纖維素 主要的來源則是海藻，海藻酸鈉就是源自於這 種纖維素，也是由自然界生產的多醣體。

  3. 結構式 • 海藻酸鈉(Alginate)是一種天然高分子材料，別名褐藻酸鈉、褐藻膠、藻膠，其分子式為(C6H7O6Na)n，相對分子量在(32000-200000)。因為分子鏈上有羧基，所以它具有酸鹼應答的能力，海藻酸鈉主要是由兩種單醣β-D-甘露醛酸（M）與 α-L-古羅糖醛酸（G）鍵結所構成的線性多醣化合物，這兩種結構單元以三種方式(MM段、GG段和MG段)通過α-1,4糖苷鍵鏈接，形成一種無支鏈的線性嵌段共聚物。海藻酸鈉很容易與一些二價陽離子結合，形成凝膠。且海藻酸鈉其溫和的溶膠凝膠過程、良好的生物相容性使海藻酸鈉適於作為釋放或包埋藥物、蛋白與細胞的微膠囊。

  4. 結構式

  5. 海藻酸鈉製程 • 海藻酸的萃取過程包括: 水洗、磨碎，磨碎藻渣，經氫氧化鈉分解後留存的殘存液，經硫酸等強酸溶解後，可製得海藻酸，溶解的海藻酸經過濾與藻體分離，在分離液中再加入氯化鈣Ca2＋後，海藻酸鈉在水溶液中含有陰離子，為一種高分子電解質，與電解基的電性間會相互排斥，所以使分子變成延伸狀態，分子間的電性會受到相斥分離而使得溶液的黏度增高，且會變得安定，氫離子濃度變濃將使離子化被抑制，使羧基放出多量的聚合水，使分子的排斥力變小，所形成的膠體再由酸洗去掉內部的鈣離子Ca2＋，最後膠體和碳酸鈉溶液反應而形成海藻酸鈉，經乾燥磨碎而形成工業用的海藻酸鈉粉末。

  6. 海藻酸鈉種類 • 海藻酸鈉的分類方法較多。 • 從結構上分，可分為高G/M比、中G/M比、低G/M比三種。 • 從黏度上分，可分為低黏度、中黏度和高黏度海藻酸鈉。 • 從純度上分，可分為工業用，食用及醫用三個級別。 • 不同的褐藻中提取出的海藻酸產品的M/G比值是不同的，例如:海帶中提取的海藻酸的M含量偏高，極北海帶、巨藻中提取的海藻酸的G含量較高。 • G和M酸的濃度（G：M比率）決定了不同的結構和生物相容性等特性。 • 不同品質的海藻酸鈉對於膠粒結構的影響是很大的。一般認為，高G/M比，中低黏度的海藻酸鈉適於用來製備膠粒。而且，當膠粒應用於生物工程領域時，應選擇醫用級別的海藻酸鈉。

  7. 海藻酸鈉之特性(1) 海藻酸鈉，一種天然多醣，具有藥物製備輔料所需的穩 定性、溶解性、粘性和安全性。1881年，英國化學家 E.C.Stanford首先對褐色海藻中的海藻酸鹽提取物進行科 學研究。他發現該褐藻酸的提取物具有幾種很有趣的特 性，它具有濃縮溶液、形成凝膠和成膜的能力。 • 溶解性 海藻酸鈉微溶於水，不溶於乙醇、乙醚、氯仿等有機 溶劑。溶於水成黏稠狀液體，1%水溶液pH值為6-8。 當pH=6-9時黏性穩定，加熱至80 ℃以上時則粘性降低

  8. 海藻酸鈉之特性(2) • 穩定性 海藻酸鈉具有吸濕性，平衡時所含水分的多少取決於 相對濕度。乾燥的海藻酸鈉在密封良好的容器內於 25℃及25℃以下溫度儲存相當穩定。海藻酸鈉溶液在 pH5～9時穩定。 • 形態 海藻酸鈉為白色或淡黃色粉末，幾乎無臭無味。 • 毒性 海藻酸鈉無毒，LD50>5000mg/kg。

  9. 海藻酸鈉之特性(3) • 增稠性和成膜性 • 海藻酸鈉作為飲料/乳品的增稠劑有獨特的優勢：海藻酸鈉良好的流動性，使得添加後的飲品口感柔滑；並且可以防止產品消毒過程中的黏度下降現象。 • 海藻酸鈉作為冰淇淋等冷飲的穩定劑是一種高檔的穩定劑，它可使冰淇淋等冷飲食品產生平滑的外觀、柔滑的口感。由於海藻酸鈣可形成穩定熱不可逆凝膠，因而在運輸、儲藏過程中不會變粗糙（冰晶生長），不會發生由於溫度波動而引起的冰淇淋變形現象；同時冰淇淋食用時無異味，使得產品的質量和效益有顯著提高。

  10. 海藻酸鈉之應用 醫藥上之應用 食品業之應用 紡織品之應用 爭議性之應用

  11. 應用不同領域之特性比較

  12. 醫藥上之應用(1) • 海藻酸鈉結構上是一種聚合多醣體，其溫和的溶膠與凝膠過程、具良好的生物相容性，使得海藻酸很適合當作醫療藥物的釋放、包埋的載體，或細胞微膠囊的外膜。海藻酸當其分子的第6位上的羧基與鈉離子結合，就構成了海藻酸鈉鹽 (SodiumAlginate)。 • 促進由火傷引起類似組織胺(Histamine)毒素之排出，因此對燒燙傷之治療具有良好之效果，且能刺激脾臟，驅使其貯藏之血液流至末梢血管，並能誘導有關血液之調節機能，不會改變血液之濃度。 • 刺激骨髓，加速造血之作用。對細胞之外液壓不產生增大作用，因此不會導致水腫，增加血液稠黏度，防止血液滲出促進血液凝固，故有止血的效果。海藻酸鈉能被體內血清中的酵素分解及同化，故當手術中同化作用減弱時，海藻酸鈉是最理想的補液。

  13. 醫藥上之應用(2) • 藻酸雙酯鈉(PSS)是以海藻酸為原料研製的一種褐藻多糖雙酯鈉，具有抗凝血、降血脂和降低血液黏度的作用。 • 海藻酸鈉代替橡膠、石膏作牙科印模料，不僅價格便宜，操作簡便，而且印出的齒形更準確。 • 在國外研究已經發現，利用海藻酸鈉保護膜，可以在3分鐘之內疏緩胃食道逆流不適。 • 海藻酸醫用紗布的性能保含：給傷口去除膿血和有毒成份、保持高濕狀態、保持氣體的交換(氧氣的進入和二氧化碳的排出) 、保持一個溫暖的環境、使微生物不進入傷口、防止外來顆粒和有毒成份的侵入、可以沒有疼痛地在傷口上去除。

  14. 食品產業之應用 • 食品工業-主要做為增稠劑、穩定劑、乳化劑。添加於食品中以提高濃稠度與乳化效果，如: 辣椒醬、沙拉醬、布丁、果醬、番茄醬及罐頭裝製品的增稠劑，以提高食品的穩定性質，減少液體滲出。 • 肉製品-利用海藻酸鹽與鈣離子反應形成熱不可逆凝膠保水劑。例如:肉灌腸類、肉丸、燒烤、油炸肉製品。 • 麵類製品-抗澱粉老化，優良的組織改良劑。 • 可製成薄膜，用於糖果防黏包裝。 • 烘焙製品-提高麵糰延展性、膨脹起發性、增加彈性，改善製品質構，防止澱粉老化，用於生產餅乾、蛋卷，可減少其破碎率，產品外觀光滑，防潮性好。

  15. 紡織品之應用 • 海藻纖維具有良好的生物相容性、可降解與吸收性已見將海藻酸的快速吸水性，應用在造紙和紡織產業，為一種脫水劑和上漿劑。 • 德國Alceru Schwarza公司開發出海藻纖維SeaCell，由於海藻中含酚類具有螯合重金屬的能力對吸附重金屬離子有驚人效果，在海藻纖維製程中，如果添加銀離子，銀離子將被海藻纖維吸收，永久嵌入完全成形纖維的芯部，即使多次洗滌也不會減損附著在海藻纖維上的金屬含量。因此在紡絲時添加銀與抗菌劑成分，就能緩慢釋放銀離子，能夠持久提供抗菌功能。 • 義大利公司開發出一種長絲含有海藻成份，此纖維的面料比一般纖維材質的服裝，更能保持和提高人體溫度，還具有抗過敏、減輕疲勞及改善失眠。

  16. 爭議性之應用(1) • 假雞蛋蛋殼由碳酸鈣、石蠟及石膏粉造成。而蛋清、蛋白則主要由海藻酸鈉，再加上明礬、明膠、色素等造成 • 果凍裡沒有任何的水果成份？主要成分是海藻酸鈉、洋菜、明膠、起雲劑、卡拉膠等增稠劑，香精、食用色素、甜味劑、酸味劑等。 • 由於髮菜的來源受到限制，其價格升高，各種仿製產品也出現在市場上。髮菜的摻假很多是澱粉、海藻酸鈉或玉米鬚加以染色製成的，若被食用，其色素會對人體造成傷害。其餘的還有用海產的褐藻替代的，此種僞品對人體無害。爲避免被假貨坑害及保護環境，應當拒絕食用髮菜，或者食用來源明確的替代品。 • 假豬耳是用海藻酸鈉、明礬和氧化鈣等製成，其中明礬食後會令人頭暈、嘔吐，長期食用會影響神經細胞發育，已被世界衛生組織列為有害的食品添加劑。

  17. 爭議性之應用(2) • 假魚卵以胡蘿蔔汁與海藻酸鈉，依一定的比例混合， 之後再用注射器將上面的溶劑滴進含有幾公克氯化鈣的水中，氯化鈣將使海藻酸鈉由外面開始變硬表面形成一層膜像魚卵一樣。 加入海藻酸鈉的假豬耳 加入海藻酸钠的人造雞蛋

  18. 影片 • http://www.youtube.com/watch?v=0fypv4q54Lg(2:58~4:09 /4:10~5:14) • http://www.youtube.com/watch?v=iDg5zxSYjGE

  19. 結論 • 海藻酸鈉是一種可以重複再生的天然物質，無毒且取得容易，是一種價值性高的環保產品。 • 海藻酸鈉就是廣泛地存在地球的自然材料，可利用多醣體與凝膠產品的特性，用於製作成各種食品添加劑、醫療用材料、創傷敷材、廢水處理劑、保鮮等等。 • 海藻酸鈉原料具備良好的生物相容性，發展為敷材、濕潤性傷口癒合產品、創傷照護性產品、創傷縫合性產品都很理想。

  20. 參考資料 • http://www.uuuwell.com/mytag.php?id=64982 • http://baike.baidu.com/view/586530.htm • http://www.maichaosh.com/seaweedna/seaweedna_news24.html • https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%81%87%E9%9B%9E%E8%9B%8B • https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%AB%AE%E8%8F%9C • https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%A3%9F%E5%93%81%E6%B7%BB%E5%8A%A0%E5%89%82 • http://www.cheeryland.com/m_element/element_detail.asp?ckid=3&cid=442 • http://tw.news.yahoo.com/%E6%B5%B7%E8%97%BB%E9%85%B8%E9%88%89%E4%BF%9D%E8%AD%B7%E8%86%9C-%E7%B7%A9%E8%83%83%E9%A3%9F%E9%81%93%E9%80%86%E6%B5%81%E4%B8%8D%E9%81%A9-230645020.html

  21. 參考資料 • http://eshare.stust.edu.tw/EshareFile/2011_12/2011_12_5a97b139.ppt%E2%80%8E • http://www.docin.com/p-488397820.html • http://www.jsdseaweed.com/products/detail-86.html • http://www.ytxinwang.com/products_detail/&productId=8e024b58-2a44-49cf-85d8-6db92b4b60e6.html • http://www.e-dyer.com/article/8446.html • http://fujian.people.com.cn/n/2012/1217/c234960-17873567.html • http://tw.news.yahoo.com/%E7%8D%A8%E5%AE%B6-%E9%AD%9A%E7%9B%AE%E6%B7%B7%E7%8F%A0-%E6%9E%9C%E8%86%A0%E5%90%88%E6%88%90%E5%81%87%E9%AD%9A%E5%8D%B5-%E5%85%85%E6%96%A5%E5%B8%82%E9%9D%A2-101300283.html • http://big5.ec.com.cn/gate/big5/ccn.mofcom.gov.cn/spbg/show.php?ids=5&id=12803

  22. Thank you for your attention

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