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[摘 要]随着我国经济与科技的飞速发展，海藻酸钠作为一种天然高分子物质已被广泛应用. 本文详细论述了海藻酸钠的性质、应用前景并就超声-微波协同辅助提取海藻酸钠的工艺进行了详细的分析，希望对广大同仁以后的工作起到一定的借鉴和参考。
[关键词]超声-微波协同辅助萃取 海藻酸钠
中图分类号：D411 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）13-0298-02
引 言：海藻酸钠 （Sodium Alginate，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-甘露糖醛酸和α- L - 古罗糖醛酸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〔C 6H7O6Na〕n，相对分子量在32000～200000之间.
1.海藻酸钠的性质
1.1海藻酸钠为白色或淡黄色粉末，几乎无臭无味.
1.2海藻酸钠易溶于水，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）.
1.3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時又要凝聚.黏度在pH值为7时最大，但随温度的升高而显著下降.
1.4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.
1.5海藻酸钠水溶液遇酸会析出海藻酸凝胶，遇钙、铁、铅等二价以上的金属离子会立即凝固成这些金属的盐类，不溶于水而析出.
1.6海藻酸钠低热无毒.海藻酸钠的种类很多，主要有：红藻、绿藻、褐藻类海藻（海带、马尾藻）等.
2.海带褐藻酸钠的提取方法
2.1实验方法
2.1.1工艺流程
原料粉碎→体积分数2%戊二醛溶液浸泡处理12h→超声-微波协同处理→消化反应→过滤→盐酸沉淀褐藻酸→过滤→NaOH调节pH值为7→2倍体积分数95%乙醇沉淀→烘干。
2.1.2褐藻酸钠标准溶液的配制
称取10.00g海带干粉放入烧杯中，加入300mL体积分数2%戊二醛溶液，室温下浸泡一夜过滤，用蒸馏水洗涤三次。经处理的海带粉加入300mL质量分数2%Na2CO3溶液，于60℃水浴锅中提取2.5h，两层纱布过滤，滤渣用蒸馏水洗涤3次，滤液再过150目绢布，400目绢布去小分子杂质，得300mL粗海藻酸钠溶液。用滴管向粗海藻酸钠溶液中滴加盐酸，调pH值为2，析出海藻酸沉淀。用蒸馏水洗涤海藻酸沉淀直至无Cl-1存在，然后用2倍体积分数95%乙醇脱水，30℃真空干燥。准确称取干燥后的海藻0.80～1.00g，加入25mL，0.02mol/L的NaOH溶液，搅拌0.5h，完全溶解后以酚酞为指示剂用0.02mol/L HCl滴定，计算褐藻胶的实际含量。将以确定实际含量的褐藻胶配成1mg/mL的标准溶液。
2.1.3褐藻胶溶液标准曲线的绘制
取10mLH2SO4溶液（4体积浓H2SO4和1体积的水混合液）注入具塞试管中，将其放入冰浴中，吸取不同浓度的标准溶液1mL注入试管中，混合均匀后放入沸水浴中水解30min，然后加入0.5mL体积分数0.3%咔唑溶液，放入沸水浴中再加热10min，最后于室温下放置40min，在550nm下比色。
2.1.4海藻酸钠提取率的计算
海藻酸钠提取率=（m1/m2）×100%其中m1表示海藻酸钠产品的质量；m2表示粗海藻酸钠的质量
2.1.5褐藻酸钠粘度的测定
采用GB1976-80方法进行，称取海藻酸钠试样1.00g，加冷蒸馏水25mL，搅动，再加沸蒸馏水70mL，搅拌数分钟，冷后加蒸馏水到100mL，于室温放置4h后，使成均匀胶液，选择相应转子置于量罐内，并将胶液缓慢倒入，达到圆锥体的表面下沿，转子完全浸入液体内，将量罐放到架上，将钩挂在驱动器上，调整零点，接通恒温装置，使保持测定温度在（20±0.1）℃范围，启动开关，使标尺盘上指针保持稳定，即可读出度数，如果度数小于10，则需换用第二个较大的转子。粘度X（cP）按下式计算：X=指针读数×转子倍数（1cP=10-3Pa·s）
2.1.6 海带褐藻酸钠的提取方法
1）超声-微波协同处理单因素实验
以经消化反应所得褐藻酸钠的提取率为指标，考察微波功率、提取时间、提取次数、料液质量体积比各单因素对提取率的影响。用2倍体积分数95%乙醇沉淀后，60℃烘箱中烘干。按照2.1.4中褐藻酸钠的测定方法测定，计算海藻酸钠的提取率，2.1.5中粘度的测定方法测定粘度。
（1）处理次数实验
精密称取海带干粉5.00g，加入150mL蒸馏水，在微波功率400W，提取时间为90s条件下超声-微波协同萃取，提取次数分别为1～5次，过滤，收集滤渣。按照按2.1.1工艺提取，2.1.4中褐藻酸钠的测定方法测定，计算海藻酸钠的提取率，2.1.5中粘度的测定方法测定粘度。
（2）不同微波功率作用实验
精密称取海带干粉5.00g，加入150mL蒸馏水，提取时间为90s，提取次数为1次，在200、300、400、500、600W的微波功率下协同萃取，过滤，收集滤渣。按照按2.1.1工艺提取和褐藻酸钠的测定方法测定，计算海藻酸钠的提取率。按照按2.1.1工艺提取，2.1.4中褐藻酸钠的测定方法测定，计算海藻酸钠的提取率，2.1.5中粘度的测定方法测定粘度。
（3）不同料液比实验
精密称取海带干粉5.00g，加入150mL蒸馏水，提取时间为90s，提取次数为1次，微波功率400W，在料液质量体积比为1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30（g∶mL）的条件下协同萃取。过滤的滤渣。按照按2.1.1工艺提取，和褐藻酸钠的测定方法测定，计算海藻酸钠的提取率。按照按2.1.1工艺提取，2.1.4中褐藻酸钠的测定方法测定，计算海藻酸钠的提取率，2.1.5中粘度的测定方法测定粘度。 2）消化反应单因素实验
（1）不同pH值对提取率的影响精密称取海
带干粉5.00g，体积分数2%戊二醛溶液浸泡处12h后，过滤得滤渣。滤渣在超声功率50w，微波功率500w、时间60s、料液质量体积比1g∶20mL，处理2次。过滤后滤渣中加入质量分数2%的溶液，料液质量体积比1g∶20mL，用NaOH溶液调pH值为11、12、13、14。在50℃水浴锅中反应3h，平行3次实验，计算褐藻酸钠的提取率。
（2）不同反应温度对提取率的影响
精密称取海带干粉5.00g，体积分数2%戊二醛溶液浸泡处12h后，过滤得滤渣。微波功率500W、时间60s、料液比1∶20（g∶mL），处理2次。过滤后滤渣中加入2%的溶液，料液比1∶20（g∶mL），用NaOH溶液调pH為12，在30、40、50、60℃水浴锅中反应3h，平行3次实验，计算褐藻酸钠的提取率。
（3）不同反应时间对提取率的影响
精密称取海带干粉5.00g，体积分数2%戊二醛溶液浸泡处12h后，过滤得滤渣。滤渣微波功率500W、时间60s、料液质量体积比1g∶20mL，处理2次。过滤后滤渣中加入质量分数2%的溶液，料液质量体积比1g∶20mL，用NaOH溶液调pH值为12，在50℃水浴锅中分别反应1.5、2、2.5、3、3.5h，平行3次实验，计算褐藻酸钠的提取率。
（4）不同料液质量体积比对提取率的影响
精密称取海带干粉5.00g，体积分数2%戊二醛溶液浸泡处12h后，过滤得滤渣。滤渣在超声功率50W，微波功率500W、时间60s、料液质量体积比1g∶20mL，处理2次。过滤后滤渣中加入质量分数2%的Na2CO3溶液，用NaOH溶液调pH值为12，在料液质量体积比为1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30（g∶mL），用NaOH溶液调pH值为12，在50℃水浴锅中反应3h，平行3次实验，计算褐藻酸钠的提取率。
3）正交试验
在对以上单因素分析和试验的基础上，根据已有的资料和实际情况，对影响细胞破碎效果的4个主要因素，每个因素3个水平（表1），用L9（34）进行正交试验设计，以褐藻酸钠的提取率为考察指标，选择最佳的提取条件。
3.海藻酸钠的发展前景
在美国，海藻酸钠被誉为“奇妙的食品添加剂”.在日本，海藻酸钠被誉为“长寿食品”.高黏度海藻酸钠具有增稠性好、成膜性好、凝胶强度高、成丝性好等优点，是良好的食品添加剂，英国、挪威和东南亚等国已广泛用于食品工业.目前国际海藻酸钠贸易量约为2.2万t，其中美国和挪威的公司销量占71%.国际海藻酸钠的总需求将稳中有升，因此，我国海藻酸钠生产也必须加大幅度，而且还应把工作重点放在提高质量、增加品种上.
食用藻类生物资源的开发利用，是当前食品研究和应用中一个重要方向.因此，海藻酸钠作为一种从褐藻类生物中提取出来的产品在“功能食品”、“保健食品”和“设计食品”中具有广泛的应用前景.
海藻酸钠用于开发缓控释制剂越来越引人注目，也已成为一个热门的课题.海藻酸作为药物载体在耳科疾病局部治疗中也具有广泛的应用前景.
因为海藻酸钠可保留软骨细胞分泌的基质，所以软骨细胞在海藻酸钠中可良好生长增殖，可见海藻酸钠在人造软骨方面也具有重要的应用前景.
4.结束语
总之，海藻酸钠的提取工艺已经得到了很大的改善，而且海藻酸钠由于具有良好的增稠性、成膜性、稳定性、絮凝性和螯合性，其用途必将也越来越广泛.，利用它开发新产品是一个有价值、有希望的研究方向.
参考文献
[1] 崔福德.药剂学[M].北京：中国医药科技出版社，2002.
[2] 马萍，孙淑英，刘东春，等.海藻酸钠理化参数的测定[J].中国海洋药物，2003，75（3）.
[3] 张善明，刘强，张善垒.从海带中提取高粘度海藻酸钠[J].食品加工，2002，23（3）.
[关键词]超声-微波协同辅助萃取 海藻酸钠
中图分类号：D411 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）13-0298-02
引 言：海藻酸钠 （Sodium Alginate，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-甘露糖醛酸和α- L - 古罗糖醛酸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〔C 6H7O6Na〕n，相对分子量在32000～200000之间.
1.海藻酸钠的性质
1.1海藻酸钠为白色或淡黄色粉末，几乎无臭无味.
1.2海藻酸钠易溶于水，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）.
1.3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時又要凝聚.黏度在pH值为7时最大，但随温度的升高而显著下降.
1.4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.
1.5海藻酸钠水溶液遇酸会析出海藻酸凝胶，遇钙、铁、铅等二价以上的金属离子会立即凝固成这些金属的盐类，不溶于水而析出.
1.6海藻酸钠低热无毒.海藻酸钠的种类很多，主要有：红藻、绿藻、褐藻类海藻（海带、马尾藻）等.
2.海带褐藻酸钠的提取方法
2.1实验方法
2.1.1工艺流程
原料粉碎→体积分数2%戊二醛溶液浸泡处理12h→超声-微波协同处理→消化反应→过滤→盐酸沉淀褐藻酸→过滤→NaOH调节pH值为7→2倍体积分数95%乙醇沉淀→烘干。
2.1.2褐藻酸钠标准溶液的配制
称取10.00g海带干粉放入烧杯中，加入300mL体积分数2%戊二醛溶液，室温下浸泡一夜过滤，用蒸馏水洗涤三次。经处理的海带粉加入300mL质量分数2%Na2CO3溶液，于60℃水浴锅中提取2.5h，两层纱布过滤，滤渣用蒸馏水洗涤3次，滤液再过150目绢布，400目绢布去小分子杂质，得300mL粗海藻酸钠溶液。用滴管向粗海藻酸钠溶液中滴加盐酸，调pH值为2，析出海藻酸沉淀。用蒸馏水洗涤海藻酸沉淀直至无Cl-1存在，然后用2倍体积分数95%乙醇脱水，30℃真空干燥。准确称取干燥后的海藻0.80～1.00g，加入25mL，0.02mol/L的NaOH溶液，搅拌0.5h，完全溶解后以酚酞为指示剂用0.02mol/L HCl滴定，计算褐藻胶的实际含量。将以确定实际含量的褐藻胶配成1mg/mL的标准溶液。
2.1.3褐藻胶溶液标准曲线的绘制
取10mLH2SO4溶液（4体积浓H2SO4和1体积的水混合液）注入具塞试管中，将其放入冰浴中，吸取不同浓度的标准溶液1mL注入试管中，混合均匀后放入沸水浴中水解30min，然后加入0.5mL体积分数0.3%咔唑溶液，放入沸水浴中再加热10min，最后于室温下放置40min，在550nm下比色。
2.1.4海藻酸钠提取率的计算
海藻酸钠提取率=（m1/m2）×100%其中m1表示海藻酸钠产品的质量；m2表示粗海藻酸钠的质量
2.1.5褐藻酸钠粘度的测定
采用GB1976-80方法进行，称取海藻酸钠试样1.00g，加冷蒸馏水25mL，搅动，再加沸蒸馏水70mL，搅拌数分钟，冷后加蒸馏水到100mL，于室温放置4h后，使成均匀胶液，选择相应转子置于量罐内，并将胶液缓慢倒入，达到圆锥体的表面下沿，转子完全浸入液体内，将量罐放到架上，将钩挂在驱动器上，调整零点，接通恒温装置，使保持测定温度在（20±0.1）℃范围，启动开关，使标尺盘上指针保持稳定，即可读出度数，如果度数小于10，则需换用第二个较大的转子。粘度X（cP）按下式计算：X=指针读数×转子倍数（1cP=10-3Pa·s）
2.1.6 海带褐藻酸钠的提取方法
1）超声-微波协同处理单因素实验
以经消化反应所得褐藻酸钠的提取率为指标，考察微波功率、提取时间、提取次数、料液质量体积比各单因素对提取率的影响。用2倍体积分数95%乙醇沉淀后，60℃烘箱中烘干。按照2.1.4中褐藻酸钠的测定方法测定，计算海藻酸钠的提取率，2.1.5中粘度的测定方法测定粘度。
（1）处理次数实验
精密称取海带干粉5.00g，加入150mL蒸馏水，在微波功率400W，提取时间为90s条件下超声-微波协同萃取，提取次数分别为1～5次，过滤，收集滤渣。按照按2.1.1工艺提取，2.1.4中褐藻酸钠的测定方法测定，计算海藻酸钠的提取率，2.1.5中粘度的测定方法测定粘度。
（2）不同微波功率作用实验
精密称取海带干粉5.00g，加入150mL蒸馏水，提取时间为90s，提取次数为1次，在200、300、400、500、600W的微波功率下协同萃取，过滤，收集滤渣。按照按2.1.1工艺提取和褐藻酸钠的测定方法测定，计算海藻酸钠的提取率。按照按2.1.1工艺提取，2.1.4中褐藻酸钠的测定方法测定，计算海藻酸钠的提取率，2.1.5中粘度的测定方法测定粘度。
（3）不同料液比实验
精密称取海带干粉5.00g，加入150mL蒸馏水，提取时间为90s，提取次数为1次，微波功率400W，在料液质量体积比为1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30（g∶mL）的条件下协同萃取。过滤的滤渣。按照按2.1.1工艺提取，和褐藻酸钠的测定方法测定，计算海藻酸钠的提取率。按照按2.1.1工艺提取，2.1.4中褐藻酸钠的测定方法测定，计算海藻酸钠的提取率，2.1.5中粘度的测定方法测定粘度。 2）消化反应单因素实验
（1）不同pH值对提取率的影响精密称取海
带干粉5.00g，体积分数2%戊二醛溶液浸泡处12h后，过滤得滤渣。滤渣在超声功率50w，微波功率500w、时间60s、料液质量体积比1g∶20mL，处理2次。过滤后滤渣中加入质量分数2%的溶液，料液质量体积比1g∶20mL，用NaOH溶液调pH值为11、12、13、14。在50℃水浴锅中反应3h，平行3次实验，计算褐藻酸钠的提取率。
（2）不同反应温度对提取率的影响
精密称取海带干粉5.00g，体积分数2%戊二醛溶液浸泡处12h后，过滤得滤渣。微波功率500W、时间60s、料液比1∶20（g∶mL），处理2次。过滤后滤渣中加入2%的溶液，料液比1∶20（g∶mL），用NaOH溶液调pH為12，在30、40、50、60℃水浴锅中反应3h，平行3次实验，计算褐藻酸钠的提取率。
（3）不同反应时间对提取率的影响
精密称取海带干粉5.00g，体积分数2%戊二醛溶液浸泡处12h后，过滤得滤渣。滤渣微波功率500W、时间60s、料液质量体积比1g∶20mL，处理2次。过滤后滤渣中加入质量分数2%的溶液，料液质量体积比1g∶20mL，用NaOH溶液调pH值为12，在50℃水浴锅中分别反应1.5、2、2.5、3、3.5h，平行3次实验，计算褐藻酸钠的提取率。
（4）不同料液质量体积比对提取率的影响
精密称取海带干粉5.00g，体积分数2%戊二醛溶液浸泡处12h后，过滤得滤渣。滤渣在超声功率50W，微波功率500W、时间60s、料液质量体积比1g∶20mL，处理2次。过滤后滤渣中加入质量分数2%的Na2CO3溶液，用NaOH溶液调pH值为12，在料液质量体积比为1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30（g∶mL），用NaOH溶液调pH值为12，在50℃水浴锅中反应3h，平行3次实验，计算褐藻酸钠的提取率。
3）正交试验
在对以上单因素分析和试验的基础上，根据已有的资料和实际情况，对影响细胞破碎效果的4个主要因素，每个因素3个水平（表1），用L9（34）进行正交试验设计，以褐藻酸钠的提取率为考察指标，选择最佳的提取条件。
3.海藻酸钠的发展前景
在美国，海藻酸钠被誉为“奇妙的食品添加剂”.在日本，海藻酸钠被誉为“长寿食品”.高黏度海藻酸钠具有增稠性好、成膜性好、凝胶强度高、成丝性好等优点，是良好的食品添加剂，英国、挪威和东南亚等国已广泛用于食品工业.目前国际海藻酸钠贸易量约为2.2万t，其中美国和挪威的公司销量占71%.国际海藻酸钠的总需求将稳中有升，因此，我国海藻酸钠生产也必须加大幅度，而且还应把工作重点放在提高质量、增加品种上.
食用藻类生物资源的开发利用，是当前食品研究和应用中一个重要方向.因此，海藻酸钠作为一种从褐藻类生物中提取出来的产品在“功能食品”、“保健食品”和“设计食品”中具有广泛的应用前景.
海藻酸钠用于开发缓控释制剂越来越引人注目，也已成为一个热门的课题.海藻酸作为药物载体在耳科疾病局部治疗中也具有广泛的应用前景.
因为海藻酸钠可保留软骨细胞分泌的基质，所以软骨细胞在海藻酸钠中可良好生长增殖，可见海藻酸钠在人造软骨方面也具有重要的应用前景.
4.结束语
总之，海藻酸钠的提取工艺已经得到了很大的改善，而且海藻酸钠由于具有良好的增稠性、成膜性、稳定性、絮凝性和螯合性，其用途必将也越来越广泛.，利用它开发新产品是一个有价值、有希望的研究方向.
参考文献
[1] 崔福德.药剂学[M].北京：中国医药科技出版社，2002.
[2] 马萍，孙淑英，刘东春，等.海藻酸钠理化参数的测定[J].中国海洋药物，2003，75（3）.
[3] 张善明，刘强，张善垒.从海带中提取高粘度海藻酸钠[J].食品加工，2002，23（3）.