海藻酸钠的应用Word格式.docx

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Sodiumalginate；

Drugcarrier；

Nanoparticles;

Preparation

文献综述

1.1海藻酸钠的介绍

1.1.1海藻酸钠的结构

海藻酸钠又称褐藻酸钠、海带胶、褐藻胶、藻酸盐，是从褐藻类的海带或马尾藻中提取碘和甘露醇之后的副产物，是一类天然线性多糖，由1-4键合的β-D-甘露糖醛酸（M单元）和α-L-古洛糖醛酸（G单元）残基组成。

M单元和G单元是C5的差向异构体，海藻酸钠的结构在分子水平上有四种连接方式：

MM,GG,MG和GM。

M单元的生物相容性较G单元优良，而G单元的刚性大于M单元。

根据海藻酸盐的不同来源，M和G单元的数量和序列结构会发生变化，这些因素与相对分子质量共同影响着海藻酸盐的物理和化学性能[1]。

当海藻酸6位上的羧基与钠离子结合，就构成了海藻酸钠盐（SodiumAlginate）。

海藻酸钠的分类方法较多。

从结构上分，可分为高G/M比、中G/M比、低G/M比三种。

从黏度上分，可分为低黏度、中黏度和高黏度海藻酸钠。

从纯度上分，可分为工业用，食用以及医用三个级别[2]。

1.1.2海藻酸钠的性质

海藻酸钠系β无水右旋甘露蜜醛酸钠的聚合物。

海藻酸钠为白色或淡黄色粉末，几乎无臭无味。

海藻酸钠溶于水，不溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂。

溶于水成粘稠状液体[3]，1%水溶液pH值为6-8。

当pH=6-9时粘性稳定，加热至80℃以上时则粘性降低。

海藻酸钠无毒，LD50>

5000mg/kg。

螯合剂可以络合海藻酸钠体系中的二价离子，使得海藻酸钠能稳定于体系中。

海藻酸钠具有增稠性、成膜性、生物相容性、生物粘附性、PH值敏感性、稳定性等性质[4]。

1.增稠性和成膜性

●作为饮料/乳品等的增稠剂海藻酸钠在增稠方面有独特的优势：

海藻酸钠良好的流动性，使得添加后的饮品口感柔滑；

并且可以防止产品消毒过程中的黏度下降现象。

在利用海藻酸钠作为增稠剂时，应尽量使用分子量较大的产品，适量添加Ca2+，可以大大提高海藻酸钠的黏度。

●

●作为冰淇淋等冷饮的稳定剂海藻酸钠是一种高档的稳定剂，它可使冰淇淋等冷饮食品产生平滑的外观、柔滑的口感。

由于海藻酸钙可形成稳定热不可逆凝胶，因而在运输、储藏过程中不会变粗糙（冰晶生长），不会发生由于温度波动而引起的冰淇淋变形现象；

同时这种冰淇淋食用时无异味，既提高了膨胀率又提高了融点，使得产品的质量和效益都有显著提高。

产品口感柔滑、细腻、口味良好。

添加量较低，一般为1—3‰，国外添加量为5—10‰。

●作为乳制品及饮料的稳定剂用海藻酸钠稳定的冰冻牛乳具有良好的口感，无粘感和僵硬感，在搅拌时有粘性，并有迟滞感。

2.生物相容性

海藻酸钠的水溶液具有较高的粘度，已被用作食品的增稠剂，稳定剂，乳化剂等。

海藻酸钠是无毒食品，早在1938年就已收入美国药典[5]。

据报道，海藻酸钠经口服后并未产生免疫性反应，而且无毒，可生物降解[6]。

3.生物粘附性

粘性药物释放系统是通过增加药物在病灶部位的停留时间来提高药物吸收利用率的。

具有一定电荷密度的聚合物可以作为粘附性载体来使用，电荷密度越大，其粘附性越好。

聚阴离子型聚合物的生物粘附性腰优于聚阳离子型和非离子型聚合物。

海藻酸钠由于含有大量的-COO-,可作为用于治疗粘膜组织的药物载体[7]。

4.pH敏感性

海藻酸钠微溶于水，不溶于大部分有机溶剂。

它溶于碱性溶液，使溶液具有粘性。

海藻酸钠粉末遇水变湿，微粒的水合作用使其表面具有粘性。

然后微粒迅速粘合在一起形成团块，团块很缓慢的完全水化并溶解。

如果水中含有其它与海藻酸盐竞争水合的化合物，则海藻酸钠更难溶解于水中。

水中的糖、淀粉或蛋白质会降低海藻酸钠的水合速率，混合时间有必要延长。

单价阳离子的盐（如NaCl）在浓度高于0.5%时也会有类似的作用。

海藻酸钠在1%的蒸馏水溶液中的pH值约为7.2。

海藻酸钠的pH敏感性源于海藻酸钠中的-COO-基团，在酸性条件下，-COO-转变成-COOH，电离度大大降低，海藻酸钠的亲水性增加。

海藻酸钠小球在低pH环境中对其包裹的药物的释放量显著减少，这对于口服给药是相当有利的。

在胃液中，海藻酸钠会发生收缩形成致密不溶解的膜，其包裹的药物不会释放出来，当到达中性pH的肠道时，海藻酸钠膜会溶解，释放出所包裹的药物。

然而，对于蛋白质药物，海藻酸钠的这种pH依赖性显示出一定的缺陷。

在肠道中，海藻酸钠会迅速崩解，释放出的蛋白质药物随后会被肠道中的蛋白水解酶水解掉。

因此，要对海藻酸钠进行改性，以减少蛋白水解酶对药物的破坏。

5.稳定性

海藻酸钠具有吸湿性，平衡时所含水分的多少取决于相对湿度。

干燥的海藻酸钠在密封良好的容器内于25℃及以下温度储存相当稳定。

海藻酸钠溶液在pH5～9时稳定。

聚合度（DP）和分子量与海藻酸钠溶液的粘性直接相关，储藏时粘性的降低可用来估量海藻酸钠去聚合的程度。

高聚合度的海藻酸钠稳定性不及低聚合度的海藻酸钠。

据报道海藻酸钠可经质子催化水解，该水解取决于时间、pH和温度。

藻酸丙二醇酯溶液在室温下、pH为3～4时稳定；

pH小于2或大于6时，即使在室温下粘性也会很快降低。

1.1.3海藻酸钠的应用

海藻酸钠广泛应用于食品、医药、纺织、印染、造纸、日用化工等产品，作为增稠剂、乳化剂、稳定剂、粘合剂、上浆剂使用。

1.在食品上的应用[8]

自八十年代以来，褐藻酸钠在食品应用方面得到新的拓展。

褐藻酸钠不仅是一种安全的食品添加剂，而且可作为仿生食品或疗效食品的基材，由于它实际上是一种天然纤维素，可减缓脂肪糖和胆盐的吸收，具有降低血清胆固醇、血中甘油三酯和血糖的作用，可预防高血压、糖尿病、肥胖症等现代病。

它在肠道中能抑制有害金属如锶、镉、铅等在体内的积累，正是因为褐藻酸钠这些重要作用，在国内外已日益被人们所重视。

日本人把富含有褐藻酸钠的食品称为“长寿食品”，美国人则称其为“奇妙的食品添加剂”。

　　海藻酸钠用以代替淀粉、明胶作冰淇淋的稳定剂，可控制冰晶的形成，改善冰淇淋口感，也可稳定糖水冰糕、冰果子露、冰冻牛奶等混合饮料。

许多乳制品，如精制奶酪、掼奶油、干乳酪等利用海藻酸钠的稳定作用可防止食品与包装物的连粘性，可作为上乳制饰品覆盖物，可使其稳定不变并防止糖霜酥皮开裂。

　　海藻酸钠用于色拉（一种凉拌菜）调味汁，布丁（一种甜点心）、果酱、番茄酱及罐装制品的增稠剂，以提高制品的稳定性质，减少液体渗出。

　　在挂面、粉丝、米粉制作中添加海藻酸钠可改善制品组织的粘结性，使其拉力强、弯曲度大、减少断头率，特别是对面粉含量较低面筋，效果更为明显。

在面包、糕点等制品中添加海藻酸钠，可改善制品内部组织的均一性和持水作用，延长贮藏时间。

在冷冻甜食制品中添加可提供热聚变保护层，改进香味逸散，提高熔点的性能。

海藻酸钠可做成各种凝胶食品，保持良好的胶体形态，不发生渗液或收缩，适合用于冷冻食品和人造仿型食品。

还可用来覆盖水果、肉、禽类和水产品作为保护层，与空气不直接接触，延长贮藏时间。

还可作为面包的糖衣、加馅填料、点心的涂盖层、罐头食品等自凝形成剂。

在高温、冷冻和酸性介质中仍可维持原有的形体。

还可代替琼胶制成具有弹性，不粘牙，透明的水晶软糖。

2.在医药行业的应用

以海藻酸硫酸酯分散剂制成的PS型胃肠双重造影硫酸钡制剂，具有粘度低，粒度细，附壁性好，性能稳定等特点。

PSS是以海藻酸为原料研制的一种褐藻多糖双酯钠，具有抗凝血、降血脂和降低血液粘度的作用。

用海藻胶代替橡胶、石膏作牙科印模料，不仅价格便宜，操作简便，而且印出的齿形更准确。

海藻胶还可制作各种剂型的止血剂，包括止血海棉、止血纱布，止血薄膜，烫伤纱布，喷雾止血剂等，也可作为支架材料用于医学用途。

在药物制剂上的应用

海藻酸钠早在1938就已收入美国药典。

海藻酸在1963年收入英国药典。

海藻酸不溶于水，但放入水中会膨胀。

因此，传统上，海藻酸钠用作片剂的粘合剂，而海藻酸用作速释片的崩解剂。

然而，海藻酸钠对片剂性质的影响取决于处方中放入的量，并且在有些情况下，海藻酸钠可促进片剂的崩解。

海藻酸钠可以在制粒的过程中加入，而不是在制粒后以粉末的形式加入，这样制作过程更简单。

与使用淀粉相比，所制的成片机械强度更大。

海藻酸钠也用于悬浮液、凝胶和以脂肪和油类为基质的浓缩乳剂的生产中。

海藻酸钠用于一些液体药物中，可增强粘性，改善固体的悬浮。

藻酸丙二醇酯可改善乳剂的稳定性。

控释药物传输系统在卫生保健中占很重要的地位。

水溶性药物微粒从胶状介质中分离前的时间要最小化以确保载药量最大。

然而，这对水不溶性药物并不重要。

他们发现药物的释放与所用药物的溶解性有关。

海藻酸钠对酸敏感的这个特性对药物很有用，可使药物免受胃酸的攻击，使药物以期望的速率释放。

3.在印纺工业的应用

海藻酸钠在印染工业中用作活性染料色浆，优于粮食淀粉和其它浆料。

印出的纺织品花纹鲜艳，线条清晰，给色量高，得色均匀，渗透性与可塑性均良好。

海藻胶是现代印染业的最佳浆料，现已广泛应用于棉、毛、丝、尼龙等各种织品的印花，特别适用于配制拨染印花浆。

海藻酸钠可用作经纱上浆料，我国纺织部门以海藻胶与淀粉混合或代替淀粉配制经纱浆料，不仅可以节约大量粮食，而且能使经纱的纤维不起毛，耐摩擦，断头率少，从而提高织布效率。

海藻胶对棉纤维和合成纤维均有效。

1.1.4海藻酸钠的交联方式

1.物理交联

海藻酸钠的分子中含有-COO-基团，当向海藻酸钠的水溶液中添加二价阳离子时，G单元中的Na+会与这些二价阳离子发生交换，使海藻酸钠溶液向凝胶转变。

海藻酸钠与多价阳离子结合的能力遵循以下次序:

Pb2+>

Cu2+>

Cd2+>

Ba2+>

Sr2+>

Ca2+>

Co2+,Ni2+,Zn2+>

Mn2+。

当海藻酸钠纳米球作为药物的释放载体时常选用Ca2十作为交联剂[9]。

用Ca2+交联制备海藻酸钠纳米颗粒常见的方法有三种:

直接滴加法、反滴法和原位释放法。

直接滴加法是把海藻酸钠的水溶液滴加到含有Ca2+的水溶液中，钙离子由外向内渗透。

反滴法是将含有Ca2+的水溶液滴加到海藻酸钠的水溶液中，钙离子由内向外渗透。

虽然直接滴加法和反滴法较为简单，但是制备