海藻的营养成分

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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： 海带中褐藻酸含量在

2、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分为：细胞壁多糖：

3、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、有机溶剂中,适当加热条件下,可溶于热水

4、 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（lf3）B-D-吡喃半乳糖和（1-4） 3, 6内醚-a-L-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B-琼胶酶水解得到新琼二糖（L-D）及新琼四糖（L-D-L-D）

5、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、凝胶扩散案的介质8. 应用:（1）最理想的细菌培养基（2）

6、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. 结构：D-半乳糖及其衍生物以a（l3）和8（14）糖苷键交替连接形 成的线型聚合物.根据14连

7、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。

8、（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-0-S03-,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

9、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) 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

10、段共聚物，由D甘露糖醛酸(M)和L古罗糖醛酸(G) 组成。At kins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-a-L-古罗糖醛酸：4(G)14(G)1(M)n即多聚-0-D-甘露糖醛酸：4(M)14(M)1；(MG)n 即 G 与 M 交替共聚的区段：4(G)14(M)1 4(G)14(M)1 或者4(M)14(G)1 4(M)1 4(G)1 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

11、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：NaAlg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。NaAlg不能速溶，原因是表面活性太大，为了降低表面活性，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

12、影响褐藻胶产品各项技术指标和使用要 求。NaAlg与酸(pH5.4)生成HAlg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

13、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 410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+MC

14、12-M (Alg) 2+2N aCl(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

15、，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，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、