1、七讲海藻化学前言 海藻介绍全世界现有海藻全世界现有海藻(红藻、褐藻、绿藻红藻、褐藻、绿藻)记录记录6495种，其中，红藻种，其中，红藻4100种，褐藻种，褐藻1485种，绿藻种，绿藻910种。而我国沿海已有种。而我国沿海已有的记录的记录835种，分隶于红藻门种，分隶于红藻门36科科140属属463种，褐藻门种，褐藻门25科科54属属165种，绿藻种，绿藻门门15科科45属属207种。约占世界总数的种。约占世界总数的18。特点：分布广泛，种类繁多，化学组成与陆特点：分布广泛，种类繁多，化学组成与陆 地植物相差甚远，个体差异较大。地植物相差甚远，个体差异较大。主要经济藻类：红藻、褐藻、绿藻、盐藻、
2、主要经济藻类：红藻、褐藻、绿藻、盐藻、螺旋藻等。螺旋藻等。我国可利用的经济藻类：海带、裙带菜、我国可利用的经济藻类：海带、裙带菜、条斑紫菜、羊栖菜、江蓠、坛紫菜、麒麟条斑紫菜、羊栖菜、江蓠、坛紫菜、麒麟菜菜第一节 海藻的一般成分海藻的一般成分是指海藻干物质中所含海藻的一般成分是指海藻干物质中所含有的蛋白质、脂质、碳水化台物、灰分有的蛋白质、脂质、碳水化台物、灰分等物质。等物质。海藻中的主要成分是多糖类物质，占干海藻中的主要成分是多糖类物质，占干中的中的4060；脂质；脂质0.10.8(褐藻质脂含量稍高褐藻质脂含量稍高)；灰分在藻种间含；灰分在藻种间含量变化较大，一般为量变化较大，一般为2040
3、，蛋白，蛋白质含量一般在质含量一般在20以下。以下。影响海藻一般成分的因素环境水温环境水温营养盐营养盐日照日照季节变化季节变化生长场所生长场所藻体部位藻体部位第二节 海藻生物多糖海藻多糖提取分离步骤一、红藻多糖红藻细胞间质多糖是由红藻细胞间质多糖是由D-或或L-型半乳糖型半乳糖及其衍生物聚合而成的线性高分子，又及其衍生物聚合而成的线性高分子，又称为半乳聚糖或半乳糖胶。称为半乳聚糖或半乳糖胶。一类是以琼胶为代表的琼胶类型一类是以琼胶为代表的琼胶类型一类是以卡拉胶为代表的卡拉胶类型。一类是以卡拉胶为代表的卡拉胶类型。琼胶和卡拉胶1、琼胶生产原料：石花菜、江蓠、鸡毛菜等；生产原料：石花菜、江蓠、鸡毛
4、菜等；不溶于冷水和有机溶剂，溶于热水。不溶于冷水和有机溶剂，溶于热水。溶于热水后冷却后会形成凝胶。溶于热水后冷却后会形成凝胶。来源不同的的琼胶形成的凝胶强度有所来源不同的的琼胶形成的凝胶强度有所差别，说明结构有所不同。差别，说明结构有所不同。琼胶的构成琼胶的构成和工艺工艺流程应用最理想的细菌培养基最理想的细菌培养基凝胶电泳等的介质凝胶电泳等的介质食品添加剂食品添加剂(无臭，无味无臭，无味)，且对味道起到长时间的固定，且对味道起到长时间的固定作用作用在医药方面。琼胶用作轻度泻药，以预防和治疗便秘，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，牙科弹性印膜料还用作药
5、膏基材，鱼肝油乳化剂，牙科弹性印膜料等等琼脂难以被人体消化吸收，人体对它的利用率很低，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。食用凝胶故属于低热量食品。食用凝胶(凉拌菜，凝冻拌菜凉拌菜，凝冻拌菜)：食：食品工业用作果冻、羊羹、酸奶、软糖果酱、冰激凌和品工业用作果冻、羊羹、酸奶、软糖果酱、冰激凌和蛋油酱稳定剂。用量一般为蛋油酱稳定剂。用量一般为0.122、卡拉胶原料藻：主要是角叉菜和麒麟菜两属的原料藻：主要是角叉菜和麒麟菜两属的各种藻类，还使用杉藻、银杏藻、叉红各种藻类，还使用杉藻、银杏藻、叉红藻、育叶藻属的各种藻藻、育叶藻属的各种藻结构：结构：D-半乳糖及其衍生物以半乳
6、糖及其衍生物以a(13)和和(14)糖苷键交替连接形成的线型糖苷键交替连接形成的线型聚合物根据聚合物根据14连接的连接的a-D半乳糖单位半乳糖单位的差异分为好多种。的差异分为好多种。性质外观：无臭，无味的白色至浅褐黄色粉末。外观：无臭，无味的白色至浅褐黄色粉末。凝固性：能形成半固体状凝胶在水中，凝固性：能形成半固体状凝胶在水中，K-L-卡卡拉胶有凝固性，当将它们加水加热溶解后，拉胶有凝固性，当将它们加水加热溶解后，放放冷时能形成透明的半固体状凝胶，且形成凝胶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时必须有阳离子存在 (与琼胶不同与琼胶不同)K+，Ca+在一定范围内，凝胶强度随
7、这些外加离子的浓在一定范围内，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。不引起降解的条件下具热可逆性。(加热时凝加热时凝胶融化，放冷后又凝固胶融化，放冷后又凝固)Ress认为红藻多糖在形成凝胶的过程中可分四个阶段：(一一)卡拉胶溶解在热水中，其分子成不规则的卡拉胶溶解在热水中，其分子成不规则的蜷曲状。蜷曲状。(二二)当温度降到某一程度时，其分子向螺旋状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；转化，形成单螺旋体；(三三)温度再下降，分子间形成双螺旋体，为立温度再下降，分子间形成双螺旋体，
8、为立体网状结构，这时开始有凝固现象。体网状结构，这时开始有凝固现象。(四四)温度再下降，双螺旋体聚焦形成凝胶温度再下降，双螺旋体聚焦形成凝胶。溶解性：在热水中所有类型的卡拉胶都溶解；在热水中所有类型的卡拉胶都溶解；所有卡拉胶都溶入热的乳中；所有卡拉胶都溶入热的乳中；能溶入无水的肼中，与水混溶的有机溶剂，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的浓度增加到一定程度时卡拉胶便被沉淀出来。出来。应用(1)K卡拉胶可用于巧克力牛奶中作稳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定剂，
9、也可作为冰激淋的稳定剂(0.05用量用量)2)面包和其它面包制品中加入卡拉胶可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、酿卡拉胶也可用以制作果冻、果酱、酿酒业中的啤酒澄清酒业中的啤酒澄清(用量用量0.61.2)4)在牙膏生产中，同时加入在牙膏生产中，同时加入K-卡拉胶和卡拉胶和L-卡拉胶可使产品口感好，发泡程度高。卡拉胶可使产品口感好，发泡程度高。二、褐藻多糖褐藻的细胞间质多糖主要有褐藻胶和褐褐藻的细胞间质多糖主要有褐藻胶和褐藻糖胶；藻糖胶；褐藻胶是由糖醛酸结合形成的线性高分褐藻胶是由糖醛酸结合形成的线性高分子阴离子化台物
10、；子阴离子化台物；褐藻糖胶是由岩藻糖结合形成的含硫酸褐藻糖胶是由岩藻糖结合形成的含硫酸基的高分子物质。基的高分子物质。海带：属于冷水性海藻，自然分布在高纬度地海带：属于冷水性海藻，自然分布在高纬度地区，多附生在海底岩礁上。区，多附生在海底岩礁上。裙带菜：味道比海带好，几乎全用作食用，我裙带菜：味道比海带好，几乎全用作食用，我国大部分加工成盐溃品出口日本。国大部分加工成盐溃品出口日本。巨藻：是提取褐藻胶的重要原料，也是提取其巨藻：是提取褐藻胶的重要原料，也是提取其他化学药品、药品及甘露醇的原料。我国的巨他化学药品、药品及甘露醇的原料。我国的巨藻是由墨西哥、美国引进，为我国海藻增加了藻是由墨西哥、
11、美国引进，为我国海藻增加了新种类。巨藻个体较大，在我国生长的巨藻长新种类。巨藻个体较大，在我国生长的巨藻长达达20m，在国外可达，在国外可达60m以上，喜着生与水以上，喜着生与水涤流大的海区。涤流大的海区。马尾藻：褐藻门、鹿马尾藻：褐藻门、鹿角菜目，马尾藻科。角菜目，马尾藻科。是温带暖海藻，藻体是温带暖海藻，藻体大，高度一般超过大，高度一般超过1m。可提取褐藻胶、甘露可提取褐藻胶、甘露醇和碘，我国早期的醇和碘，我国早期的制碘工业即丛马尾藻制碘工业即丛马尾藻为原料从其中提取为原料从其中提取的褐藻胶的粘度比较的褐藻胶的粘度比较低，色泽也深，逐渐低，色泽也深，逐渐被海带所取代。被海带所取代。褐藻胶的
12、应用纺织印染工业：纺织印染工业：褐藻酸钠粘度大，毛细管上升性小，作为棉纺、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酸钠用作活性染料色浆，优于粮食淀粉和其它浆科，给色量高，线条轮廓清晰，颜色均匀，浆科，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。是近成品柔软，富有弹性，手感好，易浆洗。是近代印
13、染业的晨佳浆科。代印染业的晨佳浆科。食品应用：主要的食品添加剂，如作稳定剂，增稠剂，主要的食品添加剂，如作稳定剂，增稠剂，黏合剂。添加剂，可起到增加面粉中的面黏合剂。添加剂，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，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。能减少断头，耐重，不浑汤。医药方面1、有利于胆固醇排出体外，能延缓食品通过、有利于胆固醇排出体外，能延缓食品通过肠道的时间；肠道的时间；2、褐藻酸钠可溶性纤维，能缓
14、解或改变营养、褐藻酸钠可溶性纤维，能缓解或改变营养物质的消化吸收，减少碳水化合物的攥入量。物质的消化吸收，减少碳水化合物的攥入量。可做可做“低能食品低能食品”，并具降糖减肥的作用。，并具降糖减肥的作用。3、具降血压，抗血液凝结，抑制血小板凝聚、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，对治疗白血病有的作用，并降低血液粘稠度，对治疗白血病有一定疗效。一定疗效。4、用褐藻酸钠制作代血浆，浓度低，粘度高，、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。况下的救护，无需验血。5、古罗糠醛酸
15、对核爆炸释放的有毒的半、古罗糠醛酸对核爆炸释放的有毒的半衰期长的锶一衰期长的锶一90有排出作用。有排出作用。6、可用来作止血棉，止血纱布，烫伤、可用来作止血棉，止血纱布，烫伤纱布等。纱布等。7、可吸收胆盐，增加粪中胆盐的排出，、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，缩小机体的胆固醇含量，降低血脂浓度，故可作为故可作为 肥胖症，糖尿病，直肠结肠癌，肥胖症，糖尿病，直肠结肠癌，习，惯性便秘患者的疗效食品。习，惯性便秘患者的疗效食品。日用化工方面：牙膏、牙粉、洗涤剂、作日用化工方面：牙膏、牙粉、洗涤剂、作增稠剂，乳化剂、发泡剂；增稠剂，乳化剂、发泡剂；其它方面：褐藻酸钠
16、还可作纸上浆剂，铸其它方面：褐藻酸钠还可作纸上浆剂，铸造翻砂，鱼虾饵科的黏台剂、杀虫剂造翻砂，鱼虾饵科的黏台剂、杀虫剂(农农药的缓释剂药的缓释剂)树脂染料，照相胶片等。水树脂染料，照相胶片等。水处理种子处理。处理种子处理。三、绿藻多糖绿藻自古以来就被食用，但工业化较少。绿藻自古以来就被食用，但工业化较少。在绿藻水溶性多糖中普遍存在木糖和鼠在绿藻水溶性多糖中普遍存在木糖和鼠李糖。李糖。除含有中性聚糖外，还含有大量的水溶除含有中性聚糖外，还含有大量的水溶性硫酸多糖，这些糖结构复杂，糖组分性硫酸多糖，这些糖结构复杂，糖组分种类多，成为杂多糖。种类多，成为杂多糖。第三节 海藻提取物定义：海藻以定义：海
17、藻以6075乙醇提取，除乙醇提取，除去大分子蛋白质、核酸、多糖以及脂质得去大分子蛋白质、核酸、多糖以及脂质得到含氮的低分子物质如游离氨基酸、结合到含氮的低分子物质如游离氨基酸、结合氨基酸、核苷酸、生物碱、磺酸以及有机氨基酸、核苷酸、生物碱、磺酸以及有机酸、无机盐等低分子物质的统称。酸、无机盐等低分子物质的统称。一、游离氨基酸与结合氨基酸一、游离氨基酸与结合氨基酸二、海藻中的特殊氨基酸二、海藻中的特殊氨基酸三、海藻中核苷酸物质三、海藻中核苷酸物质四、海藻中无机碱四、海藻中无机碱一、游离氨基酸与结合氨基酸海藻提取物的含氮量因海藻种类不同而海藻提取物的含氮量因海藻种类不同而显著差异，提取物的显著差异
18、，提取物的4070是游离是游离氨基酸和结合氨基酸。氨基酸和结合氨基酸。海带中游离氨基酸总含量中海带中游离氨基酸总含量中Glu和和Asp含含量变化范围很大。其总含量主要由这两量变化范围很大。其总含量主要由这两种氨基酸决定的。种氨基酸决定的。因为还带中的其他氨基酸都是从因为还带中的其他氨基酸都是从Glu和和Asp经过氨基酸转移作用形成的。经过氨基酸转移作用形成的。二、海藻中的特殊氨基酸三、海藻中的核苷酸物质海藻中海藻中70提取物中的核苷酸均为大分提取物中的核苷酸均为大分子核酸的构成物质，或是大分子多糖转子核酸的构成物质，或是大分子多糖转化的基础单位。化的基础单位。四、海藻中的有机碱第四节 海藻中的
19、脂类物质海藻脂肪酸的组成海藻中海藻中1 6碳、碳、18碳、碳、20碳系列不饱和碳系列不饱和脂肪酸占总脂肪酸脂肪酸占总脂肪酸70以上。以上。不同碳数脂肪酸，以红藻、褐藻、绿藻不同碳数脂肪酸，以红藻、褐藻、绿藻到海草的顺序，到海草的顺序，20碳脂肪酸含量逐渐降碳脂肪酸含量逐渐降低，低，18碳脂肪酸含量逐渐增高。碳脂肪酸含量逐渐增高。红藻脂肪酸特点：红藻脂肪酸特点：C20：4(n6)和和C20：5(n3)褐藻脂肪酸特点：褐藻脂肪酸特点：C18：2(n6)、C18：3(n6)、C18：3(n3)、C18：4(n3)、C20：4(n6)和和C20：5(n3)绿藻脂肪酸特点：绿藻脂肪酸特点：C16：3(n
20、3)、C16：4(n3)、C18：2(n6)、C13：3(n6)、C18：3(n3)和和C18：4(n3)海藻极性脂质含有糖基的糖脂如含有糖基的糖脂如MGDG、DGDG、SQDG;磷脂如磷脂如PC、PE、PG、PS、PI、SPI既不含糖基也不含磷的特殊极性脂，如二既不含糖基也不含磷的特殊极性脂，如二酰甘油羟甲基三甲基酰甘油羟甲基三甲基-丙氨酸丙氨酸DGTA、二、二酰甘油三甲基溶血丝氨酸酰甘油三甲基溶血丝氨酸DGTS。第五节 海藻色素所有海藻都含有叶绿素所有海藻都含有叶绿素a，其他色素如叶，其他色素如叶绿素绿素b、c、d和类胡萝卜素、藻胆色素和类胡萝卜素、藻胆色素均为辅助色素。均为辅助色素。一、
21、叶绿素一、叶绿素二、海藻中的类胡萝卜素二、海藻中的类胡萝卜素三、海藻中的藻胆蛋白三、海藻中的藻胆蛋白一、叶绿素二、海藻中的类胡萝卜素三、海藻中的藻蛋蛋白第六节 海藻中的其他成分一、海藻中的无机元素一、海藻中的无机元素二、海藻中的维生素二、海藻中的维生素三、海藻中萜类化合物三、海藻中萜类化合物四、海藻中多酚类化合物四、海藻中多酚类化合物一、海藻中的无机元素1、含有海水中所有的无机元素、含有海水中所有的无机元素2、有将海水中元素浓缩的能力：微量元素、有将海水中元素浓缩的能力：微量元素Fe的浓缩倍数为的浓缩倍数为1000130000；Cu的浓缩倍数为：的浓缩倍数为：7002800；I的浓缩倍数为：的浓缩倍数为：50060000Mn的浓缩倍数为：的浓缩倍数为：150026000Zn的浓缩倍数为：的浓缩倍数为：7003300Co的浓缩倍数为：的浓缩倍数为：2005000二、海藻中的维生素三、海藻中的萜类化合物四、海藻中的多酚类化合物
