海藻酸钠的凝胶原理是什么？

海藻酸钠遇到钙离子可迅速发生离子交换，生成凝胶。利用这种性质，将海藻酸盐溶液滴入含有钙离子的水溶液中可产生海藻酸钙胶球，使用喷嘴，可制造出凝胶纤维；

将含有钙离子的水溶液加入海藻酸盐溶液，可生成凝胶冻。 海藻酸钠与钙离子形成的凝胶具有热不可逆性。

扩展资料：

海藻酸钠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，其分子由β-D-甘露糖醛酸（β-D-mannuronic，M）和α-L-古洛糖醛酸（α-L-guluronic，G）按（1→4）键连接而成。海藻酸钠的水溶液具有较高的黏度，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年就已被收入美国药典。海藻酸钠含有大量的—COO－，在水溶液中可表现出聚阴离子行为，具有一定的黏附性，可用作治疗黏膜组织的 药物载体。

在酸性条件下，—COO－转变成—COOH，电离度降低，海藻酸钠的亲水性降低，分子链收缩，pH值增加时，—COOH基团不断地解离，海藻酸钠的亲水性增加，分子链伸展。

因此，海藻酸钠具有明显的pH敏感性。海藻酸钠可以在极其温和的条件下快速形成凝胶，当有Ca2+、Sr2+等阳离子存在时，G单元上的Na+与二价阳离子发生离子交换反应，G单元堆积形成交联网络结构，从而形成水凝胶。

海藻酸钠形成凝胶的条件温和，这可以避免敏感性药物、蛋白质、细胞和酶等活性物质的失活。由于这些优良的特性，海藻酸钠已经在食品工业和医药领域得到了广泛应用。

优势

海藻酸钠作为饮料和乳品的增稠剂，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Ca。可以大大提高海藻酸钠的黏度。

海藻酸钠是冰激凌等冷饮的高档稳定剂，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%。

海藻酸钠作为乳制品及饮料的稳定剂，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。

参考资料：百度百科—海藻酸钠

海藻酸钠是一种线性高分子，有三个链段通过糖苷键连接而成，分子每个结构单元中有两个仲羟基，这些仲羟基都具有醇羟基的反应性能。

当有Ca2+、Sr2+等阳离子存在时，G单元上的Na+与二价阳离子发生离子交换反应，G单元堆积形成交联网络结构，从而形成水凝胶。

海藻酸钠形成凝胶的条件温和，这可以避免敏感性药物、蛋白质、细胞和酶等活性物质的失活。由于这些优良的特性，海藻酸钠已经在食品工业和医药领域得到了广泛应用。

在酸性条件下，—COO－转变成—COOH，电离度降低，海藻酸钠的亲水性降低，分子链收缩，pH值增加时，—COOH基团不断地解离，海藻酸钠的亲水性增加，分子链伸展。因此，海藻酸钠具有明显的pH敏感性。海藻酸钠可以在极其温和的条件下快速形成凝胶。

以上内容参考：百度百科-海藻酸钠

海藻酸钠水溶液的黏度与溶液浓度成指数关系。在浓度很低的时候，水溶液中的海藻酸钠分子可以充分舒展，溶液的黏度与分子本身的相对分子质量及刚性有关。而当浓度增大时，大分子之间开始缠结，加剧了黏度的增加。海藻酸钠溶液黏度与浓度的依赖性关系与聚合物溶液临界交叠浓度的理论是一致的。如果把黏度与浓度的对数，lgη和lgс化成线的话，则在浓度达到一定值时，二者开始遵从线性关系，这时的浓度为聚合物开始相互穿插交叠的浓度，即临界浓度c*。低于临界浓度c*时，海藻酸钠分子在溶液中是分离的，表现出低黏度；而当高于临界浓度c*时，海藻酸钠大分子互现穿插，分子之间范德华力以及氢键作用等导致海藻酸钠溶液黏度急剧增大，继续增大溶液浓度最终形成网络结构的凝胶。

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