藻膠
藻膠
藻膠,是指用各種海藻提取的多糖膠。通常藻膠多指褐藻膠,現在它是褐藻膠、瓊脂、卡拉膠及其衍生物的通稱。海藻膠的最初用途是在食品上,居住在印尼的歐洲人用瓊脂製作果凍和蔬菜凍,後來傳到了歐洲。現在許多食品都採用瓊脂作為增稠劑,如增味牛奶、糖果、果凍、甜點、沙拉、酸奶等。褐藻膠和卡拉膠也廣泛應用於食品工業,它們不會給食品帶來顏色和味道,但卻可以改善食品的粘稠度和質地。
通常,褐藻膠根據其粘度可分為:超低粘度、低粘度、中粘度、高粘度和超高粘度褐藻膠。
超低粘度、低粘度褐藻膠在世界藻膠中佔有重要地位,需求量佔總需量的30~40%,在德國、美國、日本、韓國和國內市場都很大,但由於國內以往無法生產,多年來處於空白地位。高粘度褐藻膠國內至今不能正常生產,僅冬春季北方少數廠能生產少部分,遠不能適應國外的需求。超高粘度膠國內現行的生產工藝難以製取,至今仍屬空白,國外也僅少量製取,但需求量不小。
1881年英國化學家Stanford從海藻中發現了褐藻膠。褐藻膠是從海洋褐藻中提取的天然離分子有機絡合物,是褐藻酸鹽和褐藻酸有機衍生物的統稱,其代表性產品是褐藻酸鈉。褐藻膠系列產品可廣泛應用於食品、醫藥、日化、印紡和其他多種工業領域,已成為世界上一項產值大、用途廣、效益高的暢銷產品。
從制膠原料來看,美國生產褐藻膠的原料主要是巨藻,臣藻為世界性藻類,主要產於智利、墨西哥、美國和澳大利亞等海域,產量很大。例如,智利的產量達10000噸,資源未有效開發利用,僅日本君津在該國原料產地建一小工場,可年可產褐藻膠50噸。墨西哥也高達9000噸,但無褐藻膠廠,資源基本未開發利用,同智利一樣只能低價出售原料。由於巨藻原料的成本低,效益較海帶離。挪威生產褐藻膠的原料主要用泡葉藻、墨角藻。印尼、菲律賓等東南亞國家具有豐富的馬尾藻資源,也很想建褐藻膠廠,但由於馬尾藻制膠工藝及產品質量不如海帶,所以很少廠家用馬尾藻來制膠。
中國生產褐藻膠的原料歷年來均為海帶,因為人工養殖海帶的年產量很高,資源豐富,但原料成本相對較高。現在內國北方也有少數廠家進口巨藻來生產褐藻膠。
從紅藻的麒麟菜、江蘺、沙菜等製取的卡拉膠和瓊脂是近20年發展起來的海藻工業,但其產業規模較小,有待改進和發展。卡拉膠有K、L等型號,但內國只能生產K型卡拉膠。中國南方的卡拉膠和瓊脂的生產很多還是家庭式、小規模、手工作坊式的生產,它們生產的產品質量不高,只能低價出口或內銷,國外再將這些初加工產品精製,成為高值產品。而在生產這些初級藻膠產品時,卻要經受原料採集、資源耗費、環境污染、費時費力和效益低的沉重代價。
從生產工藝來看,自發現褐藻膠一百多年來,美、英、日、挪、法等世界各國的生產工藝,基本上仍用純鹼(Na2C03)消化工藝。至今國內也是沿用鹼消化舊工藝生產中粘度類的褐藻酸鈉,即褐藻膠產品的90%以上是褐藻酸鈉,其粘度規格90%以上屬中粘度。由於品種單一,質量欠優,遠不能適應出口和內銷對褐藻膠多品種、多規格的大量需求,至今中國出口膠雖每年萬多噸,但其品種和粘度規格仍朱突破這種單一局面。
隨著海藻酸鈉應用領域的不斷擴大,要求使用高純度海藻酸鈉的用戶越來越多。但因生產工藝落後,產品純度遠遠達不到國內外客戶的要求。比如,隨著印染、印花行業的飛速發展,對糊料的要求越來越高,而各種高檔織物印花均需高純度的海藻酸鈉來充當糊料,據統計,國內外每年大約需要高純度海藻酸鈉1000多噸。同時,由於國內外每年用於高檔食品的高純度海藻酸鈉約4000噸。所以僅上述兩個行業每年需求高純度海藻酸鈉約5000噸,其市場潛力很大。
褐藻膠 (Alginate) | 巨藻屬 海帶屬 馬尾藻屬 囊葉藻屬 | 紡織品(彎曲成形或硬挺)、 |
(Agar) | 翼枝菜屬 龍鬚菜屬 | 微生物培養基、 紡織工業、造紙、釀酒之澄清劑、超微切片輔助劑、分析研究(電泳)、 醫藥(胃腸不適、膠囊製作等) |
角叉藻聚醣 (Carrageenan) | 角叉藻屬 杉藻屬 | 食品工業(果凍、果醬、沙拉醬、食品罐頭之穩定劑、凝膠劑)、 化妝品、醫藥工業(藥丸打粒、膏基、膠囊、胃腸不適等)、 油漆等 |
帚叉藻聚醣 (Furcellaran) | 帚叉藻屬 | 制酪業 |
布糊 (Funoran) | 海蘿屬 | 造紙業、紡織工業 |
紫菜聚醣 (Porphyran) | 紫菜屬 | 粘劑 |
美國、日本生產的褐藻膠的售價為5500—8000美元/噸,挪威、法國膠為5000~7000美元/噸,中國出口膠由於質量欠優,售價只有3500~5000美元/噸,內銷膠價為2.O~4.0萬元(人民幣)/噸(此價隨海帶原料價等因素而波動)。
經過多年研究和市場調查,中國海藻膠工業生產的主要問題是:
生產工藝落後,耗水耗能嚴重,污染大:這是制約海藻工業發展的關鍵因素之一;原鹼消化舊工藝已嚴重不適應現代工業生產和市場的需求。原鹼消化工藝耗電耗水量大,1噸成品海藻酸鈉需用約1000噸水,而且對水質的要求高,加上國內廠家主要分佈在海島,用水用電成了導致成本高的主要因素。同時由於有大量工業廢水要處理,對環境污染嚴重,已難適應環保要求。如果加上廢水處理的投入,國內藻膠生產根本無法盈利。
產品種類單一、質量低、效益低,很難與國外同類產品竟價。由於目前國內幾乎所有廠家都是沿用舊工藝生產中粘度膠,其售價在幾類褐藻膠中是最低的,加上生產成本高,質量欠優,競爭激烈,效益不理想,已不能適應出口和內銷的需求。
原料成本較高:生產褐藻膠的主要原料是海帶,生產卡拉膠和瓊脂的原料為江蘺、麒麟萊、沙萊等,由於原料多為人工養殖,成本較高。
由於這些原因,中國現在的很多海藻膠生產廠家實際上處於虧損狀態。
[1]中科院地理科學與與資源研究所 http://www.igsnrr.ac.cn/menu12/xiaobaike1.jsp?id=1254