4 Alginates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
4.1
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
4.2
Occurrence in Nature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4.3
Chemistry of Alginates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.3.1 Polymer Chain Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.3.2 Rheological Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4.3.3 Characterization of Alginate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4.3.4 Decomposition of Alginate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
4.4
Availability of Raw Material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4.5
Extraction of Alginates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
4.5.1 Extraction of Sodium Alginate . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
4.5.2 Method 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.5.3 Method 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.5.4 Method 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.5.5 Extraction of Calcium Alginate and Other Salts of
Alginic Acid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4.5.6 Enzyme Extraction of Alginate . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4.6
Environmental Implications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
4.6.1 Brown Algae Cultivation and the Environment . . . . . 78
4.6.2 Chemicals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4.6.3 Land Use . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4.6.4 Energy Consumption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4.6.5 Water Consumption and Wastewater Generation . . . . 82
4.6.6 Carbon Dioxide Emission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
4.6.7 Solid Waste Generated . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
4.6.8 Diversion of Resource for Alginate Production . . . . . . 83
4.7
Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
4.7.1 Alginates in Food . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
4.7.2 Textiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
4.7.3 Lowering Blood Sugar Level . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
4.7.4 Biomedical Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
4.7.5 Alginate Oligomers and Monomers . . . . . . . . . . . . . . 87
4.7.6 Other Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
4.8
Commercial Production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
4.9
Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
5 Fucoidan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
5.1
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
5.2
Occurrence in Nature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
5.3
Chemistry of Fucoidans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
5.3.1 Degradation of Fucoidan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Contents
ix