Dannelsen af geler fra natriumalginat påvirkes af fem faktorer: typen af natriumalginat, typen af kalciumkilde, kalciumchelatoren, temperaturen og pH-værdien [1, 2].

Type af natriumalginat

Indholdet af guluronsyre (G-enhed) og viskositeten af natriumalginat påvirker geleringseffekten. Indholdet af G-enhed i forskellige typer natriumalginat er forskelligt, og det kan kendes fra princippet om geldannelse mellem natriumalginat og Ca2+, at G-enheden spiller en stor rolle i gelering, så andelen af G-enhed i natriumalginatmolekylet er en vigtig faktor, der påvirker geleringseffekten.

Gelerne fremstillet med natriumalginat af høj G-type er stive og skøre med god termisk stabilitet, mens gelerne dannet med natriumalginat af høj M-type har dårlig mekanisk styrke, men god elasticitet.

Viskositeten af natriumalginatopløsningen varierede med molekylvægten af natriumalginat ved samme koncentration. Jo højere polymerisationsgraden af natriumalginat er, jo højere er molekylvægten, og jo højere er viskositeten ved samme koncentration. Polymerisationsgraden af natriumalginat kan styres ved at kontrollere ekstraktionsprocessen for at producere natriumalginat med forskellige viskositeter [3].

Jo længere molekylær kæde af natriumalginatmolekyler i dannelsen af gelen vil være tættere kombineret, hvilket afspejler, at gelens mekaniske styrke også er større.

Type af kalciumkilde

Calciumalginatgeler fremstilles på forskellige måder afhængigt af typen af calciumkilde. Den første er calciumsalte med god opløselighed ved neutral pH, som f.eks. calciumklorid og calciumlaktat.

Traditionel Ca2 + tværbinding af natriumalginat til dannelse af en gel valgt tværbindingsmiddel er generelt calciumchlorid, brugen af calciumchlorids største ulempe er, at gelhastigheden er for hurtig, og Ca2 + kontakt til natriumalginatopløsningen straks dannet en gel, blokering af den efterfølgende gelreaktion forekommer, hvilket resulterer i, at natriumalginatkonverteringshastigheden er en gradient, kan ikke få en god tredimensionel struktur af den ensartede gel [2].

En anden type calciumsalt med dårlig opløselighed er calciumsulfat, som f.eks. calciumsulfat, der har lav opløselighed i vand. Calciumsulfat er uopløseligt i vand og opløses langsomt i vand, hvilket kan give lidt tid til opløsning af natriumalginatmolekyler, men opløsningshastigheden for calciumsulfat er stadig hurtigere end natriumalginat i sammenligning, hvis natriumalginat og calciumsulfatpulver opløses sammen, vil Ca2+ og natriumalginat, der opløses først, danne en gel for at blokere den efterfølgende geleringsreaktion. Den gel, der produceres ved denne metode, er ikke ensartet, og gelstyrken er ikke høj.

Desuden påvirker mængden af tilsat calcium også gelens effekt. Efterhånden som koncentrationen af natriumalginat øges, forbedres dens vandholdende kapacitet, elastiske sejhed og gelstyrke gradvist. Hovedsageligt når calciumionkoncentrationen er sikker, er lav koncentration af natriumalginat, natriumalginat og calciumionudveksling ufuldstændig, dannelsen af gelkroppen er svag, styrken er lille; koncentrationen øges, der er tilstrækkelig natriumalginat og calciumionudveksling, dannelsen af calciumalginat rumnetværksstruktur tæt, og natriumalginatmakromolekyler interagerer med hinanden for at styrke vandholdingsevnen for at forbedre gelstyrken, elastisk sejhed og også bedre.

Chelatdannende middel til calciumioner

Calciumionchelator kan chelatere Ca2+ i vandet, så det ikke kan kombineres med natriumalginat, og kontrollere geldannelseshastigheden ved at konkurrere med natriumalginat om Ca2+, så natriumalginatet har tilstrækkelig tid til at opløses, hvilket effektivt kan forbedre gelens kvalitet. Ulempen ved denne metode er, at der skal indføres et chelateringsmiddel, og det resulterer i spild af Ca2+ , hvilket øger doseringen af tilsætningsstoffer og reducerer effektiviteten.

Temperatur

Temperaturen har en indirekte effekt på natriumalginats geldannelsesproces. Forøgelse af systemets reaktionstemperatur kan fremskynde opløsningshastigheden af calciumsalt og natriumalginat, øge intensiteten af molekylær bevægelse i systemet og fremskynde kombinationen af Ca2 + med natriumalginatmolekyler og dermed fremskynde geleringsprocessen. Men når systemets temperatur overskrider en vis grænse, vil geleringsprocessen ikke finde sted [2].

Alginat har en metode til geldannelse ved afkøling og kondensering, som involverer opløsning af natriumalginat, syre, calciumsalt og chelateringsmiddel, der bruges til at forberede gelen sammen i varmt vand, og derefter afkøling af opløsningen for at danne en gel. Selv om natriumalginatopløsningen er kommet i kontakt med Ca2+, når den er opløst i varmt vand, kan den ikke kombineres med Ca2+, når der er mere varmeenergi i kæden af natriumalginatmolekyler, og natriumalginatmolekylerne kan kun reagere med Ca2+ og danne en gel, når opløsningen afkøles til en bestemt temperatur.

Selvom natriumalginat ikke er i stand til at danne en gel ved høje temperaturer, er gelen termisk irreversibel, når der dannes en alginatgel, og den kan bevare sin fysiske form ved høje temperaturer.

pH-værdi

Tilsætning af sure stoffer for at reducere systemets pH-værdi kan få nogle calciumsalte, der er uopløselige under neutrale og alkaliske forhold, til at blive omdannet til calciumsalte med bedre opløselighed, såsom at blande calciumhydrogenphosphat med natriumalginat i vand og derefter tilsætte mælkesyre, det uopløselige calciumcarbonat kan reagere for at producere calciumbicarbonat eller calciumlactat med relativt god opløselighed og dermed frigive Ca2+ og danne en gel med natriumalginatopløsning [2].