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江蓠漂白液清洗方法对提取琼胶的影响研究



全 文 :2009年 37卷第 3期 广州化工
琼胶广泛用于食品、医药、印染、科研、组培等多方面,在广
东、广西、海南和福建一带以江蓠为主要原料加工而得。琼胶的质
量直接影响琼胶的使用效果及其市场价格,是决定生产企业经济
效益的最根本原因。科研工作者非常注重江蓠生产琼胶生产工艺
的研究,特别是江蓠生产琼脂中对产品质量有较大影响的碱处理
及漂白工序,赵谋明等研究了碱处理对江蓠琼胶出胶率、性质和
化学组成影响,提出了最佳工艺条件[1,2],吴燕燕、司马发、赵谋明、
蔡鹰等[3- 6]对琼脂的漂白机理及应用进行了研究,已经形成了较为
成熟的生产工艺。但在具体生产的细节上,由于漂白后清洗方法
不当或生产控制不严,在不少琼脂生产企业出现了漂白液清洗时
间长、清洗不均匀等情况,导致江蓠提胶率大幅降低,造成资源浪
费,同时也造成琼胶凝胶强度下降,影响了产品质量。
针对生产中普遍存在漂白液清洗不当的问题,本文试图探讨
清洗方式与江蓠破碎率、提胶率和凝胶强度的因应关系,解决漂
白后工艺不当影响产品质量的问题,这对增加江蓠的利用率,减
少耗水量,提高琼胶产品质量具有现实意义。
1 材料与设备
1.1 实验材料与试剂
细基江蓠繁枝变型,产自雷州半岛。NaClO,HCl,H2C2O4(化
学纯)。
1.2 设备
目前大部分生产企业所用漂白池及其供、排水达不到快速、
均匀清洗的要求,根据江蓠漂白的特点和工艺要求,设计了新的
漂白池和供、排水方式,如图 1所示。
1.3 产品指标测定
(1)江蓠及产品白度测定:目测比色
(2) 凝胶强度的测定:1%琼胶加热溶解,20℃下放置 12 h,
用水压式凝胶强度测定仪测定(专利号:ZL 02 2 71486.3)[8]。
(3) 提胶率的测定:提胶率=(产品重量 /江蓠重量)×
江蓠漂白液清洗方法对提取琼胶的影响研究
黄家康,蔡 鹰,李思东,杨 磊,吴海燕,刘生利
(广东海洋大学理学院,广东 湛江 524088)
摘 要 : 针对江蓠琼胶加工过程中漂白液清洗不当造成的质量不稳定问题,探讨了清洗方式与江蓠、提胶率和凝胶强度的因应
关系,提出了反冲和喷淋相结合的清洗方法,研究结果表明,采用这一方法,在其他工艺条件相同的情况下,可以显著提高提胶率和产
品凝胶强度。
关键词:江蓠;琼胶;漂白;清洗
Study on the Effect of Gracilaria Rinsing Method after
Bleaching to the Extraction of Agar
HUANG Jia-kang, CAI Ying, LI Si-dong, YANG Lei, WU Hai-yan, LIU Sheng-li
(College of Science, Guangdong Ocean University, Guangdong Zhanjiang 524088, China)
Abstract: Aims at solving the problem of the quality instability caused by the improper rinsing method in processing of
agar from Gracilaria, the relationship of the broken ratio of Gracilaria with the ratio of gel extraction, gel strength and rinsing
method were investigated. A rinsing method combining counter- rinsing with spraying was tested. The results showed that the
ratio of gel extraction and gel strength were obviously improved by the rinsingmethod, under the same conditions.
Key words: Gracilaria; agar; bleaching; rinsing
作者简介:黄家康(1964-),男,广西人,工程师,研究方向为水产品深加工。E- mail:huangjk@gdou.edu.cn。
蔡鹰,教授级高级工程师。E- mail: caiy@gdou.edu.cn。
图 1 漂白池
91· ·
广州化工 2009年 37卷第 3期
100%。
(4)江蓠破碎率:江蓠经离心脱水,称重,置水池中,用孔径
1.5cm×1.5cm(目)的筛网过筛,然后用 80目滤网收集江蓠断枝、
碎片,离心脱水称重。破碎率=(断枝、碎片重量 /江蓠重量)×
100%。
2 方法
通用的江蓠生产琼胶的工艺流程:
碱处理后的江蓠→酸化→漂白→清洗、浸泡—→加热提胶
2.1 江蓠藻的碱处理
将江蓠藻置于 65℃的 28%NaOH溶液中,浸泡 16 h,取出,水
洗至中性备用。
2.2 酸化与漂白
将碱处理后的江蓠投入浓度 0.3%的 HCl酸化液浸泡 5min,
滤去酸化液,水洗一次,加入有效氯为 0.06%的 NaClO浸泡漂白
10min,用水清洗、加入浓度 0.08% H2C2O4的溶液进行再次浸泡
5min,排掉溶液、清洗,漂白清洗池的江蓠高度约 80cm。
在漂白后的江蓠面上、中部、最底层每层提取 4个江蓠样品,
计算平均破碎率;清洗、浸泡至 pH6.5左右,然后加 20倍水加热
提胶。
3 结果与讨论
3.1 直冲清洗对产品质量的影响
生产企业目前一般都是将漂白后的江蓠置于清洗池内,铺厚
80cm,采用从江蓠顶部加水、底部排水的清洗方式。针对这种做法,
对同一池江蓠不同层面的产品的质量进行对比实验。结果见表 1。
从表 1可知,从江蓠上部直接加水清洗的方式,同一池江蓠
不同层面的漂白和提胶效果,有较大的差别。从池面到池底,每层
江蓠的平均破碎率,呈现从低向高的变化趋势。池底的平均破碎
率 21.3%,较池面的破碎率高达 3倍多。产品凝胶强度,呈现从高
向低变化的趋势,池面的凝胶强度较池底的凝胶强度高达 63%。
在实验条件下,提胶率以中间层为高,池底为低,两者相差
52.9%。这是由于在漂白清洗池排放水的过程中,池面江蓠受酸化
液、漂白液浸泡的时间最短,在加水清洗时,池面江蓠所含的酸化
液、漂白液又第一时间得到冲洗,江蓠藻体就保持的比较完好,受
酸化液和漂白液的负影响较少。中间层酸化的情况比较好,使提
胶率最高。而池面以下各层江蓠受浸泡的时间总是较上一层次江
蓠浸泡的时间长,其酸化和漂白的时间也相对长,江蓠所含的琼
胶多糖分子受到的负影响相对要大。原漂白池的结构,其排水速
度慢、底层水排不干净,池底江蓠总是处于浸泡的状态,故江蓠断
掉形成碎片的现象就较其它层面的明显,被酸化、降解的琼胶多
糖分子使产品凝胶强度大幅下降,同时导致部分胶体分子,随水
流失,降低提胶率。
整池江蓠一起提胶,结果提胶率为 13.2%,比上、中层的提胶
率都低,凝胶强度 557 g /cm2,较上、中层的差。由此可看出不当的
清洗方法对最终产品质量的不利影响是很大的。
3.2 反冲清洗方法对产品质量的影响
反冲清洗与直接清洗方法不同,其冲洗方法如下:池面通过
喷淋装置,向整个池面的江蓠均匀喷水,池底部及四周布满孔径
的隔板与池底保持 10cm宽的距离,反冲清洗水从底部压入,经
池四周布满孔径的隔板排出。通过这样的设计,可以达到加水均
匀和排水迅速的效果,解决了漂白池底部江蓠清洗不及时和排水
后仍然受到酸、漂白液浸泡而受到伤害的问题。设计总加水速度
为 10升 /秒,其中上层喷淋速度 3升 /秒、反冲速度 7升 /秒左
右。实验结果见表 2。
实验结果表明,以反冲清洗的方式进行清洗,漂白后各层面
的江蓠手感和颜色没有明显的差别,破碎率、提胶率和凝胶强度
的差距明显缩小,总体的提胶效果较好。这是由于采用反冲加水
清洗时,冲洗水压对江蓠有一向上的冲力,使江蓠漂浮疏松,冲洗
水能较均匀通过江蓠层,使得清洗均匀、干净,不但江蓠藻体本身
所含的酸液得到及时稀释,减少对江蓠的酸化伤害,还使得池底
的水基本能及时排净。因此,池底江蓠的破碎率降低,产品凝胶强
度提高。池面上的江蓠采用喷淋加水,清洗比较均匀和柔和。相比
较同一池江蓠不同层的产品质量,其凝胶强度相差不大。最终产
品的提胶率及凝胶强度比较理想,分别为 14.8%、648 g /cm2,比
3.1的结果好。
3.3 清洗液不同速度排放对产品质量的影响
在实际生产中,不同加水速度对漂白效果有一定的影响,但
考虑到生产的实际情况和设备投资不宜太大,盲目增大加水速度
没有必要,因此,在此暂不探讨加水速度的影响。
现设定加水速度为 10L/s,其中上部速度喷淋 3L/s、反冲速度
7L/s,将开始排放清洗液至基本排放干净开始加水时的时间设计
为 1min、3min、5min,平均排放速度分别为 17L/s、6L/s,3L/s,实验
结果见表 3。
从表 3可以看到,在其它工艺条件相同的情况下,清洗液排
放速度对提胶效果有较大的影响:清洗液排放得越快,平均破碎
率越低,提胶凝胶强度越高;清洗液排放的时间越长,江蓠破碎率
越高,凝胶强度就越低;而提胶率随着排放时间的变化,先由低向
高变化,到一定程度又由最高向低变化。这是由于清洗液排放得
快,江蓠藻体浸泡、酸化的时间就短,受到影响就小,江蓠破碎率
就低,其产品凝胶强度就高。反之,清洗液排放的时间越长,江蓠
表 1 不同层面江蓠漂白和提胶的效果比较
取样位置 漂白后江蓠平
均破碎率 /%
漂白后江
蓠手感
漂白后江
蓠颜色
提胶
率 /%
凝胶强度
/(g·cm-2)
软、较易烂
软、较易烂
软、极易烂
白色微黄
白色微黄
白色微黄
13.6
15.9
10.4
13.2
658
612
403
557
7.0
12.7
23.3



整池产品平均质量
取样位置 漂白后江蓠平
均破碎率 /%
漂白后江
蓠手感
漂白后江
蓠颜色
提胶
率 /%
凝胶强度
/(g·cm-2)
软、易烂
软、易烂
软、易烂
白色微黄
白色微黄
白色微黄



整池产品平均质量
表 2 反冲清洗方法和配套设备对江蓠提取琼胶质量的影响
8.1
9.6
12.3
14.3
15.6
13.8
14.8
670
655
583
648
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2009年 37卷第 3期 广州化工
表 3 清洗液不同排放速度对各层次江蓠琼胶的提取效果
取样位置 漂白后江蓠平
均破碎率 /%
漂白后江
蓠手感
漂白后江
蓠颜色
提胶率 /%
凝胶强度
/(g·cm-2)
软、易烂
软、易烂
软、易烂
白色微黄
白色微黄
白色微黄



清洗液排放
速度 /(L/s)
17
整池产品最终质量
7.8
8.1
9.3
13.2
13.7
14.3
13.8
667
650
630
642
6
整池产品最终质量



7.6
9.5
11.2
软、易烂
软、易烂
软、易烂
白色微黄
白色
白色
14.1
14.5
14.6
14.5
655
645
590
610
3
整池产品最终质量
9.3
12.4
16.1



软、易烂
软、极易烂
软、极易烂
白色微黄
白色
白色
620
597
563
585
14.6
13.2
13.3
13.3
藻体浸泡、酸化的时间越长,受到的伤害越大,江蓠破碎率越高和
越易出胶,凝胶强度越低。随着江蓠藻体酸化时间的增加,逐步利
于琼胶分子的提取,但当江蓠藻体浸泡、酸化到一定程度,胶体分
子受到破坏、降解的程度加大,降解后的分子就会溶于水流失,提
胶率也随之降低。
在生产实际应用上,如何做到既能得到高凝胶强度的琼胶产
品,同时又尽可能提高提胶率呢?由实验结果可知,排水速度在
17L/s和 6L/s时对提胶率和凝胶强度的影响差异不大,当排水速
度在 3L/s时影响较明显,破碎率上升、提胶率和凝胶强度下降。
在采用反冲喷淋清洗工艺后,虽然江蓠上下层的平均破碎率稍有
差异,但已明显改善,这种工艺下主要的原因除了酸化液、漂白液
对江蓠影响外,次要的原因是:根据实验观察在排水时有少量江
蓠断枝、碎片随水流流向池底,在一定程度使池底江蓠藻体平均
破碎率上升。综合来看,以排水速度在 6L/s时江蓠漂白处理总体
效果比较理想,在生产实际应用上也比较好掌握。
4 结论
(1) 传统江蓠漂白清洗工艺对同一池江蓠不同高度层的产
品质量、提胶率相差很大。池底部分的江蓠质量受到较大影响。
(2)清洗液排放速度对江蓠漂白效果影响显著,排放速度越
快影响越小,反之越大。
(3)反冲喷淋清洗的效果较理想。同一池江蓠不同层面的产
品质量和提胶率相差不大,最终产品的提胶率及凝胶强度比较高。
(4)采用反冲喷淋清洗工艺提胶,在其它工艺条件相同的情
况下,在生产上清洗液排放时间控制在 3分钟左右为好,其提胶
率和产品凝胶强度最为理想。
(5)在漂白处理过程中,由于强氧化作用和酸性环境,既要
最大限度去除色素,又要最低限度裂解琼脂分子,减少损失,就必
须合理控制漂白液浓度、酸度和漂白时间。本项目的反冲喷淋清
洗工艺已经过中试,结果满意,可应用于生产。
参考文献
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