全 文 ：第 1 0卷 第 4期
拍 6 8年 2 1月
水 产 学 报
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江篱琼胶生产工艺中
稀碱处理新方法的研究 ’
王 铭 和
(湛江水产学院 )
提要 本文提出了以酒精一水稀碱溶液处理原料江禽以制造琼胶的新方法 。溶浓由酒精 、水
和氢氧化钠组成 ,其中酒精 (工业用 )与水的体积比约为 4 : 1 ,氢氧化钠的浓度为 2一 6男 (W /V ) ,
以 3一 4苏为最好 。 不论千湿原料 , 经此种溶浪在 78 一 8。 · G加热处理 3 小时或在较低的温度下
处理较长时间 , 所制琼胶的产率和凝胶强度都比一般用碱的水溶液处理的工艺高 。
主题词 琼胶 、 江禽 、 藻类加工
琼胶 ( ag 时 )是 由红藻类海藻中提取的多糖类物质 , 其主要原料为石花菜 ( G咖d i u m )
和江首 ( G r朗 il ar 认 ) 。 但江茜与石花菜不同 ,经酸处理后直接煮胶 ,所得琼胶的凝胶强度极
低 ,不适合于工业和医药等方面使用 。 因此江茜必须首先经过碱处理 , 其产品才有使用价
值 。 碱处理方法的好坏 ,对琼胶的产率和质量有极重要影响 。
国内外对碱处理方法作过许多研究 。六十年代纪明侯 、史升耀等人开始研究江篙的碱
处理 ,他们用 。 . 0 25 一 2% 的氢氧化钠溶液处理江莆 (仔 , 蜘~ 。啊 )川 , 使琼胶的凝胶强度由 1 2 5 9 / c m , 提高到 53 3 9 /。m , (琼胶浓度为 1终 ) , 但产率由 17 . 1% 下降到 9 . 5哪 , 未能
用于工业生产 。 后来史升耀与唐湛祥首先研究成功了 “ 高浓度冷碱处理 法 ” ￡, , , 用 波梅
( eB
,
) 35
。 的 N a 0 H 溶液在室温条件下长时间浸泡北海江篱 , 使产品的凝胶强度 由 40 一
1 009 c/ m
, 提高到 7 1 5 9 / 。m , (琼胶浓度为 1哪 ) , 产率上升到 26 . 7% 。 在此基础上 , 广东
水产制 品厂开始 了优质江黄琼胶的工业性生产 。 19 8 0 年湛江水产学院江首加 工研 究 小
组 , 研究成功了 “ 中温浓碱法高强度江茸琼胶制造工 艺 ” ` 1 , , 用 40 肠 的 N a O H 溶 液 在
6 o0 C温度下处理电白细基江蔺 1 6一 20 小时 , 产品的凝胶强度达到 1 0 0 0一 1 7 0 0 9 /咖 , (琼
胶浓度为 1 . 5拓 ) , 琼胶的平均产率为 29 % , 大大缩短了生产周期 。 但上述两个方法的共
同缺点是碱的浓度高 , 碱耗量大 , 操作不安全 , 对环境的污染严重 。 1 9 8 1 年王铭和等用
正交设计对海南岛细基江营繁枝变形 (前称为红江篱 、 细江首 )进行了研究 , 得出用 10 形
的 N o O H 溶液在 10 O C温度下处理 l 小时 , 可以达到与 “ 中温浓碱法 ” 相似的效果 (该资
料已在 1 9 8 2 年夏季广东藻类学会年会后散发 》 ,但这种稀碱工艺只适合于藻体较坚硬 ,能
经受较强酸 、碱处理的上述品种 。 对于含胶量较高的优质江篱则不适用 ,而且所用碱的浓
李素云同志协助实验工作的进行 ,钟闺涛和张秀清同志参加了部分工作 ;本文承曾呈奎 、 纪明侯 、陈修白 、 骆
肇莞四位教授审阅 ,作者深表谢意 。
( l) 江俄加工研究小组 , 1 0 8 1 。 高强度江两琼胶制造工艺的研究。 湛江水产学院学报 , 1 : 1争 2 4 、
水 产 学 报 1 0卷
度仍较高 。
以上各种处理法所用 的碱液均为氢氧化钠的水溶液 。 以氢氧化钠的稀水溶液处理江
篱时 ,往往有一部分胶质溶解于水而流失 ,碱的浓度越低流失越多 , 因此 ,稀碱法在国内一
直未能采用 ,但目前国外在工业上多采用稀碱法 , 有的用 1一 2拓 (W / V )的 N o O H 溶液
( 0
.
2 5一 0 ` S N N , O H )在 8 0一 9 0 , C处理 3一5 小时 [`二 , 有的用 4一 6% 的 N a 0 H 在 8 5 , C 处
理 3 小时 。 其工艺中如何控制胶质的流失未见报导 。 台湾用 5拓 的 N : 0 旦 溶 液在 90 土
oZ C处理原料 1 小时 ,但在碱处理时溶出粘质量超过 幼% 时 , 不适用于该处理方法 〔aJ , 即
要求对原料加以选择 。
本研究的 目的在于探索能防止胶质溶出的工业上能够应用的稀碱工艺方法 。 作者根
据酒精的性质 , 它既能使水和 N 、 OH 溶解 , 又能限制水的作用 , 而且没有毒性 , 提出了可
以采用酒精一水稀碱溶液 (以下简称为 入W S 溶液 ) 处理琼胶原料的设想 , 并进行了以下
的实验 。
材 料 和 方 法
1
. 海藻原料 ( l) 合浦细基江莆 ( G . 命。 。沁如豁哪a) , 经用淡水漂洗 ,成淡黄色 , 干净
而硬韧。 含水量为 18 . 5那 , ( 2) 惠东细基江篱 , 黑绿色 , 未漂洗 , 较湿 , 有弹性 ,含水量
30
.
5% , ( 3) 湛江细基江篱 , 本院养殖系裁培 , 为放抱子后 的样品 ,一部分以湿的鲜品直接
用于实验 ,一部分晒干后用于实验 , (4 )海南岛细基江首繁枝变形 (前称红江莆 、 细江篱 ) ,
藻体纤细 ,色泽陈旧 ,用水洗涤后晒干供实验 , 水分含量为 16 形 。
2
.
A W S 溶液的配制 以 3% N o o且 溶液为例 。 酒精 (9 5% :) 水 : N o O H 二 4 0 : 1。士
巧 ( V /V /W ) 。
3
. 琼胶提取方法 称取一定重量的江篱放入容器中 , 加入约 1 0一 12 倍重量的 A W S
溶液 , 在指定的温度下保温处理一定时间 。 倒出残液 , 用 自来水反复冲洗海藻数次 , 再
于淡水中浸泡一夜使成中性 。 另取约 20 倍量的 。 . 5环 且CI 溶液 (海南细基江黄繁枝 变
形用 1那 R CI )放入烧杯中 , 加入定量的固体亚氯酸钠 , 使溶解起反应 , 或加入定量的次
氯酸钠液体 (含有效氯 6 09 l/ ) ,把洗好的海藻倒入 , 搅拌漂白约 5分钟 , 使海藻退色并变
软滑为止 。 倒去液体 ,换水 , 在其中加入约 0 . 5% 硫代硫酸钠 (先溶解于少量水中 ) 搅拌脱
氯数分钟 。 水洗数次后 ,浸水过夜 ,使成中性 。 第二 日取比干原料重 30 一 40 倍的自来水 ,
加热至沸 , 投入漂白好的海藻 ,煮沸 15 分钟左右 , 中间加以搅拌 , 待胶质大部分溶出 ,用 四
层纱布过滤 。 根据出胶情况 , 必要时再加水煮第二次 。 合并胶液 ,放入搪瓷盘中 , 冷凝后
放入冰箱 ,在 一 1 5 OC 以下冷冻 1一2 天 ,胶体冻透后 ,取出解冻 ,放铁丝网上晒干 <一天 ) , 得
琼胶 。
4
. 水 分测定 用 5 0 6 9一 02 型快速水分测定仪测定海藻及琼胶水份 。
5
. 凝胶 强度 用 1 . 5% 溶液制成凝胶 , 过夜 , 用自制的 日寒水式凝胶强度测定器测
定 〔们琼胶凝胶强度 ,并加 以温度校正 。
连期 王铭和 :江蔺琼胶生产工艺中稀碱处理新方法的研究
结 果
(一 )原料用水溶剂稀碱处理的结果
为了进行对比 ,首先取合浦江菌用 6环 (W / V ) N a 0 H 水溶液在 8 0a C 进 行加热处理
1一 3 小时 , 测定其琼胶的产率 (Y )和凝胶强度 ( G S ) , 并与不经碱处理 ,只用水浸 4 小时后
提胶的结果相对照 ,所得数据如表 1 。
表 1 6劣 N 压o H 水溶液在 8。。 c处理合浦江曹后 , 其琼胶的产率 Y 和凝胶强度 G s
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1 ) 海藻均煮胶一次 , 下同 ; 2 ) 漂白 I 用 次纵酸钠 (有效氯 6万 ) 1 . 石m 卜 漂白 1 用亚氯酸钠 固体 l o m 当 3》
N a O H男 ,记录反应前后两个浓度 : 4) 色泽分为 A B C D 四 级 , A 级无色 (或白色 )透明 , B 级无色 (白色 )微带黄 , C 级
淡黄 , D 级暗黄 , 均有光泽 .
表 1 数据说明 ,合浦江篱不经碱处理 , Y 为 35 . 3环 , G S 为 278 9 /二 , 。 用 6% N a o a
水溶液处理 1 和 3 小时 , 其 Y 分别下降至 25 . 。环和 19 , s形 , 而 G S 则分别上升到 749 租
1 2 2 39 / 。二 , , 处理 3小时的 G S 最高 , 但 Y 最低 , 其琼胶的回收率只占不处理者的 “ 环 。
(二 ) A W S 溶液法
1
. 在 7 8一 80 OC 加 热时 , 用不 同浓度的氮氛化钠 溶液处理合浦 江篱 , 对琼胶的产率
( Y )和凝胶强度 ( G s) 的影响 用 4络和 6% N a O且 的 A W S 溶液 , 在 78 一 8扩 C 回流处
理合浦江离不 同时间 ,所得数据列于表 2 和图 1、 图 2 中 。
表 2 和图 1 、 2 表明 : ( 1 )4 % 和 6环 N a OH 的 A W S 溶液在 78 一 80 ℃处理合浦江篱 ,
其琼胶的 G S 均迅速上升 ,处理 2 小时上升到最高点 , 而后随着时间的延长而缓慢下降 。
4% N o O丑 的效果比 6环的略好 , 其 G S 最高达到 10 1 0 9加二 , 。 (2 ) 琼胶的Y 在第 1小时
最高 , 以后逐步下降 , 3小时达到最低 , 以后微有回升 。 碱的浓度高者 ,产率略低 。 ( 3) 琼
胶的色泽 , 6终 N a 0 H 处理者比 4环的好 。 为了求得碱的最适浓 度 , 对 1一 3拓 N aD H 的
A W S 溶液继续进行了实验 ,所得数据列于表 3 中 .
表 3 数据说明 : ( 1) 用 1一 3拓 N a OH 的 A下V S 溶液在 7 8一 80 , C处理原料 , 琼胶的 sG
随着处理时间的增加而上升 , 其中 3那 N a O H 处理 3 小时者可得到满意的结果 , ( 2) 碱浓
度在 2环以下处理 2 小时以下者效果较差 。 1男 N a 0 H 处理 1小时 者其 G S 不 足 1 2 0 9 /
ctn
, 。
( 3) 产率 Y 随时间的增加而下降 ,但最低仍有 3 . 3% , 与不经碱处理的 人 3 相比 , 仍
达到 A 3 的 别 % 。
水 产 学 报 O 1卷
表 Z A, v s 溶液在 了8一的吧 不同处理时间对合浦细基江蔺的琼胶产率 Y 和强度 OS 的影响
T劝 l e 2 E f f ce t o f it m e on y ie l d an d g e l st r en g t b o f 认 g a r f or m G .
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编 号 重 量 N胡 H 男 时 间 漂 白 产 率 水 分 强 度 色 泽
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图 1 78 一 80 · c时碱处理时间与强度的关系
· 在形 aN O H 溶液 △6劣 aN O H 溶液
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图 2 7 8一80 ,O时碱处理时间与产率的关系
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综合表 2和表 3 的结果可以看出 , 在 7 8一 8 00 用 A W S 溶液处理合浦江篱 , 其碱浓
度以 3一4终 , 时间从 2一 3 小时为最好 。
2
.
A W S 溶液在 78 一 80 0 处理 另外几 种江篱的效果 除了合浦细基江篱之外 , 我们
还试验了惠东 、湛江等地的细基江篙 ,其结果如表 4 。
表 4 数字表明 : 惠东江篱 (含水量 幼 . 5终 ) 用 6那 N a 0 H 的 A W S 溶液处理 3 小时 ,
其强度可达到 8 6 69 / , ’ (以 N川 l仇 为漂白剂 ) , 产率为 18 . 5环 (若原料的含水率以 20 %
计 , 则Y 为 2 0 . 6那 ) , 湛江江黄 (含水率以 幼终计 ) 以 6终N a 0 H 的 AW S 溶液处理 2 小
时 ,其 G S 为 59 3 9加二 , ( N a 1C 0 为漂白剂 ) , Y 为 41 . 6% 。
4期 王铭和 :江篱琼胶生产工艺中稀碱处理新方法的研究
表 3 在 7 8一 80’ c用 1一3绍 Na o H的 Aw s洛液处理合浦江篱 , 其琼胶的产率 Y 和强度 G s
T a b l e 3 Y i o l d 肌 d 妙 l 就 r e n g t h o f a g a r f r o m ` . t 仑拄“ 绍艺艺州 t “ t o t r o a t e d
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表 耳 惠东和湛江江篱在 78 一 8 0 O c 用 A ,叮s 溶液处理的结果
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编 号 原 料 重 量 一N a O H 时 间 漂 白 产 率 水 分 强 度 良lorZ
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注 : 1 . 湛江江篱为鲜湿样品 ,晒千后得率为 招万万 ; 2 . 蕙东江篱的含水量为 即 . 6男 , 故得率较低 : 3 . B 3卫石各
漂白两次 。
3
.
AW S 溶液在 “ 中温 ” 和 “ 常温 ” 处理合浦江苗时 , 琼胶 的 G S 和 Y 为了进一 步
考察温度对 AW S 溶液处理法的影响 , 我们又进一步实验了 “ 中温 ” ( 6 00C 左右 ) 和常温
(3 。aC 左右 ) 对合浦江黄的琼胶 G S 和 Y 的效应 , 并与 “ 高浓度冷碱处理法” 和 “ 中温浓
碱法 ” 进行了对比 , 所得结果列入表 5 和图 3 、 4 中 , 由表和图可知 : l( ) 含 6环 N a 0 H
的 AW s 溶液在 63 士 2℃ 处理合浦江 篱 5 小 时 , 所提 琼胶 的 G s 为 7 5 9 9加m 斗 , Y 为
39
.
3另 , 此后随着处理时间 的延长 , 均有所降低 。 ( 2) 6环 N a 0 H 的 A W S 溶液在室温
( 30 ℃左右 ) 处理合浦江篱 8 天 , 其 G S 为 8 1 4 9 / e m , , Y 为 39 、 3终 , 此后随着时间的增
加 , G g 逐步降低 , Y 则以处理 4 天的最高 , 为 47 . 3% , 14 天次之 ,为 4 0 . 6形 。 ( 3) 在上述
两种条件下处理的江茜 , 所得琼胶的色泽均较好 。 ( 4) 用含 2%和 3拓 N o o 任 的 A W s
溶液在常温 ( 3 o0 C左右 )处理江篱 , 除 3% N a o 且 处理 9 天者略好外 , 效果均较差 。 以上
378 水 产 学 报 10 卷
表 ^ 5 w s溶液在` 中温”和“ 常温严处理合浦江百时 ,对琼胶的产率和强度的影晌 。
介 H e 5 E f f eC t s on y 加 l d a n d g e l s t r e n g t h of 昭 a r f or m G . t 心九 u ￡s t s州 t“ t 。
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编 号 重 景 N 执O H男 温 度 时 间 产 率 水 分 强 哪 度 色 泽
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图 斗 常温 (即 ’ o )时 6络 N a O H 处理 ,
时间与强度和产率的关系
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在期 王铭和 : 江禽琼胶生产工艺中稀碱处理断方法的研究
全部实验结果说明 , AW S 溶液法只用 3一 6拓的 N a o丑 溶液在 60 , C以上处理琼胶原料 ,
均可得到满意的效果 ,尤以 3一 4拓 N a O豆 挤液为好 。 以合浦江茜为例 ,所得琼胶 (样品的
含水率均在 幼终以上 , 未扣除 ) 的 G S 均可由 2 7 8 9 / 。m 穷 提高到 7 5 9 9 /二空一 1 0 1 0 9 /cm , ,
均高于 “ 高浓度冷碱处理法 ” 和 “ 中温浓碱法 ” 所得数据 。 其琼胶的产率 Y , 不但远比以水
为溶荆的稀碱法高 (在本实验中可高出二分之一以上 ) , 而且与浓碱法相似或更高 。
4
. 不 同漂 白剂对琼胶 的 Y 和 G s 的影响 不同漂白剂对同一原料所得琼胶 的 Y 和
a s 也有所影响 。 我们在实验中主要使用了次氯酸钠和亚氯酸钠 , 其结果列入表 6 中
表 6 不同漂白剂对琼胶的产率 Y 和 G S 的影响
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表 6 数据说明 : 在相同条件下 , 用次氯酸钠漂白所得产品的Y 高于用亚氯酸钠漂白
者 , 而 G S 则相反 。
讨 论
1
. 碱处理能提高琼胶的凝胶强度是早已发现 的。 凝胶强度的高低与硫酸基 含量 有
关 。
琼胶的化学结构在 40 年代已有了初步的阐明 , 1 9 5 6 年荒木 〔 . 〕确定琼胶分子主要由
琼胶糖 ( “ g胭。阳 )和琼果胶 (吧二即吧 c t运 ) 两部分组成 , 它们的基本组成单位都是 -D 半乳
糖和 3 , 6一内醚一卜半乳糖 。 当琼胶糖分子中卜半乳糖的 -C 6 上结合有硫酸基时则不能
生成 3 , 6一内醚一-L 半乳糖 。 碱处理可以去掉此种醋型硫酸基 , 因而提高凝胶强度 , R e 。 认
为 , 胶凝能力与 3 , 6一内醚一卜半乳糖残基上的平伏氢原子有关 , 它能使多糖成螺旋形 , 因
而发生胶凝现象 , 硫酸基的存在会抑制螺旋的形成 「` , 。
2
. 稀碱处理时 , 原料中的胶质大量溶出 , 导致了琼胶产率的降低 。 A W S 溶液处理
法使用以酒精为主体的溶剂 , 出于酒精分子与水分子之间存在着巨大的亲和力 , 限制了水
分子的自由活动 , 因而降低了胶质的溶出量 , 并使 N 二O H 的作用力大为增强 , 以含 3%
N
a 0 H 的 A W S 溶液为例 , 从溶液中水和 汉刃 H 的量计算 , 只相当于 1 1 。 1形的水溶液
(重量百分数 ) ,但其对原料的实际效果甚至已超过 40 % N a 0 H .
根据碱处理前后溶液中 N a o a 浓度的变化来看 , 在反应中碱的消耗量甚少 。 因 此 ,
水 产 学 报 1 0 卷
提高 N o OH 在水溶液中的浓度的一般作法只是起到了有利于反应的进行和对 胶质 的溶
出起了抑制作用 。
A Ws 溶液中有一定量的水 , 这样做 , 既有利于 N a O H 的溶解 , 也有利于反应的进
行 。 因为海藻为固相干品 , 增加一部分水分 ,可使海藻适当吸水膨胀 ,对碱处理有利。
3
. 碱处理之后 , 海藻的酸化过程对琼胶的产率和强度亦有很大影响 、 浸酸的目的是
破坏细胞壁 ,使藻体软化易于出胶 。 酸的浓度过高或浸酸时间过长 , 会使胶体分子破坏 ,
使 Y 和 G S 下降 。 酸的浓度过低或浸酸时间太短 ,则煮不出胶来 ,故必须适当掌握 , 以手
摩试之 ,一般以使藻体柔滑而不破碎 , 加热时易于出胶为适当 。
4
. 漂白剂对琼胶的 Y 、 G S 和色泽均有影响 , 根据实验中所采用 的方法 , 在相同条件
下 , 次氯酸钠与亚氯酸比较 , 前者的产品 Y 高 ,后者的产品 G S 高 , 而色泽无大差别 , 但海
南原料较适合用 N a CI O : 漂白。
5
. 用 A W S 溶液处理海藻 , 对于于湿原料都适用 , 因此在南方雨天采收江篱 ,可以不
必担心霉烂变质 ,而且琼胶的产率高 ,质量稳定 ,碱的消耗大幅度下降 , 废碱水的量很少 ,
易于处理 , 不会污染环境 , 酒精可以蒸馏回收 ,重复使用 。
A W S 溶液法生产琼胶的工艺流程 ,如图 5 。
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人W S 法琼胶生产工艺流程图
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4 期 王铭和 : 江篱琼胶生产工艺中稀碱处理新方法的研究 邪1
参 考 文 献
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〔3 〕
汇4 1
汇6 〕
[ 6 丁
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.
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