全 文 ：第 6卷 第 1期
18 9 2年 3月
水 产 学 报
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江 篱 琼 胶 的 研 究
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. 碱处理对琼胶质和量的影响
史 升 耀 唐 湛 样
(中国科学院海洋研究所 ) (广东水产制品厂 )
提 要
为提高江蔺琼胶的凝胶强度和产率 ,本文报道了对提取过程中碱处理的温度、 时间和碱的
浓度对凝胶强度和产率影响的试验结果 。 试验结果表明 ,对于不同的江篱原料 , 采用热碱处理
法 ,其凝胶强度大体上都可以提高 4 倍 ,而采用冷碱处理时 , 对于某些原料可以提高 10 倍 , 比
热处理效果好 。 而且冷碱处理的产串也较热碱处理的高 。
江蓄是一种分布广 、 数量多 、 具有经济价值的红藻 。 多年前一些沿海居民便采做食用
或作饲料。 本世纪 四十年代中期 ,一些缺乏琼胶和石花菜的国家 , 由于对琼胶的需要 , 先
后开展了用江蓄制造琼胶的研究。 用江营制造琼胶最经常遇到的问题是所含琼胶的凝胶
强度低 。 这样 , 制造时操作困难 ,产品质量差 , 在工业上难以立足 。 因此 ,提高江篱琼胶的凝
胶强度是利用江篱必须首先解决的间题。 舟木等脚 将江黄用 1拓Na o H 或 1终呱 o H加
0
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05 多 ca cl : 在85 一 9。 。 c处理 3 小时 , 结果显著提高了产品的凝胶强度 。 其后 , 松原等「, 1
用 0 . 7终一 1% N a 0 H 在 98 一 1 0。 。 C处理 2 小时 , 水洗后提取琼胶 , 凝胶强度 由碱处理前
的 2 0 一 2 80 克 /厘米 , 提高到 1。。。一 1 4 0 0 克 /厘米 , 。 产率则 由碱处理前的 2 2一 26 % 一卜降
到 8一 10 % 。 碱处理液中含有 4一 5% 的琼胶 。 在我们的第一篇报告中 〔工 , ,江篱用 0 . 0 25 一
2
. 。% 不同浓度的 N 日O H 加热提取 ,产品的凝胶强度随碱的浓度的上升而增高 , 由 1 25 克 /
厘米“ 逐步提高到 5 3 克 /厘彩。而产率则相反 ,从 17 . 1拓逐步下降到 9 . 5终 。 将 2% 碱处
理后的江禽 , 经水洗后再加热提取琼胶 ,产率约 16 另左右 。 这些结果表明不论是用热碱处
理 , 还是用热碱提取 , 虽然能提高凝胶强度 , 但缺点是产率都较低 , 而且产品外观光泽
差 。
为了进一步搞清碱处理的变化规律 ,改进旧有的方法 ,我们于 1 9 6 6 至 1 9 6 7 年间系统
地研究了碱处理的温度 、时间和碱的浓度对江黄琼胶的凝胶强度和产率的影响 , 现将结果
报告如下 :
· 中国科学院海洋研究所调查研究报告第 5 01 号。 蒙曾呈奎 、纪明侯教授对本文提出了宝贵意见 , 作者深表感谢 ,
昭 水 产 学 报 6卷
实 验 材 料
1
.海南岛万宁收购的江黄 (公邝时坛而 a印 . ), 藻体细 , 部分漂白 ,泥土较多 , 以下称万
宁江黄 。
2
. 广西北海收购的江蓄 (口忆而七丙 a 印 , ) , 藻体粗大 , 全部漂白 , 干净 , 以下称北海江
蓄 。 以上两种江蓄都是晒于的原料。
实验方法和结果
测定凝胶强度— 配 1% 琼胶溶液 (松原等用 1 . 5终浓度 ) ,放压力锅中 , 0 . 5 公斤 /厘米 , 压力加热半小时 , 使完全溶化 , 取出倒入三只 5 0 毫升小烧杯中 , 每只 30 毫升 , 放冷 ,
完全凝固后在室温下用简易的漏斗型凝胶强度测定器测定 。 凝胶 强度不 足 60 克 /厘米 .
者 , 以 “ 弱 ” 表示之 。
(一 ) 万宁江篱的碱处理
( 1) 冷碱处理 万宁江黄每份称取 30 克 ,放玻璃瓶中。 加入不同浓度 N a O H (波梅
1 0
。一 4 5 。 ) , 使碱液能够浸过原料 (约 3了0 毫升 ) 。 瓶 口用盖子盖好 , 室温浸泡不同时间 (5
天一40 天 ) 。 然后倒去碱液 ,用水洗 , 约浸洗十次至第二天成中性 。 加 7 50 毫升水 ,放压力
锅中 ,常压蒸气加热煮胶 1 , 5 小时。 二层白细布过滤 , 滤液放铝盘中 , 经凝固 、 切条 、 冷冻 、
解冻 ,然后干燥 。 秤重计算产率 ,结果见表 1 和图 l 。 用波梅 30 。一35 。碱处理者凝胶强度
提高的最快 , 五天提高到 30 克 /厘米 . ,形成中间高两头低的曲线 , 随时间的延长 , 曲线的
两端逐渐上升 , 处理十二天后 , 用波梅 2。 。 、 2 5 口和 4。 。 碱处理者的凝胶强度也都上升到如
同波梅 30 。一35 。碱处理的水平 。 波梅 工O。碱处理者 , 须二十六天才能达到 2 0 克 /厘米 , 。
这时除 “ 。碱处理者外 , 曲线基本变平 。 到四十天后 , 用 45 ’ 碱处理者也达到 2 4 克 /厘
米鸽。
表 1 万宁江黄冷碱处理后琼胶的产率和凝胶强度
率 (男 ) 凝 胶 强 度(克 /厘米 2 )
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对照
1期 史升耀 、 唐湛祥 :江篱琼胶的研究 , H 碱处理对琼胶质和量的影响
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碱 浓 度 ( 波 梅 )
图 1 . 万宁江篱冷碱处理的碱浓度和凝胶强度的关系
在产率方面 ,碱处理后产率普遍低 ,变化幅度小 , 多在 n 形左右 , 比对照的 2 . 1吓约
少一半。 用波梅 1。 。碱和 4 5 ’ 碱处理时间短的产率比中间者稍高 , 呈现两头高中间低的倾
向 。
招 ) 热碱处理 万宁江黄每份秤取 30 克 , 各加不同浓度碱液 (波梅 5 。一 3 5 。 ) 5 0 毫
升 , 在 7 5 O C或 90 口C处理不同时间 (2 一 6小时 ) , 倒去碱液 , 充分水洗至中性 , 各加 75 。 毫
升水 , 同前一样提取 , 结果见表 2 。 在 7 5℃处理者凝胶强度都在 2 60 克 /厘米 , 以上 , 最高
的到 3 30 克 /厘米 . , 普遍比 9 00 处理的好 。 处理时间的长短对凝胶强度影响小 。 在 7 5吧
处理 2小时与处理 6 小时的结果几乎没有什么差异。 处理 2 小时便够了 。 处理时碱的浓
度不同 ,凝胶强度变化不大 , 浓度高的效果稍稍好点。
表 2 万宁江篱热碱处理后琼胶的产率和凝胶强度
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9 0 ℃处
4 小
产率 (劣 ) 凝胶强度(克 /厘米勺
万宁江黄经热碱处理后 , 琼胶产率很低 ,从 4 . 3%至 10 终 ,平均 6 . 1环 , 比冷碱处理更
少 , 只有冷碱处理的一半左右 。
(二 ) 北海江篱的冷碱处理
北海江蓄每份称取 30 克 , 碱处理和提取方法与前面万宁江黄的冷碱处理相同 , 只是
54水 产 学 报 6卷
提取时加 12 0 0毫升水与前者不同 , 结果见表 3 , 图 2 和图 3。 碱处理对提高北海江莆琼胶
凝胶强度的作用极大 , 用波梅 3 0 “一 35 “ 碱室温只处理五天便能将原来不足 60 克 /厘米 3
的提高到 7 0 克 /厘米 , 左右 。 碱浓度不同 , 处理效果也不同 。 处理五天者 , 凝胶强度从
波梅 10 。碱开始逐步上升 , 到波梅 3 0 。一 3 5 ’ 碱达到最高峰 ,然后下降 , 形成中间高两头低
的曲线 。 处理十二天者 , 仍以波梅 30 。一 35 ” 碱处理的最高 ,其数值基本保持不变 , 但此时
低浓度和波梅 4 0 。 碱处理者 ,很快赶上来 , 波梅 4D 。 碱处理的也达到 60 克 /厘米全 以上 。碱
处理十九天者除波梅 10 。 碱和 45 “ 碱的以外 ,都达到 6 0 克 /厘米 , 以上 。 到三十三天时 ,
波梅 10 。 碱处理的也达到 60 。 克 /厘米 2 以上 , 使当中高两头低的曲线拉平 ,只有波梅 45 。
碱处理的上升较慢 , 四十天后还没有达到 6 0 克 /厘米 “ 。
表 3 北海江黄冷碱处理后琼胶的产率和凝胶强度
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图 2 . 北海江篱冷碱处理的碱浓度和凝胶强度的关系
1期 史升耀 、唐湛祥 :江篱琼胶的研究 , 1 碱处理对琼胶质和星的影响
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图 3 . 北海江离冷碱处理的碱浓度和产率的关系
叼 。 4 5 。
不 同碱处理条件对北海江黄琼胶的产率影响很大 。 波梅 1。 。 碱处理 者 平均产率为
幻%左右 , 比波梅 2 0 “ 、 25 。 和 3 0 “碱处理的产率高 。 2 5 。 碱处理的最低 , 平均在 17 %左右 。
用波梅 3 5 “ 以上碱处理的产率又随碱的浓度而逐渐增高 , 基本上形成两头高中间低的曲
线 。 碱浓度高而时间又长者 , 产率最高 ,如用 4 5 “ 碱处理三十三天以上的 , 产率超过 40 % ,
比对照 的 3 5 . 9% 还高 。
讨 论
江黄琼胶的凝固性能差 , 为了提高其凝胶强度 ,舟木叫 、 松原 〔` ,等都采用热碱处理法。
本文除研究了这一热碱处理法外 , 初次研究了冷碱处理法 ,结果证明冷碱处理法比热碱处
理法更好 。
在凝胶强度方面。 江黄用冷碱处理时 , 其凝胶强度与处理的时间和碱的浓度有密切
关系 。 用波梅 3 0 。一35 。 碱者 , 效果最快 , 处理五天凝胶强度便达到最高值 , 见图 l 和图 2 ,
时间再长 ,没有什么大变化。 而碱的浓度低于波梅 3 0 。 和高于波梅 3 5 。者 , 处理时间则须
适当延长 ,在这方面虽然两种江青琼胶凝胶强度 的实际数值有所不同 , 但趋势一样 。 万宁
江首用冷碱处理和用热碱处理 , 对提高凝胶强度的作用一样 , 由不足 60 克 /厘米 , 提高到
3 0 克 /厘米恶 , 提高四倍 。 北海江蔺经冷碱处理五天 , 由不足 60 克 /厘米 , 提高到 7 0 克 /
厘米 . 左右 , 提高十倍。 在松原的报告中 , 热碱处理的效果是由 2 0 0一 280 克 /厘米 , 提高
到 1 0 0 0一 1 4 0 0 克 /厘米 , , 提高四倍 。 在我们的前一报告中【: 1 , 热碱处理的效果是由 12 5
克 /厘米 , 提高到 5 3 克 /厘米 , , 提高三倍多 , 与本报告万宁江篱提高四倍的结果基本一
致 。 这表明热碱处理 , 虽兰者的原料不同 , 但效果都是提高四倍左右 。 而冷碱处理对某些
原料可以提高十倍 , 比热碱处理效果好 。
在产率方面。 万宁江黄用冷碱处理的 , 产率很低 , 只有 n %左右 , 而用热碱处理者 ,
产率更低 , 平均只有 6% 左右 , 比对照的低很多。 北海江首产率普遍比万宁江禽高 , 用波
6 5水 产 学 报 6卷
梅 40。碱冷处理超过三十三天者 ,产率达 40 % 以上 , 比对照的高 。 这证明冷碱处理法比热
碱处理法优越。
此外 , 热碱处理者 , 碱处理液中含有较多琼胶 , 颜色很深 ,要回收这部分琼胶比较困
难 ,不回收则又影响产率 。 同时热碱处理时气味大 , 影响工作人员健康 ,而且产品外观发
暗 ,光泽性差 。 用冷碱处理者 , 虽然碱液中也有琼胶 ,但数量很少可以略去不计 ,处理时气
味小 ,产品光泽性好 。
江黄经碱处理后提取琼胶时藻体完整 , 胶液粘度小 ,过滤较容易 。 解决了不经碱处理
的江黄在提取时经常出现的藻体易烂 、胶液粘稠 ,过滤困难 ,甚至有时没法过滤的问题 。但
有时藻体可能过子结实 , 难于出胶 , 这时可采用稀酸冷浸的办法或直接用稀酸提取的办法
提高产率 。
对红藻胶质的凝胶强度问题 , 有过一些报道 , 影响凝胶强度的因素 , 归纳起来主要有 :
( 1) 硫酸基和狡基的含量 〔 , 一` ,一 了 , 1 。 , 土 , , 1苍 , ; ( 2) 单糖的组成和含量「玛 1 卫 , : 吸 ( 3) 分子量的大小
【, , 1 0 〕 , ( 4 )分子的立体结构〔 e , ’ , 1 . 〕 , ( 5 )琼胶素与琼胶酿的比例「a , 1 日,等等 。
碱处理能提高凝胶强度 ,最早是柳川铁之助川发现的。 他将江篱琼胶用碱加热处理 ,
结果发现硫酸基减少 ,凝胶强度增高。 由此 , 他认为凝胶强度的增高可能与硫酸基的含量
有关 。 其后 , 舟木等 「们认为江篱含有两 种胶质 ,
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代表二价金属离子如钙或镁等 。 前一种/\R
没有凝固力 , 后一种凝固力好 , 当加碱处理时 , 前者被分解除去 , 剩下后者 , 从而提高凝胶
强度 。 在本文中 ,北海江蓄经冷碱处理后 , 不但凝胶强度极大提高 , 而且产率也比对照的
多 ,便与此说不一致。 田川和小岛〔 . ,认为 , 组成琼胶的两个组分的凝固性能不同 , 琼胶素
含硫酸基少凝胶强度高 , 而琼胶酣含硫酸基多凝胶强度低 。 碱处理使这部分含硫酸基多
的琼胶醋除去 , 琼胶素的含量相对增加 ,从而提高凝胶强 度 。 近 年来 , R e 尹 4 J 认为卡拉
胶和琼胶这类红藻多糖 , 在形成凝胶时包括四个过程 : ( 1) 开始时琼胶分子溶于热的水溶
液中 , 成混乱的卷曲状 ; (幻温度下降时琼胶分子形成单个的螺旋体 ; ( 3) 温度再下降 ,分子
间形成双螺旋体 , 组成立体的网状结构 ,这时便开始有凝固现象 ; ( 4) 最后 ,双螺旋体聚集
便形成强的凝胶 。 当琼胶分子中的半乳糖带有 6 位联结的硫酸基时 ,形成一个 “ 纽 ” ,妨碍
形成双螺旋体 , 因而妨碍形成凝胶。 再就是静电排斥力的作用 〔翔 , 当琼胶分子中存在硫
酸基和授基这些带负电荷的基团时 ,便产生静电排斥力 , 这也影响形成凝胶 。 R e 。 等 〔卫 ,]
已证明半乳糖一 6一硫酸酷在碱处理时 ,其所含的 6 位硫酸基被除去 ,并相应的使半乳搪转
变成 3 , 6一内醚一半乳糖 (见图 4 ) 。 这样 , 碱处理的结果是 : ( 1) 使妨碍形成双螺旋的 “纽 即
去掉 ; ( 2) 减少静电排斥力 , ( 3) 使部分琼胶醋转变成琼胶素 ,提高了琼胶中琼胶素的含量 。
显然 , 这三方面对提高琼胶的凝胶强度 , 都起了积极的作用 。 目前 , 这一学说正被愈来愈
多的学者所采纳 。
碱处理时由于温度的不同对产率影响相当大 。 估计这可能是由于在进行碱处理时 , 它
除了将硫酸基去掉之外 ,还可能有使分子链断裂 ,使大分子降解成小分子的副作用 , 温度
愈高反应愈激烈 , 这样破坏便愈大 , 结果产率便愈低 。 因此 ,热碱处理不如冷碱处理好 。
1期 史升耀 、唐湛祥 :江禽琼胶的研究 , 1 碱处理对琼胶质和量的影响 6 7
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图 4 . 碱处理使半乳糖一 6 硫酸醋转变成 吕, 6 一内醚一半乳塘
不同的江黄碱处理的效果也不同 。北海江营碱处理后其凝胶强度比万宁江茜高的多 ,
差别很大 , 这显然是由于它们的化学组成与结构不同所致 , 有待进一步研究。
参 考 文 献
[ 1 ]
[ 2 」
工3 ]
[ 4 〕
[ 石 ]
[ 6 〕
〔 7 丁
〔 8 ]
[ 9 〕
[ 10 ]
[ 1 1 ]
〔1 2〕
[ 1 3〕
[ 14 ]
〔1 6 ]
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5 8水 产 学 全氏 6卷
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