全 文 :第 1 4 卷 第 6 期广州大学学报 ( 自然科学版 )Vd . 14No . 6
20 15年1 2月 Jo urna lofGuangzhouUn ivers ity ( NaturalSc i enc eEd iti on )Dec .20 1 5
文章编号 : 1 67 1 - 4229 ( 20 1 5) 06  ̄0026  ̄05
盐度对碱煮法提取龙须菜琼胶主要质量指标的影响
柯德森 , 白 培 恒 , 黄敏 晴 , 林 婷 , 李 素苗 , 肖 敬 旺 ,
王土连 , 杨 礼香 , 巫锦 雄
( 广州大学 生命科学学院 , 广东 广州 5 10006 )
摘 要 : 探究碱煮法提取龙须菜琼胶时 , 盐度变化对提取龙须菜琼胶的 出胶率 、灰分含量和硫酸基含量 等琼胶
主要质量指标的影响 , 为优化利 用 海水提取龙须 菜琼肢工 艺提供依据 . 在提取琼股的碱处理条件分别 为 高 溫低
碱 ( 90 ^ , 8%NaOH ) 、 中 温中碱 ( 60 T: , 1 2%NaOH ) 与 室温高碱 ( 251 ,20%NaOH ) 时 , 测量不 同盐度下提取
的琼股样品的 主要质量指标. 结果显示 :盐度 变化在各种碱处理条件下对 琼胶的 出 胶率 、 灰分含量 与硫酸基含
量均没有显著影响 . 提 示利 用 海水代替淡水提取龙须 菜琼胶的 可行性 , 同 时表明 在海水提取龙须 菜琼胶的 工 艺
设计过程 中无须特别 关注水 中 的含盐量 .
关键词 : 龙 须 菜 ; 碱处理 ; 盐度 ; 琼胶
中图分类号 : S 986 . 3文献标志码 : A
琼胶是食品医药工业 、 日 用化工 、科学研究等键是明确盐度变化对提取产品质量 的影 响 . 由 于
领域非常重要 的 原材料 [ 1 _ 4 ] , 其生产原料 主要是碱煮过程是龙须菜琼胶提取质量的决定 因 素 , 本
石花菜 ( GeMiumam a /wi i ) 和 龙须菜 ( GradZaria文将探究在碱煮法中海水盐度对琼胶提胶率及主
Zema net/o TTm〗 ) . 其中龙须菜琼胶含量髙 达 20% 以要质量指标 ( 包括灰份含量及硫酸基含量 ) 的影
上 ,其琼胶是江蓠中质量最好的 [^ 7 ] .响 , 旨在明 确利用 海水进行碱处理时海水盐度的
龙须菜提取琼胶的传统工艺主要是碱煮法 , 合适范围 , 为优化海 水提取龙须菜琼胶的新工艺
工艺过程均使用淡水 , 需要耗费大量淡水 , 每生产提供依据 .
1t 琼胶需耗水 700t 左右 [ 8 在淡水资源 日趋 紧
张的环境中 ,研究利用海水代替淡水提取琼胶的1材料与 方法
新技术将缓解淡水需求压力 ,具有重要的环保和
经济价值 [ 1 ° _ 1 2 ] .1 . 1 试验材料
龙须菜提取琼胶国 内 通用 的碱煮 法工艺 流材料为龙须菜干品 , 20 14 年购于广东省南澳
程 :龙须菜预处理—碱处理—酸化—漂 白—清洗岛 ,为当年 3 月份收获 自 然晒干 . 实验时选取质地
—浸泡—加热提胶—过滤—冷凝―产品 [ ^ 1 2 ] . 本 一致的材料 ,洗净凉干并剪切成大小约 3cm 的藻
实验室前期研究结果表 明 ,提取琼胶 的生产工艺枝 ,然后混合均匀 ,用密封袋装好 . 每次实验随机
中以碱处理过程最为关键 , 碱处理的 温度 、 浓度 、 称量藻枝 8 . 0g , 以保证每批实验材料的一致性 .
碱煮时间均明显影响琼胶的质量 碱处理方1 . 2 试验方法
法有浓碱法 、髙温稀碱法与冷碱法 ,后两者方法提龙须菜琼胶的提取工艺流程参照文莉莉等的
取的琼胶的出胶率和凝胶强度较好 [ 1 7 _ 1 8 ] .方法进行 [& 14 ] ,基本过程包括 : 取材 、碱处理、 酸
海水与淡水的主要差别在于其具有一定的盐化 、提胶 、干燥 , 实验分别在不 同 的碱处理条件及
度 , 因此 ,开发海水代替淡水提取龙须菜琼胶的关不同盐度下进行 ,提取过程其它步骤保持不变 . 首
收稿 日期 : 20 1 5 - 08- 1 6 ; 修回 日期 : 201 5 - 10 - 1 1
基金项 目 : 广东省 自 然科学基 金资助项 目 ( 201 4A0303 1 3 5 3 1 ) ; 广 东省专业综 合改革试点资助项 目 ( 生物工程 , 粤教高 函 〔 20 1 3 〕 1 1 3
号 ) ;广州市科技计划 资助项 目 ( 1 563000645 ) ; 20 14 广东省级大学生创新训练资助项 目 ( 2〇 141 1078032 ) .
作者简 介 : 柯德森 ( 1 966- ) ,男 , 教授 ,博士 .E -ma i l : 270820 67 9@qq . c om
第 6 期
柯德森等 : 盐度对碱煮法提取龙须菜琼胶主要质量指标的影响
27
_
先配制各浓度氯化钠溶液 , 用蒸馏水分别配成盐的方法 [ 6 ’ W ] , 出胶率表示为单位质量龙须菜提取
度为 0 、5 、 10 、 15 、20 、25 、 30 、35 、40 8 ? 1^ 的氯化钠得到的琼胶产品 百分比 ( % , w/w ) . 主要质量指标
溶液 ,其中 30即为普通海水盐度 ,盐度 0 ?包括琼胶灰分含量及硫酸基含量 , 其中琼胶灰分
1 0 、 15  ̄ 25 、 30  ̄ 40g?IT
1 分别称为低 、 中 、高盐含量的测定参照赵谋明 等的方法 [ 14 ] , 表示为单位
度 . 然后用相应浓度的氯化钠溶液 ,配制质量分数质量样品 中灰分含量质量百分比 ( % , w/w ) ; 琼胶
为 8% 、 12% 、 20% 的 NaOH 溶液 . 分别按表 1 设计硫酸基含量的测定参照丛建波等的方法进行 [ 1 9 ] ,
的 3 种碱处理条件进行琼胶提取. 提胶后置于恒样品硫酸基的含量表示为单位质量琼胶的硫酸基
温烘箱 5 8t烘干 ,用于测量琼胶提取得率及琼胶质量百分比 ( % , w/w ) .
产品各项质量指标的变化 .1 . 4 统计分析
表 1 实验碱处理条件设计每组实 -验的平行实验数为 3 , 以平均值表示测|
Tabl e1Theexperimentalco ndit ions foralkali treatm ent里结果 ,采用Ex ce l2007对数据进付单因素方差
分析 .
处理条件碱处理
 ̄
ZTTI喊处理
温度/丈 腧浓度/% 时间/mi n2实验结果 与 分析
高温低碱条件90860
中温 中碱条件 601 2602 . 13 种碱处理条件下 的出胶率 、灰分含量与硫
常温高碱条件25 ( 室温 ) 20
60 酸基含量的分析
注 : 以上每个条件 , 分别 在高盐 、 中 盐及低盐浓 度下各 重复实验按表 1 设:计 的高 温 f氏减 、 中 '温中减与常温高
、 狄 . 碱进行碱煮处理 ,其他步骤保持一致 ,对得到的琼
1 . 3 主要质量指标测定方法胶样品进行检测 , 以龙须菜琼胶的 出胶率 、 灰分含
琼胶提胶率的测定参照黄婷婷等和赵谋明等 量以及硫酸基含量为主要指标 ,得出表 2 _
表 2 不同碱处理条件下盐度对琼胶提取率及主要质量指标的影响 U= 3)
Table2Effec tof sali ni tyon th eex tract ion rateandmainqual ity ind exof agarun derdifferent alk al it reatmen tcondit i on s
盐度/出胶率/%灰分含量/%硫酸基含量/%
^( g ■L  ̄ ' )试验 1试验 2试验 3试验 1试验 2试验 3试验 1试验 2试验 3
高温低碱〇  ̄ 1〇12 . 4001 5 . 62 513 . 57 51 . 000 1 . 0002 . 2000 . 8220 . 487 1 . 072
15 ̄ 2512 . 075 1 6 . 4631 5 . 3 381 . 2000 . 700 1 . 1 000 . 7 050 . 4 1 20 . 9 25
30 - 401 1 . 275 1 7 . 6 1 314 . 27 51 . 4001 . 000 1 . 2000 . 8240 . 4 1 80 . 9 96
中温中碱0  ̄ 1017 . 888 1 7 . 03 812 . 77 51 .1 001 . 1 001 . 2000 . 8 220 . 4871 . 072
15  ̄ 2517 . 90014 . 85014 . 8 1 31 . 2001 . 0001 . 0000 . 7 050 . 4 120 . 9 25
30  ̄ 4016 . 5 88 16 . 60012 . 6 381 . 000 1 . 3001 . 3000 . 8 240 . 4 180 . 9 96
常温高碱〇  ̄ 1 〇19 . 5501 2 . 42515 . 2 1 31 . 7001 . 5002 . 0000 . 9800 . 6 100 . 9 2 1
15 ̄ 2519 . 3251 3 . 475 14 . 15 01 . 8001 . 7001 . 9000 . 5 6 10 . 7300 . 7 62
30  ̄ 4019 . 6 881 9 . 33 813 . 7 1 32 . 0001 . 5002 . 5000 . 7 140 . 6670 . 938
2 . 2 高温低碱条件下不 同盐度对琼胶质量的影果见表 3 .
响分析 从表 3 可知 ,高温低碱条件下不 同盐度提取
由表 2 的数据可知 , 在琼胶提取过程 中以 高的琼胶在出胶率 、灰分含量及硫酸基含量的差异
温 ( 90T )低碱 ( 8 % )处理条件时 ,琼胶的平均 出分析均表明 : = 5 . 1 4 , P > 0. 05 ,故认为
胶率为 1 3 .96% , 灰 分平 均含 量为 2 . 3 52 % , 硫在高温低碱条件下 ,不同 盐度对出胶率 、灰分含量
酸基平均含量 为 0 . 482 % . 分别对不 同盐度 出与硫酸基含量都没有明显影响 , 不同盐度实验结
胶率 、 灰分含量和硫酸基含量进行方差分析 ,结果所 出现的差异主要 由于误差造成 .
^8广州大学学报 ( 自 然科学版 )第 1 4 卷
表 3高温低碱条件下不 同盐度对琼胶 出胶率、灰3 .6 30% ,硫酸基平均含量为 0. 765% (表 2 ) . 在常
分含量及硫酸基含量的影响方差分析温高碱条件下 ,分别对不同盐度对出胶率 、灰分含
Table3Th evariancean al ys isforth e effec t ofs ali nit yonthe量和硫酸基含量的影响进行方差分析 ,讨论不同
ext rac tion rate ,as hands ulfateconte nti nagarund er土卜产 的作用 钟果 ]/^ 表 5
theco ndi tion ofhightemperatu reand lowalkali
琼胶指标FP-value表 5 常温高碱条件下不,盐度对琼胶出胶率、灰
出胶率0 . 2 724 167 70 . 77 047 39 15 .143252 85分及硫酸基含量的影响方差分析
灰分含量0 . 6 101 69490 ? 57 38270 15 .1 4325285Tab le 5Th evariancean aly s is for theeffec tof sali nit yont he
硫酸基含量〇 . 1 20444 500 . 8 886 1 65 05 .1 4325285ext rac ti on rate ,as handsu lfat econ tent i nag ar un der
—
the co ndit ion ofnormaltemp eratu reandhighalk al i注 : 出 胶率 、灰分含量及硫酸基含量测量的组内 自 由 度及组间 自
由度 均为 6 和 2 , 因此查方差表得 尸 cri t= 5 . 14 32528 5; 高 温低碱碰餅示[P-value尸0 . 05 ( 2 . 6 )
条件为高温 ( 90T )低碱 ( 8% ) .出胶率0 . 3 12 12 76 30 . 74309 1 985 . 14325 285
… 一 ”u 灰分含量0 . 536 082470 . 6 1 0655975 . 14325 285
2 . 3 喊条件下不 同皿度对 足胶质里的影 硫麵含量 〇 . 733 I34 〇6〇 . :5 18 飛 %5 _ I 4 325 2 记
B向分析
, 1, _ 丄 、 丨 丄 、Q注 : 出胶率 、灰分含量及硫酸基含量测量 的组 内 自 由度及组间 自由表 2 数据可丄 , 在琼Bi iiE取过 f王 中 以 中“ 由度均为 6 和 2 , 因此查 方差 表得 F cri t= 5 . 1 4325 285 ; 中 温中 碱
( 60T : ) 中碱 ( 1 2% ) 为碱处理条件时 ,琼胶的平均条件为常温 ( 25T ) 高碱 ( 20% ) .
出胶率为 1 5 .7 88% , 灰分平均含量为 2 .293% , 硫u 圭 sm#祀 古減欠此丁 卜 许科 *曰
/v 从表 5 可见 , 常温局碱条件下不 冋盐度对提酸基平均含量为0 ■74 1% ? 在 中温 中碱条件下 , 分 取琼胶的提胶率 、灰分含量及硫酸基含里的影响别对不同盐度提取的琼股 出胶率 、 灰分含量和硫+?书 - 廿 !7^Dn
妒甘A旦 、 -七老瓜 M? 、八丁杜 由的 xt m 仕方差分析均显亦 ,其 F < Fa M ( 2 , 6 )= 5 . I4 , 户 > 〇 _ 〇5 ,酸基含里进仃方差分析 ,讨论不 同盐度的作用 ,结 +/r 、 丨 心— 日 山
?
n#故认为在常温高碱条件下 , 不同盐度对琼胶 的 出' 胶率 、产品灰分含量 及硫酸基含量均没有显著影
表 4 中温中碱条件下不同盐度对琼胶 出胶率 、灰响 ,不同盐度下提取琼胶的结果的不 同 主要 由 于
分含量及硫酸基含量的影响方差分析
Tab le4The var ianceanal ys i sfo rthe effec t of s al ini tyont he
ext ract ion rate ,a sh and s ulfateconten ti nagaru nder^^^
t hecondit io nofmediumtemperatu reandmediumal -^ 4i^u
^7—p yu
k ali
琼胶指标F
^ 海水代替淡水提取龙须菜琼胶具有重要的环
出胶率0 . 56456 7020 . 59613 3345 . 14325285境和经济价值 [ 2° ] ,其能否成功 的关键在于海水代
灰分含量 0 _ 857142860 . 4705075 55 . 143 252 85替淡水后提取的琼胶的出胶率以及灰分含量和硫
硫酸基含量 0 . 120444500 . 8886 16 505 . 14325 285酸基含量等衡量产品 质量的关键指标是否受到海
注 : 出胶率 、灰分含量及硫酸基 含麵量的组内 自 由度及组间 自水的明显影响 ,而海水的影 响 因素 中 盐度的影响
由 度均为 6 和 2 , 因此查方差表得 f c rit =5 . 丨 43252 8 5 冲温 中碱是最为根本 的 [9 _ 1 <) ] ? 本实验通过对不 同处理条件
下不同盐度溶液提取琼胶质量的测量及差异性分
从表 4 的结果 可见 , 中 温中 碱条件下利用不析 ,结果显示 , 在每种碱处理条件下 , 不 同 的盐度
同盐度的溶液提取琼胶 的 出琼率 、灰分含量及硫对琼胶的 出胶率 、灰分含量和硫酸基含量都没有
酸基含量的测量结果的方差分析显示 , 其 f 值均显著影响 , 表明盐度变化不能明显影响琼胶质量 ,
为 : 厂 < Fa Q5 ( 2 , 6 )= 5 .1 4 ,P > 0. 05 , 故认为在 中温 中本实验所得到不同盐度实验结果的差异 只是随机
碱条件下 ,不同盐度对琼胶的 出胶率 、灰分含量及的实验误差 ?
硫酸基含量没有显著影 响 , 不 同盐度下提胶结果柯德森等 [ 1 ° ]研究了海水提取龙须菜琼胶的碱
的不同主要由于实验的误差造成 .处理条件优化 , 其结果表 明 ,影响 出 胶率 、灰分含
2 . 4 常温高碱条件下不 同盐度对琼胶质量的影量与硫酸基含量的 因素很多 , 碱处理温度 、碱液浓
响分析度与碱煮时间对龙须菜琼胶的质量有非常重要的
常温 ( 251 )高碱 ( 20% ) 为碱处理条件时 ,琼作用 . 从本实验的研究结果看 (表 2 ) ,不 同碱处理
胶的平均 出 胶率为 1 6 .3 1 7% , 灰分平 均含量 为方式对龙须菜琼胶 的提胶率 、灰分含量及硫酸基
第 6 期
柯德森等 :盐度对碱煮法提取龙须菜琼胶主要质量指标的影响
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含量均有明显影响 ,这与柯德森等的研究结果 [ K> ]盐度下的琼胶提取率 、 灰分含量及硫酸基含量均
是一致的 . 目前 已报导 的有关利用海水提取龙须有一定的变化 ,但这种变化在统计水平上均未达
菜琼胶的工艺只是研究 了正常盐度下 的海水配制到显著的水平 .
碱液时的处理结果 ,并没有涉及盐度本身 的变化综合以上数据分析 , 在温度与碱液浓度为高
对琼胶提取结果 的影响 本实验对此进行温 ( 9 0 尤 )低碱 ( 8% ) 、 中温 ( 60T ) 中碱 ( 12 % ) 与
了充分的探讨 . 由于提取的琼胶 出胶率 、灰分含量室温 ( 25T )高碱 (20% ) 的碱处理条件下 ,不 同盐
及硫酸基含量不仅可能受到盐度的影响 , 同 时也度水溶液代替淡水提取所得琼胶样品经检测显
必将受到碱处理条件变化的影 响 , 为此本文分别示 ,在这 3 种实验条件下 ,不同盐度对琼胶的 出胶
设置了高温低碱 、 中 温中碱及常温高碱 3 种典型率 、灰分含量与硫酸基含量没有显著差异 . 结果提
的碱处理方式 , 并分别在各种碱处理条件下进行示 ,海水代替淡水提取龙须菜琼胶对提胶质量没
大量的实验 , 通过详细 的方差分析比较不 同盐度有显著影响 , 同 时表 明在利用海水提取龙须菜琼
下的差异性. 方差分析的结果 明确显示 , 虽然不 同胶工艺设计中无须特别关注水中的含盐量 .
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poly saccharideand invi troimmuneact iv ity [ J ] .FoodS c iTech ,2 0 15 ,40 ( 3 ) :9 6 -98 .
Efectsofsalinitiesonmainqualityind icatorsofagarextractedfrom
Grac ilarialemaneiformiswi thalkalicookingmethod
KEDe-sert ,BA IPe i -heng tHUANGM in -q ing ,L INTing ,L ISu -m iao ,XIAOJing-wang ,
WANGTu -lian ,YANCL i-xiang ,WUJin -x iong
( Schoo lof Li feScie nces ,Gu ang zho uUni ve rs ity ,Guan gzhou5 1 0006 ,Ch ina )
Abstract :The effectsofdifferen tsal ini tiesonthey ieldpe rc entage ,ashconten tandthesulfa tec ontento fagar
extrac tionfromG. lemane iformisw iththealka l ic ookingme thodweres tudied ,whi chi stoprov idethebas isfor
improv ingtheaga rextrac t ion techni c ianfromGra cilar ialemaneiformisbyu s in gseawate r .Experimentswe re
carriedou tinthefollow ing threec ondit ions :treatmenttempe rat ureof 90T !w ithalkal iconcentra tionof8% ,
trea tmenttempera tu reof 60
°Cw ithalka l ic onc entrati onof1 2%,andtreatm enttemperatureof 90°Cw i th a lk al i
concentrat ionof20% .Th eresul tssh owed th atd iffe rentsal ini t ie swerenotpositivelyco rrela tedto the agaryie ld
pe rcentage ,as hcon tentandth esulfatecon tentinal lthethreeexperimentcondi tions ,whichsugges tedthatthe
salini tieswe renot thekeyfac torsanddidnotneedtobepa idsp ec ia lattentiontointheprocessofagarextrac ?
t ionfromG .lemane ifo rmi sbyus ingseawa ter .
Keywords :Grcilarialemane iform is ;alkal i trea tmen t ;sal in ity ;agar
【 责任编辑 : 周 全 】