全 文 ：龙须菜（Gracilaria lemaneiformis）为红藻门（Rhodophy-
ta）杉藻目（Gigartinales）江蓠科（Gracilariaceae）江蓠属
（Gracilaria）下的一个种。龙须菜的分布遍及中国沿海的广阔
海域，在浅海和深海均有栽培，它分枝多，生长快，最适生长温
度为15～25℃，其多糖成分具有抗肿瘤作用，还具有较强的产
氧和吸收氮磷的能力，可用于净化养殖废水、修复近岸富营养
化海域环境及治理赤潮。而龙须菜的重要用途是从中提取琼
胶，并且琼胶含量可以高达20%以上，目前，从龙须菜中提取
的琼胶量占我国琼胶产量的80%以上，因此具有重要的经济
价值。
琼胶，俗称洋粉、冻粉或冻胶，是植物胶的一种，常用海产
的石花菜、江蓠等制成，为无色、无固定形状的固体，溶于热水。
而其的产量、质量在很大程度上取决于它的生长环境、采收季
节等。琼胶结构上是由（1-3）-β-D-半乳糖和（1-4）-
3,6-内醚-α-L-半乳糖等组成的链状聚合物。
龙须菜琼胶经碱处理后，可显著提高琼胶的出胶率和凝胶
强度，这是由于碱处理后大部分硫酸基被除去，其去除机理如
图1所示，这样琼胶凝胶形成能力增加，同时半乳糖-6-硫酸
酯转变成3，6-内醚-半乳糖。而且在3，6-内醚-半乳糖的
含量增加的同时，在琼胶凝胶形成双螺旋构型中氢链形成能力
增大，如图2所示，这两方面的综合作用使得碱处理后龙须菜
琼胶凝胶强度大大增加。
图 1 碱处理硫酸基去除机理
图 2 琼胶凝胶中稳定琼胶分子双螺旋结构的氢链
本文通过正交试验法，综合研究了碱液浓度、温度、处理时
间和漂白液浓度对龙须菜出胶率、凝胶强度和白度的影响。
1 试验材料与方法
1.1 材料
龙须菜采自广东廉江，原料首先剔除杂质，再用自来水洗
净，去掉藻体表面的附带的沙土和浮游生物，晾干表面水分，再
于50℃条件下烘干，干燥后的龙须菜用塑料袋密封后置于干
燥阴凉处保存。使用前在45～50℃下烘干，冷却后称重使用。
1.2 试验方法
1.2.1 琼胶提取工艺流程及简述
预处理：洗干净龙须菜，自然晒干，以除去江蓠中的泥砂及
其它杂物，尽量排除杂质的干扰，再用50℃左右的烘箱烘大约
半小时，备用。
碱处理：用电子分析天平称取一定质量的NaOH在适当的
容量瓶中定容，将预处理后的龙须菜置于装有NaOH溶液的烧
杯中，碱液用量约为龙须菜藻重的20倍，用保鲜膜封住烧杯口
后在水浴锅中以适宜温度恒温加热一定时间。
清洗Ⅰ：用自来水将碱处理好的龙须菜充分洗涤，清洗干
净后，用pH试纸测pH值，洗至pH在7-8之间即可。
漂白：用吸量管量取一定体积含有效氯较高的NaClO试
剂于适当的容量瓶中定容, 配成有效氯一定的NaClO溶液，用
盐酸把NaClO溶液的pH调为约9，将洗至中性的龙须菜置于
漂白液中，漂白液用量约为龙须菜藻重的10倍，覆盖住龙须菜
为佳，漂白6min，为了漂白均匀，将龙须菜投入漂白液时，要迅
速搅拌约1分钟，然后静置到规定时间。
酸化：用吸量管量取一定体积的HCl试剂于适当的容量瓶
【作者简介】问莉莉（1986-），女，陕西渭南人，在读硕士研究生，研究方向：海洋生物资源利用化学。通讯作者：李思东（1960-），男，教授。
轻工科技
LIGHTINDUSTRYSCIENCEANDTECHNOLOGY
2012年10月
第10期（总第167期） 食品与生物
龙须菜琼胶碱提工艺研究
问莉莉 1，练浩宏 2，李思东 2
（1.广东海洋大学食品科技学院，广东 湛江 524088；2.广东海洋大学理学院，广东 湛江 524088）
【摘 要】 以龙须菜为原料，采用 L9（34）正交试验对江蓠琼胶的提取工艺进行了研究。研究从龙须菜提取琼胶过程中的碱
液浓度、碱处理温度、碱处理时间和漂白液浓度对琼胶出胶率、琼胶凝胶强度以及琼胶白度的影响，得出从龙须菜提取琼胶的最佳
工艺条件。研究结果表明，从龙须菜中提取琼胶的最佳工艺条件为：氢氧化钠溶液浓度为 4.0%，碱处理温度为 80℃，碱处理时间为
1.5h，次氯酸钠溶液浓度为 2.5%。此条件下的琼胶出胶率最高，为 20.8%，琼胶凝胶强度较高，为 961g/cm2，琼胶呈微黄。同时，资源
和能源消耗最低，琼胶质量较高。
【关键词】 龙须菜；琼胶；出胶率；凝胶强度
【中图分类号】TS254 【文献标识码】 Ａ 【文章编号】 2095-3518（2012）10－10－04
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中定容, 配成一定浓度的HCl溶液，将漂白后的龙须菜置于
HCl溶液中，HCl溶液用量约为龙须菜藻重的10倍，覆盖住龙
须菜藻为佳，酸化5min，为了酸化均匀，将龙须菜投入盐酸溶
液时，要迅速搅拌约1分钟，然后静置到规定时间。
清洗Ⅱ：同清洗Ⅰ相似，用自来水将酸化后的龙须菜充分洗
涤，清洗干净后，用pH试纸测pH值，洗至pH在7.5左右即可
提胶：把已漂洗至中性的龙须菜藻体在沸水中提胶约
50min，用水量为龙须菜重的20倍，并观察出胶情祝，如果手触
之有粘稠感，或取出少量胶液放在玻璃皿上能迅速成凝胶，即可
趁热过滤，第一次用4层纱布过滤，滤渣再加水进行第二次提
胶，时间和用水量均减半，第二次用8层纱布过滤，将两次提取
的胶液混合，两次煮胶后，可以提高胶得率，自然冷却凝固。
冷冻脱水：将室温冷却后的琼胶放入冰箱急冻过夜，琼胶
即可完全冻结，但有时会出现解冻后的胶条并没有完全脱水，
成凝胶状，这是由于提胶时水量过多或者出胶率太低所至，此
时只需再放入冰箱急冻一晚即可，只有完全冻结，胶条才会充
分脱水收缩，分子排列紧密，在解冻脱水时用自来水把胶条泡
至清晰、发亮即可，此时泡沫和一些溶于水的杂质随流动水冲
走，从面达到脱水和提纯的目的。
干燥和测定：先将脱水后的湿胶条编上序号，然后置于通
风的窗户上干燥，待水分较少时，将胶条置于日光下干燥，由于
日光中的紫外线对胶条有漂白作用，所以干燥后的胶条较白，
密封保存，将琼胶放到50℃烘箱中干燥0.5～2小时，称重并记
录数据。然后测定强度和白度等指标。
1.2.2 琼胶性能测定
1.2.2.1出胶率的测定
琼胶出胶率的测定公式如下：
Y=（m1/m2）*100%
式中，Y为琼胶的出胶率，单位为1；m1为琼胶的干重，单
位为g；m2为江蓠的干重，单位为g。
1.2.2.2凝胶强度的测定
凝胶强度的测定采用文献[30]的方法进行。
1.2.2.3琼胶白度测定
据现代食品感官评价原理和技术，以颜色为评价指标，对
琼胶进行目测，以琼胶糖作为参照认为颜色为最好，按照颜色
白、较白、微黄、较黄和黄5个级别进行分级。
1.2.3 正交试验设计
影响出胶率、琼胶凝胶强度和白度的因素很多，如龙须菜
品种、碱处理浓度、碱处理温度、碱处理时间、漂白液种类、漂白
液浓度、漂白时间、酸化液种类、酸化液浓度、酸化时间、提胶时
间、提胶温度等等。经全面考虑，最后确定NaOH溶液浓度、碱
处理温度、碱处理时间和NaClO溶液浓度为本试验的试验因
素，分别记作A、B、C和D，进行四因素正交试验，各因素均取
三个水平，各因素和水平如表1所示。
表 1 四因素三水平表
表 2 正交处理实验表
2 结果与分析
2.1 各因素对试验指标的影响
图3和图4均以各因素水平为横坐标，试验指标的平均值
为纵坐标，绘制的因素与指标趋势图。由因素与指标趋势图可
以更直观地看出试验指标随着因素水平的变化而变化的趋势。
因此，根据图3和图4分析各因素对试验指标的影响趋势。
碱浓度（%）碱处理温度（℃）碱处理时间（h）漂白液浓度（%）
图 3 出胶率极差分析
碱浓度（%） 碱处理温度（℃）碱处理时间（h）漂白液浓度（%）
图 4 凝胶强度极差分析
2.1.1 碱浓度对指标的影响
碱浓度对琼胶出胶率有较大的影响，随着碱浓度的增加，
琼胶出胶率反而逐渐下降，且下降的幅度逐渐减少，与
Freile-Pelegrin等的研究结果基本一致。碱浓度对琼胶凝胶强
度也有一定的影响，随着碱浓度的增加，琼胶凝胶强度逐渐上
升，在达到最大值后，琼胶凝胶强度逐渐下降。由于碱处理后大
部分硫酸基被除去，琼胶凝胶形成能力增加，同时半乳糖硫酸
酯转变成3，6-内醚-半乳糖，使得3，6-内醚-半乳糖的含
量同时增加，在琼胶凝胶形成双螺旋构型中氢键形成能力增
大，这两方面因素的影响使得江蓠琼胶凝胶强度随碱浓度增加
而上升。此外，高温碱处理还会产生一个相反的作用，就是促使
琼胶分子降解，其结果会降低琼胶的凝胶强度。影响琼胶分子
降解速度的主要因素之一就是碱的浓度。当碱的浓度达到一定
值后，碱浓度越大，琼胶分子降解速度越快，凝胶强度会随着碱
浓度增加而下降。
2.1.2 碱处理温度对指标的影响
碱处理温度对琼胶出胶率有一定的影响，随着碱处理温度





   


















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的增加，琼胶出胶率反而逐渐下降，之后趋于平稳且有下降趋
势，这是由于部分琼胶溶于碱液而造成胶质损失，且温度过高
时会使部分琼胶大分子断裂转变成小分子。碱处理温度对琼胶
凝胶强度的影响最大，随着碱处理温度的增加，琼胶凝胶强度
反而近乎直线下降，之后趋于平稳且有下降趋势，表明温度过
高会破坏部分琼胶大分子，促使琼胶分子降解，导致强度降低。
碱处理时间对指标的影响。碱处理时间对琼胶出胶率的影
响最大，随着碱处理时间的增加，琼胶出胶率反而近乎直线下
降，这是由于碱处理时间越长，溶于碱液的琼胶就越多，越多的
琼胶大分子断裂转变成小分子。碱处理时间对琼胶凝胶强度有
较大的影响，一开始趋于平稳且有上升趋势，之后近乎直线上
升，表明碱处理时间在一定范围内对琼胶凝胶强度影响不大，
之后强度大增是因为除去硫酸基和半乳糖硫酸酯转变成3，6-
内醚-半乳糖的反应时间充分。
2.1.3 漂白液浓度对指标的影响
漂白液浓度对琼胶出胶率有一定的影响，随着漂白液浓度
的增加，琼胶出胶率反而逐渐下降，下降到最小后再小幅上升，
这主要是由于含有效氯的漂白液在氧化漂白藻体色素的同时，
破坏了藻体致密的表层细胞和细胞壁，有利于胶质的溶出，但
是如果有效氯浓度过高时会氧化裂解琼胶分子，使胶液流失。
漂白液浓度对琼胶凝胶强度也有一定的影响，随着漂白液浓度
的增加，琼胶凝胶强度逐渐上升，上升到最大后急剧下降且有
下降趋势，这是由于有效氯浓度过高时氧化裂解了琼胶分子，
使琼胶凝胶强度降低。
2.2 最佳工艺条件的选取
2.2.1 单指标分析
表 3 实验结果
就琼胶白度而言，表3的正交试验结果表明：琼胶的白度
受漂白液浓度的影响较大，碱处理浓度、碱处理温度、碱处理时
间对琼胶白度的影响较小，漂白液浓度越高，琼胶白度就越白。
而且，含有效氯的漂白液在氧化漂白藻体色素的同时，破坏了
藻体致密的表层细胞和细胞壁，有利于胶质的溶出。但是如果
有效氯浓度过高时会氧化裂解琼胶分子，使胶液流失和凝胶强
度降低。虽然漂白液浓度不是影响琼胶出胶率和凝胶强度的最
主要因素，但还是要选择好合理的漂白方法,优化漂白工艺条
件,使琼胶所要求的白度达到所要求的范围内并尽量减少对琼
胶出胶率和琼胶凝胶强度的影响。
就琼胶出胶率而言，从表4可看出A、B、C和D的极差比
为2.7∶0.8∶3.2∶1.3，主要受到A和C的影响，其对实验指标
有很大的影响，C的影响最大，以C1最好，其次是A，以A1最
好，较为次要的因素是B和D，但不能忽略因素B和D对实验
指标的影响，且分别以B1、D1最好，即各因素对琼胶出胶率影
响的显著性水平由大到小次序为：碱处理时间（C）＞碱液浓度
（A）＞漂白液浓度（D）＞碱处理温度（B）。最佳工艺条件为：
A1B1C1D1。因此，在碱液浓度为4%，碱处理温度800C，碱处
理时间1.5h，漂白液浓度为0.05%的条件下，出胶率最高，造成
的胶质损失最小。
表 4 出胶率极差分析
就琼胶凝胶强度而言，从表5可看出A、B、C和D的极差
比为82∶155∶100∶76，主要受到B的影响，其次是C，较为
次要的因素是A和D，但不能忽略因素A和D对实验指标的
影响即各因素对琼胶凝胶强度影响的显著性水平由大到小次
序为：碱处理温度（B）＞碱处理时间（C）＞碱液浓度（A）＞漂白
液浓度（D）。由于琼胶凝胶强度越高，琼胶质量越好，因此A以
A2最好，B以B1最好，C以C3最好，D以D2最好，即最佳工
艺条件为:A2B1C3D2，即在碱液浓度为 6.0%，碱处理温度
800C，碱处理时间2.5h，漂白液浓度为 0.10%的条件下，琼胶
凝胶强度最高。
2.2.2 综合分析
综合平衡确定最优工艺条件。以上二指标单独分析出的优
化条件不都一致，必须根据因素的影响主次，综合考虑，确定最
佳工艺条件。
对于因素A，其对琼胶出胶率影响大小排第二位，此时取
A1；其对琼胶凝胶强度影响排第三位，此时取A2；初步判断取
A1。如取A1，琼胶出胶率比取A2增加了8.7%，而琼胶凝胶强
度比取A2减少了9.2%，考虑到资源和能源消耗和出胶率的因
素，A因素取A1。
对于因素B，其对琼胶出胶率影响大小排第四位，其对琼
胶凝胶强度影响排第一位，而且，因素B对琼胶出胶率和琼胶
凝胶强度的最优水平都是B1，故B因素取B1。
对于因素C，其对琼胶出胶率影响大小排第一位，此时取
C1；其对琼胶凝胶强度影响排第二位，此时取C3；初步判断取
C1。如取C1，琼胶出胶率比取C3增加了17.7%，而琼胶凝胶强
度比取C3减少了11.3%，考虑到资源和能源消耗和出胶率的
因素，C因素取C1。
对于因素D，其对琼胶出胶率影响大小排第三位，此时取
D1；其对琼胶凝胶强度影响排第四位，此时取D2；初步判断取
D1。如取D1，琼胶出胶率比取D2增加了7.2%，而琼胶凝胶强
度比取D2减少了3.1%，考虑到资源和能源消耗和出胶率的因
素，D因素取D1。
综合以上分析可知，优组合为 A1B1C1D1。组合
A1B1C1D1在正交实验表中出现，故无需验证。因此，最佳提取





  








 



 






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工艺条件为在NaOH溶液浓度为4.0%，碱处理温度80℃，碱
处理时间1.5h，NaClO溶液浓度为0.05%的条件下，出胶率最
高，为20.8%，凝胶强度较高，为961g/cm2，白度为微黄，但符合
标准。
表 5 凝胶强度极差分析
3 结论
（1）在四个因素中，碱处理时间对琼胶出胶率影响的显著
性水平最大，同时对琼胶凝胶强度影响的显著性水平也较大，
而碱处理时间对琼胶凝胶强度影响的显著性水平最大，对琼胶
出胶率的影响的显著性水平相对较小。因此提取工艺的好坏很
大程度上取决于能否控制好碱处理时间和碱处理温度。
（2）本研究按L9（34）进行正交试验，确认了工艺中的不同
工艺参数对试验指标的影响，通过琼胶出胶率、琼胶凝胶强度
和琼胶白度来确定的最佳工艺条件为：氢氧化钠溶液浓度为
4.0%，碱处理温度为 80℃，碱处理时间为1.5h，次氯酸钠溶液
浓度为2.5%。此时的琼胶出胶率最高，为20.8%，琼胶凝胶强
度较高，为961g/cm2，琼胶白度微黄，但符合标准。
（3）依据最佳工艺条件确定的工艺具有生产周期短，生产
成本低，产品质量较高，生产中环境污染小等优点，因为国内江
蓠提取琼胶的生产工艺相对欧美、日本等发达国家而言仍然较
落后，所以本研究为优化江蓠提取琼胶工艺提供了重要的科学
依据。
参考文献
[1]安鑫龙,齐遵利,李雪梅,等.大型海藻龙须菜的生态特征[J].水产科学,
28(2):109-112.
[2]刘思俭.我国江蓠的种类和人工栽培[J].湛江海洋大学学报,2001,21
(3):74-75.
[3]陈伟洲.龙须菜海水栽培技术[J].科学养鱼,2006,(12):38-39.
[4]刘朝阳,孙晓庆.龙须菜的生物学作用及应用前景[J].养殖与饲料,
2007(5):55-58.
[5]安鑫龙,周启星.水产养殖自身污染及其生物修复技术[J].环境污染治
理技术与设备,2006,7 (9):1-6.
[6]汤坤贤,游秀萍,林亚森,等.龙须菜对富营养化海水的生物修复[J].生
态学报,2005,25 (11):3044-3051.
[7]杨宇峰,费修绠.大型海藻对富营养化海水养殖区生物修复的研究与
展望[J].青岛海洋大学学报,2003,33(1):53-57.
[8]薛志欣,杨桂朋,王广策.龙须菜提取方法研究[J].海洋科学,2006,30
(8):71-72.
[9]王广策,张开岳,牛建峰,等.一种从龙须菜等含胶海藻中同时提取藻
红蛋白和琼胶的方法:中国,101138414A[P].2008
[10]王璐,李智恩.琼胶的研究及进展[J].海洋科学,1999,5(11):34-37.
[11]缪伏荣,李忠荣.琼胶的降解及其产物的开发应用[J].现代农业科技,
2007,（2）:125-128.
[12]张伟云,陈颢,汪水娟等.条斑紫菜中一种琼胶多糖的分离纯化及鉴
定[J].植物学通报,2000,17(5):429-434.
[13]Armisen R. World-wide use and importance of Gracilaria [J].J
Appl Phycol,1995,7:231-243.
[14]黄婷婷,叶李艺,沙勇,等.龙须菜提取琼胶碱处理工艺条件优化[J].化
学工程与装备,2010,(10):12-15.
[15]戚勃,杨贤庆,李来好,等.冷碱处理条件与龙须菜琼胶强度的关系[J].
食品科学,2009,30(20):23-26.
[16]李来好,陈培基,王道公,等.提取江蓠琼脂新工艺条件的研究[J].青岛
海洋大学学报,1995,(S1):227-233.
[17]蔡鹰,黄家康,吴湛霞.草酸在江蓠藻漂白中的应用研究[J].食品工业
科技,2002,23(11):25-27.
[18]黄家康,蔡鹰,李思东,等.江蓠漂白液清洗方法对提取琼胶的影响研
究[J].广东化工,2009,(3):91-93.
[19]赵谋明,邱慧霞,李小丽.江蓠藻酸化漂白及其琼胶分子结构保护的
研究[J].华南理工大学学报,1998,26(2):81-85.
[20] 司马发. 两种常用漂白剂对江篱和鸡毛藻琼胶质与量影响的研究
[J].湛江水产学院学报 1990,10(2):72-79.
[21]陆崇玉,邓赟,宋欣,等.龙须菜活性成分的研究开发进展[J].时珍国医
国药,2011,22(3):711-712.
[22]姚凡凡,刘生利,杨磊,等.江蓠生产琼胶残渣膳食纤维的制备及漂白
正交试验研究[J].广东化工,2010,37(206):32-33.
[23]许永安,陈菲菲,吴靖娜.江蓠提胶废渣制备不溶性膳食纤维工艺研
究[J].渔业现代化,2011,38(4):49-52.
[24]邱慧霞,赵谋明,彭志英.酶法海藻提胶工艺的研究[J].食品与机械,
1998,(2):15-16.
[25]Hromadkova Z,Ebringerova A.Ultrasonic extraction of plant
materials investigation of hemicellulose release from buckwheat
hulls[J].Ultrason Sonochem, 2003,10(3):127-133.
[26]蔡鹰,李思东,黄家康,等.海水替代淡水在江蓠加工中的应用研究[J].
广东化工,2009,36(11):115-116.
[27]张莉,许加超,薛长湖,等.琼胶流变学性质和胶凝性质的研究[J].中国
海洋药物杂志,2009,28(2):11-17.
[28]赵谋明.江篱加工高强度琼胶机理及其应用研究[D].广州:华南理工
大学,1995.
[29]赵谋明,邱慧霞,彭志英,等.江蓠琼胶提胶新工艺的研究[J].食品与发
酵工业,1997,23(2):3-7.
[30]黄少虹.琼脂凝胶强度的测定方法及 Rheo Meter的应用[J].广州食
品工业科技,2010,13(3):42-43.
[31]Freile-Pelegrin Y,Murano E.Agars from three species of
Gracilaria (Rhodophyta) from Yucatan Peninsula [J].Bioresource
Technol,2005,96 (3):295-302.




   
 







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