全 文 ：专 辑
1 99 5年 2 1月
青 岛 海 洋 大 学 学 报
J O UR N AL F O O C E AN UN IV R EF T S I Y O QN ID G A O
sP
.
I s s u e
D e e
. ,
1 9 9 5
提取江篱琼脂新工艺条件的研究 `
李来好 陈培基 王道公 吴燕燕
( 中国水产科学研究院南海水产研究所水产加工研究室 )
摘 要 采用 “ 高温稀碱法 ”提取江篱琼脂 ,系统地研究了江离的碱处理 、 漂白和提胶的新工
艺条件 。 其主要特点是 : ( 1 )在碱处理中 ,添加了葱衍生物 ,使琼脂的产率提高 3% 。 (2 )在第 1
次漂白中 ,添加了氨基磺酸盐 ,使琼脂的凝胶强度提高 7 0 9 c/ m Z 。 ( 3) 采用 “三合一 ”法 ,把碱处
理 、 漂白和提胶集中在同一容器中进行操作 ,所需时间约 10 h 。 最终产品的凝胶强度达 7 0 0 9 /
c m , 以上 ,颜色为类白色 。
关键词 江篱 ;琼脂 ;工艺条件 ;产率 ;凝胶强度 ;颜色
琼脂 ( A ga r ) , 又称琼胶 、 冻粉 ,是由某些红藻类植物提取 出来的一种极有经济价值的
多糖 ,具有特殊的理化性质 ,可广泛地应用于食品 、 轻工 、 医疗和科研等方面 , 我国的福建 、
广东 、 广西和海南等省的琼脂工业以江篱为主要原料 ,末水紫菜次之 。近年来 , 随着养殖业
的发展 , 江篱的养殖生产蒸蒸 日上 ,估计目前我国江篱的年产量为 l x 1 04 一 2 x l少 t 。 但是
由于提取江篱琼脂的生产工艺较落后 ,生产成本较高 ,对环境污染较为严重 , 而且生产的
产品在质量上大都达不到工业应用的要求 。 因此 ,立项研究提取江篱琼脂的新工艺 ,探索
江篱的碱处理 、漂白和提胶的新工艺条件 , 以提高琼脂的凝胶强度 、 白度和产率 ,增加琼脂
生产的经济效益 。
1 材料与方法
1
.
1 原料 在广东省海丰县收购的细基江篱 ,藻体纤细 ,呈 圆柱状 , 暗紫色 , 经过清洗和
晒干 ,江篱的精选率约为 48 % 。
1
·
2 检测方法
1
.
2
.
1 凝胶强度的知定 〔 , , 2] 配制 1 . 5 %琼脂溶液 ,倒入规定大小的容器中 ,冷却成为凝
胶 ,在 20 ℃恒温箱中保温 1 h6 左右 ,用 日寒式凝胶强度测定仪测定 。
L .2 2 水分的浏定 用 S C 一 69 一 02 型水分快速测定仪测定 。
1
·
2
.
3 产率的 汉明定 [ 3〕
式 中 , w : : 琼脂重 ( g ) ,
w
Z : 江篱重 ( g ) ,
y ( 写 ) = w
;
( l一 r l )
w
:
( l一 r Z ) X 1 0 0
r : : 琼脂的水分含量 ( % )
r : : 江篱的水分含量 ( % )
承蒙青岛海洋大学陈修白教授审阅 、修改 , 特此致谢 。
收稿 日期 : 1 9 9 5一 0 5一 3 0 ;修订日期 : 1 9 9 5一 1 2一 2 1
青 岛 海 洋 大 学 学 报 1 9 9 5年
1
.
2
.
4 透光率的 浏定4j [配制 。 . 1 %琼脂溶液 , 以蒸馏 水调节透光率为 1 0 % ,用 7 21
分光光度计测定 。
.1 3 工艺流程
1
.
3
.
1 工 艺流程处理过程如下
碱液回收
江篱预处理~ 碱处理~ 水洗~ 漂白~ 水洗~ 提胶~ 过滤~ 装盘~ 自然冷凝~ 切条~
冻结一解冻~ 脱水~ 干燥~ 检验~ 包装~ 成品
1
.
3
.
2 工 艺流程 简述
江篱预处理 : 在实验前除去江篱中的泥沙及其他杂物 ,并测定其水分 ,以便计算琼脂
的产率 。
碱处理 : 采用高温稀碱法〔 , 一 ’ , ` 3 〕 ,碱液用量 以浸过藻体为宜 ,一般用量为江篱藻体重
的 12 倍 , 然后加热至所需温度 , 加入添加剂 ,搅拌均匀 , 再加入江篱 , 恒温处理一定时间
后 , 回收碱液 ,并将江篱充分水洗接近中性 。
漂白 :用次氯酸钠和盐酸对碱处理后的江篱藻体进行第 1 次漂白〔` , ’ 。〕 ,在漂白液中添
加缓冲剂 10[ 〕 , 漂 白液用量为江篱重的 10 倍 , 漂白一定时间后 , 排去漂白液 ,水洗 , 再用高
锰酸钾和草酸进行第 2次漂白 l0[ 〕 ,漂白后将藻体充分水洗至中性 。
提胶 : 把已漂洗至中性的江篱藻体在一定的压力和时间下提胶 5[, `习 ,用水量为江篱重
的 15 倍 ,趁热过滤 ,滤渣再加水进行第 2 次提胶 , 时间和用水量均减半 ,将两次提取的胶
液混合 , 自然冷却凝固后 ,切成 36 0 x 6 X 6( m m )的细长方条 。
以上碱处理 、漂白和提胶三大步骤是在同一容器中进行 ,生产时间约 I Oh 。
冻结和解冻脱水 :将切好的条状凝胶放于一 20 ℃一一 25 ℃下冻结 3 h0 左右 s[, ` 2〕 ,胶条
即可完全冻结 。 冻结完成后 , 进行解冻脱水 ,使冰晶融化 , 用清水漂洗胶条至清晰 、发亮为
止 ,使泡沫和溶于水的色素等随之流失而除去 ,然后用离心机甩干 。
干燥和检验 : 将甩干后的胶条排整均匀 , 排放在通风的尼龙 网架上 , 于 日光下晒干或
于 4 0℃一 5 0℃的烘箱中烘干 。 产品干燥后 , 测定其水分 、凝胶强度 、 产率和透光率等指标 。
2 结果与讨论
.2 1 碱处理工艺条件的举择 选择不同的碱浓度 、温度和时间对江篱进行碱处理 , 同时
在碱处理中添加葱衍生物 。 试验结果见表 1~ 表 3 。
表 1一表 4 结果显示 , 碱浓度 、 碱温度和碱处理时间都是影响琼脂生产率和凝胶强度
的主要 因素 。 只有三者配合好 ,才能使硫琼脂中的 L 一半乳糖一 6一硫酸酷充分转化为 3 . 6
一 内醚 一 L 一半乳糖 , 即去掉硫琼脂中的硫酸基 ,使凝胶强度低的硫琼脂转化为凝胶强度
高的琼脂素 , 并且尽量减少琼脂分子的碱解 。 综合试验结果 ,从产品的质量和成本方面考
虑 , 以碱浓度为 3% ,碱温度为 90 士 2℃和碱处理时间为 1 2 o im n 的条件进行碱处理 ,其结
果最佳 。 表 4 的结果显示 , 葱衍生物能提高琼脂的产率达 3% ,其添加量以 0 . 05 %为佳 。 由
于高温稀碱法的处理温度较高 ,使部分琼脂被碱解而损失 ,而在碱处理中添加葱衍生物 ,
能使琼脂分子的还原性末端基变稳定 14[ 〕 ,减弱了碱在高温下对琼脂分子的降解 。
增刊 李来好等 :提取江篱琼脂新工艺条件的研究 2 2 9
表 1碱浓度对琼脂的产率和凝胶强度的影响 `
T
ab l e 1T h e ef e et of e on e en t r at ion of N a OH on t h e y ield an d g el st r en gt h
碱浓度 ( 肠 )产 率 ( 写 )凝胶强度 ( g / e mZ )
N a O( H % ) Y i eld ( % ) G el st r n e gt h ( g / e mZ )
1 1 7
.
2 2 2 5
2 18
.
8 38 5
2 3 1
.
4 56 5
52 1
.
56 54
2 70
.
8 5 5 7
920
.
5 5 58
0 120
.
6 5 50
二 温度为 90 士 2,C , 时间为 1 2 0 m i n
表 2 碱温度对琼脂的产率和凝胶强度的影响 ’
T
a b le 2 T h e e f f e e t o f t e m p e r a t u r e o f N a O H o n t h e y i e ld a n d g e l s t r e n g th
碱温度 ( ℃ ) 产 率 ( % ) 凝胶强度 ( g / e m Z)
T e m p e r a t u
r e o f N a 0 H ( ,C ) Y i e ld (% ) G e l s t r e n g t h ( g /e m Z )
7 0士 2 2 1。 8 1 8 5
7 5士 2 2 1 . 7 2 0 5
8 0士 2 2 1 . 9 3 25
8 5士 2 2 1 . 6 4 4 5
9 0士 2 2 1 。 7 5 8 5
9 5士 2 2 0 . 8 5 8 1
1 0 0士 2 2 0 . 4 5 8 2
, 碱浓度为 3 % ,时间为 1 2 0 m i n
表 3 碱处理时间对琼脂的产率和凝胶强度的影响 ’
T
a b l e 5 T h e e f fe e t o f t r e a t m e n t t im e o f N a O H o n t h e y ie l d a n d g e l s t r e n g t h
碱处理时间 ( m i n) 产 率 ( % ) 凝胶强度 ( g c/ m , )
T r e a t m e n t t im e o f N a 0 H ( m in ) Y i e ld ( 写 ) G e l s t r e n g t h ( g / e m Z )
奋 2 2 . 1 15 0
6 0 2 1
.
8 3 25
9 0 2 1
。
9 4 78
1 2 0 2 1
.
8 5 8 2
1 5 0 2 0
.
2 5 8 0
1 80 1 9
.
8 5 8 5
2 1 0 1 9
.
1 5 9 0
2 4 0 1 8
.
4 5 7 8
二 碱浓度为 3 % ,温度为 90 士 2℃
23 0青 岛 海 洋 大 学 学 报 19 9 5 年
表 4在碱处理中添加葱衍生物对琼脂的产率和凝胶强度的影响
T
a b le 4 T he e f fe e to fa n tha re e ne de ri va ti veo n t hey i e lda ndg
e
l
s t re ng t hi n
a
lk a li t re a tm e n t
葱衍生物 (% ) 产 率 (% ) 凝胶强度 (g /em Z)
A n t ha re e e n de ri a v ti ve (% ) Y i e ld (写) G e ls t re ng t h (g /em Z)
01 2
.
85 4 2
0
。
05 2 23
。
7 5 3 2
0
.
05 0 2 4
.
85 1 4
0
,
0 7 5 2 4
.
8 5 3 8
0
.
1 0 0 2 5
.
0 5 4 2
2
.
2 漂白工艺条件的选择 采用两次漂白 ,第 1 次为次氯酸钠和盐酸配合使用 ,并在漂
白液中添加氨基磺酸盐 ,第 2 次使用高锰酸钾和草酸进行漂白 ,选择不同的技术条件进行
试验 , 结果列于表 5一表 9 。
表 5 次氯酸钠浓度对琼脂的产率 、凝胶强度和颜色的影响 `
T
a b l e 5 T h e e f f e e t o f e o n e e n t r a t io n o f N a C IO o n t h e y ie l d
,
g e l s t r e n g t h a dn
e o lo u r
次抓酸钠浓度 (% ) 产 率 (% ) 凝胶强度 ( g / e m Z ) 颜 色
N a C 10 (% ) Y i e l d (写 ) G e l s t er n g t h ( g / e m Z ) C o lo u r
0
。
0 5 2 5
.
1 6 4 8 较黄
0
.
1 0 2 4
.
9 6 4 0 微黄
0
.
1 5 2 4
.
8 6 0 5 微黄
0
.
2 0 2 5
.
0 5 8 6 微黄
, 漂白液 p H 值为 5 ,漂白时间为 15 m in
表 6 漂白液 p H 值对琼脂的产率 、 凝胶强度和颜色的影响 “
T
a b le 6 T h e e f e e t o f t h e pH o f b l e a e h i n g s o l u t io n o n t h e y ie l d
,
g e l s t r e n g t h a n d e o lo u r
漂白液 p H 值 产 率 ( % ) 凝胶强度 ( g c/ m Z ) 颜 色
p H of b l e a e h i n g
s o lu t i o n 才 Y i e ld ( % ) G e l s t r e n g t h ( g / e m Z ) C o lo u r
2 2 3
.
2 3 1 5 微黄
3 2 4
.
1 4 7 4 微黄
4 2 4
.
8 6 3 7 微黄
5 2 4
.
7 6 4 3 微黄
6 2 4
.
6 6 4 5 微黄
7 2 3
。
5 64 8 较黄
* 次抓酸钠浓度为 。 . 1% ,漂白时间为 15 m in
增刊 李来好等 :提取江篱琼脂新工艺条件的研究 23 1
表 7 漂白时间对琼脂的产率 、 凝胶强度和颜色的影响 “
T
a b le7 T he e fe fe to f b la e e hi ng tim e
o n t hey i e l d
,
g e l
s t er n g t h
a n d
e o l o u r
漂白时间 ( m in )
B l e a e h in g t im e ( m in )
产 率 ( 肠 )
Y i e ld ( % )
凝胶强度 ( g / e m Z )
G e l s t er
n g t h ( g / e m Z )
2 4
.
8
2 4
.
9
6 5 8
6 4 3
2 4
.
8
2 4
.
1
6 4 0
6 0 2
2 3 8 5 8 1
颜 色
C o l o u r
褐黄
较黄
微黄
微黄
微黄
510巧25
, 次抓酸钠浓度为 0 . 1% , 漂白液 p H 值为 5
表 8 在次氮酸钠漂白中氨基磺酸对琼脂的产率 、凝胶强度和颜色的影响
T
a b le 8 T h e e f f e e t o f a m in
o s u
l fo n ie a e i d s a l t o n th e y ie l d
,
g e l s t r e n g t h a n d e o lo u r i n N a C IO b l e a e h i铭
氨基磺酸盐 ( 写 )
A nr i n o
s u l f o n i e a e id s a l t ( % )
产 率 (% )
Y i e ld (% )
凝胶强度 ( g / e m Z )
G e l s t r e n g t h ( g / e nr Z )
颜 色
C o lo u r
0
0
.
0 2 5
2 4
.
8
2 4
.
7
6 4 2
6 7 8
0
.
0 5 0 7 1 2
0
。
0 7 5
2 4
.
8
2 4
.
9 7 1 5
0
.
1 0 0 2 4
.
7 7 1 4
微黄
微黄
微黄
微黄
微黄
表 9 高锰酸钾浓度和漂白时间对琼脂的产率 、 凝胶强度和颜色的影响
T a b l e 9 T h e e f f e e t o f e o n e e n t r a t io n o f K M n O
。 a n d b l e a e h i n g t im e o n t h e y ie l d
,
g e l s t r e n g t h a n d e o l o u r
高锰酸钾浓度 (% ) 漂白时间 ( nr i n ) 产 率 (写 ) 凝胶强度 ( g / e m Z ) 颜 色
K M n O ; (写 ) B l e a e h i n g t im e ( m in ) Y i e l d (% ) G e l s t r e n g t h ( g / e m Z ) C o l o u r
0
。
0 0 5 15 2 4
.
5 7 0 3 较白矛 2 4 . 7 6 9 8 白
0
.
0 10 2 4
.
6 6 9 5 白
0
.
0 1 5 2 4
.
5 6 9 5 白
0
.
0 2 0
0
.
0 1 0 5 2 4
.
8 7 1 3 较白
1 0 2 4
.
9 7 0 5 较白
1 5 2 4
。
8 7 0 6 白
2 0 2 4
.
2 7 0 0 白
2 5 2 3
。
8 6 9 2 白
, 用 。 . 2肠草酸为还原剂
青 岛 海 洋 大 学 学 报 1 9 9 5年
表 5一表 7结果显示 , 漂白液浓度不是影响琼脂产率和凝胶强度的主要因素 ,影响较
大的是漂白液的酸度 , 随漂白液的酸性增强 ,产率和凝胶强度下降 。 漂白时间对琼脂的产
率和凝胶强度也有一定的影响 。 综合试验结果 ,从产品的质量和成本方面考虑 ,选择次氯
酸浓度为 .0 1 % 、 漂白液 p H 值为 4一 6 和漂白时间为 1 5m in 的条件进行第 1 次漂白 ,其结
果最佳 。 表 8 的结果显示 ,氨基磺酸盐添加量为 0 . 05 % 以上 ,琼脂的凝胶强度可提高 7 0 9 /
c m
, ,其添加量以 0 . 05 写为佳 。 由于次氯酸钠对琼脂分子的氧化 ,会导致分子链的断裂 ,而
氨基磺酸盐能减弱次氯酸钠对琼脂分子的氧化 10[ 〕 ,减少琼脂分子的裂解 。 表 9 的结果显
示 ,高锰酸钾浓度和漂白时间主要影响琼脂的白度 ,对琼脂的产率和凝胶强度没多大影
响 。 选择高锰酸钾浓度为 。 . 01 %和漂白时间为 巧 m in 的条件进行第 2 次漂白 ,其结果最
佳 ,琼脂的颜色达洁白色 。
2
.
3 提胶工艺条件的选择 采用不 同的压力和 时间对江篱进行提胶 ,观察不同提胶压
力和时间对琼脂的产率 、凝胶强度和透光率的影响团 。 结果列于表 1 0 。
表 1 0
T
a b l e 1 0
提胶压力和时间对琼脂的产率 、凝胶强度和透光率的影响
T h e e f f e e t o f p r e s s u r e a n d t im e o f e x t r a t i o n a g a r o n t h e y i e l d
,
g e l s t r e n g t h a n d t r a n s p a r e n e y
提胶压力 ( M P a) 提胶时间 ( m in ) 产 率 (% ) 凝胶强度 ( g / e m Z ) 透光率 ( % )
E x t r a t i o n P r e s s u r e (M P a ) E x t r a t i o n t im e ( m i n ) Y i e ld ( % ) G e l s t r e n gt h ( g / e m Z ) T ar n s p a r e n e y (肠 )
0 3 0 2 4
.
6 7 15 8 3
。
5
0
.
0 2 2 4
.
8 70 6 9 1
.
1
0
.
0 3 2 4
.
8 69 8 9 5
。
8
0
。
0 4 2 4
。
8 6 64 9 5
.
6
2 4
.
9 6 4 1 9 5
.
5
0
.
0 3 1 0 2 4
.
4 7 0 8 9 5
.
2
2 0 2 4
.
5 7 0 2 9 5
。
5
3 0 2 4
.
9 7 0 3 9 5
.
1
4 0 2 5
.
0 6 8 5 9 4
.
8
5 0 2 4
.
8 6 6 1 9 4
.
5
表 10 的结果显示 , 提胶压力和提胶时间掌握得是否适当 ,直接影响琼脂的凝胶强度
和透光率 。 选择提胶压力为 。 . 03 M P a 、提胶时间为 30 im n ,其结果最佳 。
3 小 结
`
( 1) 碱浓度为 3% ,减少了对环境的污染 , 同时降低了琼脂的生产成本 ,提高了琼脂生
产的经济效益 。
( 2) 在碱液中添加葱衍生物 ,对江篱进行高温稀碱的处理 , 克服了以前 “ 高温稀碱法 ”
中胶液流失严重的特点 ,使琼脂的产率提高 3% 。
增刊 李来好等 :提取江篱琼脂新工艺条件的研究 2 3 3
( 3)在第 1次漂白中 ,添加氨基磺酸盐 , 能减弱次氯酸钠对琼脂分子的氧化 ,使琼脂的
凝胶强度提高 70 9 c/ m Z 。 使用高锰酸钾和草酸进行第 2 次漂白 ,主要去掉江篱藻体中的藻
红素 ,使产品洁白 ,而且在贮存过程中不易返黄 。
( 4) 采用低压提胶 ,避免江篱在提胶过程 中发现翻滚 ,使提取出来的胶液澄清 ,易于过
滤 ,且产品的透光率好 。
( 5) 本工艺最终产品的凝胶强度达 70 0 9 c/ m , 以上 ,颜色为类白色 。
( 6) 不同 品种和产地的江篱 , 其皮层厚薄 、髓部细胞大小不同 ,工艺条件应用适当调
整 。
( 7) 本工艺的操作采用 “ 三合一 ” 法 ,把碱处理 、漂白和提胶三大步骤集中在同一容器
中进行操作 ,完成三大步骤所需时间约 1h0 。 降低了劳动强度 ,提高了生产效率 。
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AN E WP R O C E S S
R A G AR F O M
F OR P R OD U C IN G
GR A C IL R A IA
L iL a ih a oh C en P e ij i W
an gD a o g on g W
u Yn a y an
( A g u at i e
S o ut h Ch in a
P r od
u ct P r o c e s s in gD iv i s i on f o
S e aF i sh er i e s In st it ut e
,
C A F S
.
)
A b s t r 8 C t
T h i s p a p e r r e p o r t s t h e t e e h n o l o g y f o r p r o d u e i n g a g a r f r o m g r a e i l a r i a b y h i g h
t e m p e r a t u r e a n d l o w a l k a li
.
T h e n e w t e e h n o l o g y i n v o l v e s a lk a l i t r e a tm e n t
,
b l e a e h
-
in g a n d e x t r a e t i n g a g a r o f g r a e i r i a
.
T h e m a i n f e a t u r e s o f t h i s n e w t e e h n o l o g y a r e
( 1 ) A n t h r a e e n e d e r i v a t iv e i n e r e a s e s t h e y i e ld o f a g a r b y 3% i n t h e N a O H t r e a t
-
m e n t
.
( 2 ) A m i n o s u l f o n i e a e id s a l t i n e r e a s e s t h e g e l s t r e n g t h o f a g a r b y 7 0 9 / e m
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2
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