龙须菜提取琼胶碱处理工艺条件优化.docVIP

龙须菜提取琼胶碱处理工艺条件优化 l2 化学工程装备 Chemica1Engineeringamp;E0uiIment 2010年第lO期 2010年10月 龙须菜提取琼胶碱处理工艺条件优化 黄婷婷,叶李艺,沙勇,吐松,肖宗源,李晓民2,李永忠2李锦彬 (】.厦门大学化学化工学院化学工程与生物工程系,祸建厦门361005; 2.福建省泉州市大港湾琼脂制品有限公司,福建泉州362143) 摘要:为研究高温稀碱处理条件与龙须菜琼胶理化性质问的关系,利用正交试验研究了碱液浓度, 碱处理温度和碱处理时间三因素与龙须菜琼胶理化性质问的定量关系通过综合出胶率,硫酸基含量 和3,6.内醚.半乳糖含量的实验结果,得出三组最佳处理条件,再经验证试验,并最终由琼胶的凝胶强 度确定碱处理的最佳工艺条件为:碱液浓度为6%,碱处理温度为8O℃,碱处理时问为120min.为提 高龙须菜琼胶加工质量,降低成本提供了重要科学依据. 关键词:龙须菜;琼胶:凝胶强度 引言 碱处理是龙须菜琼胶生产过程中必不可少的工事,龙须 菜琼胶经碱处理后,可显着降低琼胶分子中的硫酸基含量 .1J硫酸基团是阻碍琼胶分子凝胶形成的主要因素【,碱 处理后人部分硫酸基被除去,这样凝胶形成能力增加,其去 OH NaOH 除机理见图l.同时,半乳糖硫酸酯转变为3,6内醚.半乳糖. 此.3.6内醚.半乳糖的含量也增加了,在琼胶凝胶形成螺 旋构型中氢键形成能力增大,见圈2.这两方面因素的影响 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 FiglSulfateremovalmechanismofalkali~eatment +SOJ 图2琼胶凝胶中稳定琼胶分子双螺旋结构的氢键 Fig2Hydrogenbondofdoublehelixstructureofstableagarmolecular 许多研究和实际生产表明,影响琼胶凝胶强度的因素主 要有碱浓度,处理温度和处理时间.国内外对江蓠碱处理方 法作过许多研究,概括起来主要有三种类型,即低温浓碱 法,中温浓碱法.高温稀碱法.前两种方法共同的缺点 是碱浓度高,耗量大,对环境污染严重,生产周期长.而高 温稀碱法碱耗量低,生产周期短.因此,国外江蓠琼胶生 产多采用此法.但是,采用高温稀碱法,控制不好容易造成 胶质进入碱液而损失.不过,国内赵谋明【,王铭和【】对此 法进行了研宄和报道,证实只要控制好碱浓度,处理温度和 处理时问的关系,琼胶损失可降到很低水平,可显着提高琼 黄婷婷:龙须菜提取琼皎碱处理工艺条件优化l3 胶凝胶强度. 奉研究通过正交试验法,采用高温稀碱法对龙须菜进行 处理,研究温度,碱液浓度和处理时间等工艺参数对龙须菜 出胶率,硫酸基含量和3,6内醚.半乳糖含量的影响,确定 了最佳工艺条件. 1材料与方法 I.1材料与仪器 1.1.1实验原料 龙须菜:由福建某琼胶制造厂提供(水分含量为l9.2%) 1.1.2仪器设备 Tl1.1900双光速紫外可见分光光度计(北京普析通用仪 器有限责任公司); CSlOl型电热鼓风干燥箱(重庆实验设备厂): AP.0lP真空泵(天津奥特赛恩斯仪器有限公司); YH系列【乜热器(江苏近湖镇教学仪器厂): DW-FL90冰箱(中科荧菱低温科技有限责任公司): 数显恒温水浴锅(上海悔香仪器有限公司): 电饭锅(万利达集团有限公司): 其他均为实验室常用玻璃仪器. 1.2琼胶提取方法 1.2.1提取原理与工艺流程 琼胶的提取原理是基于琼胶不溶于冷水,而在90℃以 上的热水中可以以胶体形式分散于水中,成为溶胶川.龙须 菜经热水提取,趁热过滤,滤液冷却后生成凝胶,然后经过 脱水,干燥即得琼胶. 基本工艺流程如下: 龙须菜—--.圃—囹—--.圃—圈——圜—--.圈 l I t 琼胶一圈一回一匝段收 目3龙须菜琼胶提取丁艺流程图 Fig3ProcesschartofagarextractionfromGracilarialemaneiformis 1.2.2丁艺流程简述 预处理:实验前除去原料中的泥沙和jC他杂物, 碱处理:将龙须菜投入一定浓度的氰化钠溶液中. 一 定温度下的恒温水浴锅中处理一定时间.藻体质量碱用 量比为1:20(g/mL). 漂亡j:将碱处理后的坨须菜投入何效氯浓度为0.10%和 DH值为9左右的次氯酸钠和盐酸反应制得的漂[j液中,漂 [』10min后,卉之漂白液,然后用2.5%的盐睃浸泡5rain. 怠即倒干陵化液用蒸馏水洗歪中性. 提胶及过滤:将水洗后的龙须菜放入烧杯中,加200mL 蒸馏水,用保鲜膜封住烧杯l====I放哇三饭锅中煮3h.降温后, 取出烧杯用八层纱布过滤,向滤渣中{Ⅱ加lo0mL蒸馏水, 同样条件下煮1.5h,合并两次滤液. 凝胶:让滤液冷却至室温,自动形成