高强度凝花菜胶制备的研究

凝花菜隶属于红藻门、凝花菜科，广泛分布于热带海洋。在我国主要集中分布于海南文昌沿海一带，是保护繁殖的珍贵海藻品种之一。此外，广东省的硇洲岛、台湾省南部及海南省临高、琼海、儋州沿海也有分布，但数量极少，没有开采价值。
文昌市海藻养殖场的工业生产证明，凝花菜是提制琼胶的优质原料，用淡水洗净并经日光漂白的凝花菜，产胶率达38%以上，凝胶强度条状胶600g/ cm2，粉状胶800g/ cm2。近年来，市场上特别是出口市场对琼胶质量的要求越来越高，主要是凝胶强度，一般要求不小于1000g/cm2。我们就提高凝花菜胶的凝胶强度进行了研究，取得了显著的成效，现报告如下：
一、实验材料和方法
1．实验材料
（1）凝花菜，文昌市冠南沿海产，经反复用淡水水洗和日光漂白晒干后入库。
（2）氢氧化钠、次氯酸钠、草酸均为市售工业级。
（3）凝胶强度测定器为AG1200琼胶强度测定器，深圳琼胶工业公司生产。
（4）电热恒温水浴锅，C-86型，广州越秀医疗器械厂生产。
（5）压力锅，工作压力70±10kpa，安全压力90±10kpa，广东阳江市小刀总厂生产。
（6）粉压机，XA-1型，江苏姜堰市分析仪器厂生产。
（7）压榨脱水机，自制，用5t千斤顶压榨税水。
（8）恒温干燥箱，GZX-OH-40X，上海跃进医疗器械厂生产。
2．实验方法
（1）碱处理 称取上述凝花菜25g，在1000ml烧杯里，加500ml不同浓度的NaOH溶液，在水浴锅里加热至一定的温度后恒温不同的时间，捞起洗净至中性，并浸泡2小时，加500ml水，用10mlNaClO漂15分钟，水洗1次，再加10ml10%H2C2O42H2O酸化15-25分钟不等，洗净至中性，并浸泡1小时提胶。
（2）提胶 将上述酸化漂白处理后的凝花菜，加水1000ml于压力锅中加压提胶至排气30分钟，强制冷却。用一种表面带有毛的工业滤布扭压过滤，凝固，压榨脱水，干燥，粉碎。（水份约11%）。
（3）凝胶强度测定 称取粉状琼胶1.5g，加水98.5g（即浓度1.5%），在压力锅中加压溶解30分钟，补充蒸发量，然后倒进3个25ml的称量瓶中，20℃冷却10小时，用凝胶强度测定器测定，以g/cm2表示。
（4）产胶率 产胶率=产品重量÷原料重量×100%
二、工艺流程
原料→碱处理→清洗→漂白→清洗→酸化→清洗→提胶→过滤→冷却凝固→压榨脱水→干燥→粉碎。
三、结果与讨论
1．碱处理对凝胶强度的影响
从以上试验结果中可以看出，碱处理可以大幅度提高凝花菜胶的凝胶强度，从原来的800g/cm2提高到1650g/cm2，提高了1倍。用不同的碱浓度对凝花菜进行处理，碱浓度以2.5%和5%最好，强度都为1650g/cm2。浓度继续增大，在15%以后，强度逐渐缓慢下降，但在35%的浓度时，强度仍然可以达到1100g/cm2的高强度。见表1。
琼胶主要是由琼胶素和琼胶酯组成。琼胶素是由琼胶二糖为基本重复单体的长链结构，即以1，3联接的β-D-半乳糖和1，4联接的α-3，6-内醚-L-半乳糖交替连接起来的长链结构。琼胶酯则是由琼胶二糖的衍生物所构成。各种红藻琼胶中所含的琼胶二糖的衍生物所构成。各种红藻琼胶中所含的琼胶二糖的衍生物各不相同，因而千万各种红藻琼胶性质上也各有差异。琼胶中如果琼胶素含量高，凝胶强度就高，反之，如果琼胶酯含量高，则强度低。琼胶酯中含有较高的硫酸基是造成凝胶强度低的主要原因。碱处理可以除去L-半乳糖或D-半乳糖C6、C3上所带的硫酸基，使之转变为3，6-内醚-L-半乳糖或是，6内醚-D-半乳糖。换言之，也就是使琼胶酯结构转变为琼胶素结构，因而经碱处理后提高了琼胶的凝胶强度。
从表2可以看出，碱处理的时间对凝花菜胶的强度影响不大，处理1小时，强度就达了1350g/cm2，而处理10小时，强度1450g/cm2，而处理10小时，强度1450g/cm2；处理2-6小时，强度均在1600g/cm2左右。
碱处理的温度对凝花菜胶强度的影响也较小,虽然处理温度在60-70℃，强度较低些，但仍有1200-1350g/cm2。而处理温度继续上升至100℃，凝胶强度保持在1500-1650g/ cm2 之间，变化不大。见表3。
2．碱处理对凝花菜胶产胶率的影响
从试验结果可以看出，凝花菜经碱处理后，产胶率都要比未经碱处理的41.2%低，这是由于凝花菜经热碱处理后，部分胶质溶解在碱液中的缘故，经多次处理后的碱液变稠，可以证明这一点。
从表1可以看出，碱浓度在2.5%和5%时，产胶率最高，为38.5%左右；碱浓度在10%-25%之间，产胶率基本上没有大的变化，只有碱浓度上升到30%以后，产胶率才较大的下降，浓度35%时，产胶率降至33.6%。
碱处理的时间在3小时以内，产胶率都较高，达到38.6。以后随着时间的延长，产胶率也逐渐下降，处理10小时，产胶率下降至29.6%，下降的幅度较大，见表2。
从碱处理的温度来看，温度在70-80℃之间可以获得38.7%-38.6%的高产胶率，温度继续上升达85℃以上，效益可观。
四、小结
1．凝花菜经热碱改性处理后，凝胶强度有很大的提高，从原来的800 g/cm2提高到1650 g/cm2，提高了1倍。
2．凝花菜经热碱改性处理后，产胶率下降的幅度较大。
3．高强度凝花菜胶碱改性处理的最佳工艺条件为：碱浓度2.5%，时间3小时，温度75-80℃。