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高強度凝花菜膠制備的研究

放大字體  縮小字體 發布日期:2005-10-17
    凝花菜隸屬于紅藻門、凝花菜科,廣泛分布于熱帶海洋。在我國主要集中分布于海南文昌沿海一帶,是保護繁殖的珍貴海藻品種之一。此外,廣東省的硇洲島、臺灣省南部及海南省臨高、瓊海、儋州沿海也有分布,但數量極少,沒有開采價值。
  文昌市海藻養殖場的工業生產證明,凝花菜是提制瓊膠的優質原料,用淡水洗凈并經日光漂白的凝花菜,產膠率達38%以上,凝膠強度條狀膠600g/ cm2,粉狀膠800g/ cm2。近年來,市場上特別是出口市場對瓊膠質量的要求越來越高,主要是凝膠強度,一般要求不小于1000g/cm2。我們就提高凝花菜膠的凝膠強度進行了研究,取得了顯著的成效,現報告如下:
  一、實驗材料和方法
  1.實驗材料
  (1)凝花菜,文昌市冠南沿海產,經反復用淡水水洗和日光漂白曬干后入庫。
  (2)氫氧化鈉、次氯酸鈉、草酸均為市售工業級。
  (3)凝膠強度測定器為AG1200瓊膠強度測定器,深圳瓊膠工業公司生產。
  (4)電熱恒溫水浴鍋,C-86型,廣州越秀醫療器械廠生產。
  (5)壓力鍋,工作壓力70±10kpa,安全壓力90±10kpa,廣東陽江市小刀總廠生產。
  (6)粉壓機,XA-1型,江蘇姜堰市分析儀器廠生產。
  (7)壓榨脫水機,自制,用5t千斤頂壓榨稅水。
  (8)恒溫干燥箱,GZX-OH-40X,上海躍進醫療器械廠生產。
  2.實驗方法
  (1)堿處理 稱取上述凝花菜25g,在1000ml燒杯里,加500ml不同濃度的NaOH溶液,在水浴鍋里加熱至一定的溫度后恒溫不同的時間,撈起洗凈至中性,并浸泡2小時,加500ml水,用10mlNaClO漂15分鐘,水洗1次,再加10ml10%H2C2O42H2O酸化15-25分鐘不等,洗凈至中性,并浸泡1小時提膠。
  (2)提膠 將上述酸化漂白處理后的凝花菜,加水1000ml于壓力鍋中加壓提膠至排氣30分鐘,強制冷卻。用一種表面帶有毛的工業濾布扭壓過濾,凝固,壓榨脫水,干燥,粉碎。(水份約11%)。
  (3)凝膠強度測定 稱取粉狀瓊膠1.5g,加水98.5g(即濃度1.5%),在壓力鍋中加壓溶解30分鐘,補充蒸發量,然后倒進3個25ml的稱量瓶中,20℃冷卻10小時,用凝膠強度測定器測定,以g/cm2表示。
  (4)產膠率 產膠率=產品重量÷原料重量×100%
  二、工藝流程
  原料→堿處理→清洗→漂白→清洗→酸化→清洗→提膠→過濾→冷卻凝固→壓榨脫水→干燥→粉碎。
  三、結果與討論
  1.堿處理對凝膠強度的影響
  從以上試驗結果中可以看出,堿處理可以大幅度提高凝花菜膠的凝膠強度,從原來的800g/cm2提高到1650g/cm2,提高了1倍。用不同的堿濃度對凝花菜進行處理,堿濃度以2.5%和5%最好,強度都為1650g/cm2。濃度繼續增大,在15%以后,強度逐漸緩慢下降,但在35%的濃度時,強度仍然可以達到1100g/cm2的高強度。見表1。
  瓊膠主要是由瓊膠素和瓊膠酯組成。瓊膠素是由瓊膠二糖為基本重復單體的長鏈結構,即以1,3聯接的β-D-半乳糖和1,4聯接的α-3,6-內醚-L-半乳糖交替連接起來的長鏈結構。瓊膠酯則是由瓊膠二糖的衍生物所構成。各種紅藻瓊膠中所含的瓊膠二糖的衍生物所構成。各種紅藻瓊膠中所含的瓊膠二糖的衍生物各不相同,因而千萬各種紅藻瓊膠性質上也各有差異。瓊膠中如果瓊膠素含量高,凝膠強度就高,反之,如果瓊膠酯含量高,則強度低。瓊膠酯中含有較高的硫酸基是造成凝膠強度低的主要原因。堿處理可以除去L-半乳糖或D-半乳糖C6、C3上所帶的硫酸基,使之轉變為3,6-內醚-L-半乳糖或是,6內醚-D-半乳糖。換言之,也就是使瓊膠酯結構轉變為瓊膠素結構,因而經堿處理后提高了瓊膠的凝膠強度。
  從表2可以看出,堿處理的時間對凝花菜膠的強度影響不大,處理1小時,強度就達了1350g/cm2,而處理10小時,強度1450g/cm2,而處理10小時,強度1450g/cm2;處理2-6小時,強度均在1600g/cm2左右。
  堿處理的溫度對凝花菜膠強度的影響也較小,雖然處理溫度在60-70℃,強度較低些,但仍有1200-1350g/cm2。而處理溫度繼續上升至100℃,凝膠強度保持在1500-1650g/ cm2 之間,變化不大。見表3。
  2.堿處理對凝花菜膠產膠率的影響
  從試驗結果可以看出,凝花菜經堿處理后,產膠率都要比未經堿處理的41.2%低,這是由于凝花菜經熱堿處理后,部分膠質溶解在堿液中的緣故,經多次處理后的堿液變稠,可以證明這一點。
  從表1可以看出,堿濃度在2.5%和5%時,產膠率最高,為38.5%左右;堿濃度在10%-25%之間,產膠率基本上沒有大的變化,只有堿濃度上升到30%以后,產膠率才較大的下降,濃度35%時,產膠率降至33.6%。
  堿處理的時間在3小時以內,產膠率都較高,達到38.6。以后隨著時間的延長,產膠率也逐漸下降,處理10小時,產膠率下降至29.6%,下降的幅度較大,見表2。
    從堿處理的溫度來看,溫度在70-80℃之間可以獲得38.7%-38.6%的高產膠率,溫度繼續上升達85℃以上,效益可觀。
  四、小結
  1.凝花菜經熱堿改性處理后,凝膠強度有很大的提高,從原來的800 g/cm2提高到1650 g/cm2,提高了1倍。
  2.凝花菜經熱堿改性處理后,產膠率下降的幅度較大。
  3.高強度凝花菜膠堿改性處理的最佳工藝條件為:堿濃度2.5%,時間3小時,溫度75-80℃。
 
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