CN109824794A

CN109824794A - 一种卡拉胶的制备方法

Info

Publication number: CN109824794A
Application number: CN201910191076.XA
Authority: CN
Inventors: 李清彪; 李睿; 倪辉; 姜泽东; 朱艳冰; 肖安风; 黄高凌; 李利君; 杨远帆; 蔡慧农
Original assignee: Jimei University
Current assignee: Jimei University
Priority date: 2019-03-12
Filing date: 2019-03-12
Publication date: 2019-05-31

Abstract

本发明提供了一种卡拉胶的制备方法，包括碱处理：将麒麟菜样品放入含有10%（m/V）NaOH的乙醇溶液中，置于65℃水浴中碱处理4h；醇清洗：将碱处理后的麒麟菜样品用乙醇溶液清洗并浸泡过夜；煮胶：将醇清洗后的麒麟菜样品冲洗掉表面乙醇，再加入蒸馏水，调pH至10‑11后，置于90℃水浴中提取4h，趁热过滤，得到胶液；沉胶：将所述胶液与乙醇混合沉淀出所述卡拉胶，从而制得低钾型卡拉胶。

Description

一种卡拉胶的制备方法

技术领域

本发明涉及卡拉胶的加工技术领域，具体涉及一种卡拉胶的制备方法。

背景技术

卡拉胶(Carrageenan)，又称为麒麟菜胶、石花菜胶、鹿角菜胶、角叉菜胶，广泛地用于制造果冻，冰淇淋，糕点，软糖，罐头，肉制品，八宝粥，银耳燕窝，羹类食品，凉拌食品等等。研究发现卡拉胶具有降血脂、抗凝血、抗血栓、免疫调节、刺激结缔组织生长等多种生物学活性，在生物医药领域也表现出诱人的应用前景。

然而，现有的卡拉胶加工技术采用钾离子抑制卡拉胶溶解流失，在所有的卡拉胶加工过程中，都采用一定浓度的钾离子处理，这种工艺操作的缺点是导致卡拉胶中含钾过高，影响后续的使用。

因此，目前制备卡拉胶的方法仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。

需要说明的是，本发明是基于发明人的下列发现而完成的：

目前，对麒麟菜进行碱处理能脱除卡拉胶中C₆位上硫酸酯基团，形成3,6-内醚-半乳糖，3,6-内醚-半乳糖残基中的脱氧水桥可与其他卡拉胶分子中的氢原子形成氢键，促进卡拉胶凝胶提高双螺旋构型的形成，利于形成交联网络，从而提高凝胶体的凝胶强度；故，常使用10％(m/V)NaOH溶液对麒麟菜进行碱处理；然而，碱处理会导致卡拉胶溶出，导致卡拉胶得率下降，所以在碱处理过程中添加KCl减少卡拉胶提前溶解；但是，添加KCl会使卡拉胶的含钾量提高；因心肌和神经肌肉都需要有相对恒定的钾离子浓度来维持正常的应激性，血清钾过高时，对心肌有抑制作用，可使心跳在舒张期停止，减少食品中不必要的钾离子摄入迫在眉睫。

有鉴于此，发明人利用乙醇辅助提取卡拉胶，从而降低其中钾离子含量；发现，在碱处理过程中、清洗过程中、沉胶过程中均加乙醇，可降低卡拉胶钾离子含量，并且其卡拉胶提取得率与目前制备卡拉胶方法相当。

为此，在本发明的第一方面，本发明提出了一种卡拉胶的制备方法，其包括：

碱处理：将麒麟菜样品放入含有10％(m/V)NaOH的乙醇溶液中，置于65℃水浴中碱处理4h；

醇清洗：将碱处理后的麒麟菜样品用乙醇溶液清洗并浸泡过夜；

煮胶：将醇清洗后的麒麟菜样品冲洗掉表面乙醇，再加入蒸馏水，调pH至10-11后，置于90℃水浴中提取4h，趁热过滤，获得胶液；

沉胶：将所述胶液与乙醇混合沉淀出所述卡拉胶。

在制备卡拉胶的方法中，发明人发现，在不同阶段(碱处理阶段、清洗阶段和沉胶阶段)分别进行乙醇处理对卡拉胶的钾离子含量均有影响，在三个阶段中均加乙醇，会使钾离子的含量相对现有技术中的卡拉胶降低94％以上，而其他性能参数不会有显著性差异，使得该方案制得的卡拉胶在果冻、布丁中可作为主要的胶凝剂，和刺槐豆胶或魔芋胶等添加剂复配具有协同增效作用，可形成富有弹性、爽口、风味优良的凝胶。与现有技术相比，该制得低钾型卡拉胶的方法简单，制得的卡拉胶含钾率低，卡拉胶含钾量低于0.55％，得率与现有技术制得的卡拉胶相当。

另外，根据本发明上述实施例提出的一种卡拉胶的制备方法，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明实施例，所述碱处理过程中乙醇溶液的浓度为20％～60％(V/V)。

根据本发明实施例，所述碱处理过程中乙醇溶液的浓度为60％(V/V)。

根据本发明实施例，所述醇清洗过程中乙醇溶液的浓度为20％～60％(V/V)。

根据本发明实施例，所述醇清洗过程中乙醇溶液的浓度为60％(V/V)。

根据本发明实施例，所述沉胶过程中胶液与乙醇按照1:1～1:5体积比进行沉淀。

根据本发明实施例，所述沉胶过程中胶液与乙醇按照1:4体积比进行沉淀。

根据本发明实施例，还包括将所述沉胶制得的卡拉胶置于55℃烘箱烘干，粉碎过筛，备用。

附图说明：

图1为碱处理阶段乙醇浓度对麒麟菜提胶的影响；

图2为清洗阶段乙醇浓度对麒麟菜提胶的影响。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将更详细地描述本发明的示例性实施例，应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，本发明的实验原料为：麒麟菜：购于绿新(福建)食品有限公司。

需要说明的是，本发明使用的仪器设备包括：ZSBB-728数显恒温水槽(德国美尔特公司)，ZXRD-B5210鼓风干燥箱(上海智城分析仪器制造有限公司)，TA XT PLUS质构仪(英国SMS)，DV-C数显粘度计(美国博勒飞公司)、BS233S型电子天平(瑞士梅特勒-托利多公司)、FE20K型酸度计(德国赛多利斯)，Anke离心机(上海安亭科学仪器)、TOPEX微波消解仪(上海屹尧仪器科技发展有限公司)。

实施例1

(1)碱处理过程中乙醇浓度的优化：

使用300mL水、300mL含有10％(m/V)NaOH的溶液、300mL含有12％(m/V)的KCl和10％(m/V)NaOH的溶液、300mL含有20％(V/V)的乙醇和10％(m/V)NaOH的溶液、300mL含有40％(V/V)的乙醇和10％(m/V)NaOH的溶液、300mL含有60％(V/V)的乙醇和10％(m/V)NaOH的溶液的处理方式进行对比，分别对5g的麒麟菜样品在65℃水浴中进行碱处理4h后，处理好的原料冲去表面溶液，105℃烘干，称重。

结果如图1所示，在碱处理过程中利用乙醇抑制卡拉胶溶解，使用浓度为60％(V/V)的乙醇溶液处理的麒麟菜在105℃烘干后重量已经高于目前工业化进行碱处理条件下的重量，因此，在碱处理时，防止卡拉胶溶出的乙醇溶液浓度应该在60％(V/V)左右。

(2)清洗过程中乙醇浓度的优化：

将5g的麒麟菜样品放入300mL含有10％(m/V)NaOH和60％乙醇的混合水溶液中，在65℃水浴碱处理4h后，用不同浓度(V/V)乙醇(20％、40％、60％)清洗2次，并浸泡过夜。处理好的样品冲去表面乙醇，105℃烘干，称重。

结果如图2所示，在清洗阶段，使用水进行清洗时麒麟菜会提前出胶致使碱处理后麒麟菜的重量明显低于使用乙醇处理时的重量，且由于提前出胶量较大致使在检测清洗液中多糖含量时胶液无法完全溶解于检测液使数据出现偏差，而随着乙醇浓度的增加，胶的质量不断增加，使用浓度为60％(V/V)乙醇清洗时保存住的胶量最多。

(3)沉胶过程中胶液与乙醇体积比的优化

将5g的麒麟菜样品放入300mL含有10％(m/V)NaOH和60％乙醇的混合水溶液中，在65℃水浴碱处理4h后，用浓度为60％(V/V)乙醇溶液清洗，并浸泡过夜。将清洗后的麒麟菜样品冲去表面乙醇，再加入500mL蒸馏水，调pH至10-11后，在90℃水浴中提取4h，趁热过滤，以便得到胶液。过滤后，使用不同的乙醇用量(乙醇与胶液体积比为1:1、2:1、3:1、4:1、5:1)分别进行卡拉胶沉淀。将制得的卡拉胶放入55℃烘箱烘干，粉碎过筛备用。

结果如表1所示，当胶液溶出以后，使用不同比例的乙醇来沉淀卡拉胶，卡拉胶的产率随着乙醇倍数的增加而增长，当乙醇与胶液的比达到4：1时产率达到最高，不再增长。这说明当乙醇与胶液的比为4：1时最适沉淀卡拉胶。

表1不同乙醇倍数对卡拉胶产率的影响

实施例2

(1)在碱处理和醇清洗阶段都进行乙醇处理：

碱处理：将5g的麒麟菜样品，放入300mL含10％(m/V)NaOH和60％乙醇(V/V)的混合溶液中，65℃水浴碱处理4h；

醇清洗：将碱处理后的麒麟菜样品用60％(V/V)乙醇清洗，并浸泡过夜；

煮胶：将清洗后的麒麟菜样品冲去表面乙醇，再加入500mL蒸馏水，调pH至10-11后，在90℃水浴中提取4h，趁热过滤，以便得到胶液；

沉胶：将所述的胶液与5％(m/V)KCl溶液(即加入重量为最终体积5％的KCl粉末)按体积比1:1混合，充分搅拌，室温下自动冷却凝胶，提取出的凝胶冰柜冷冻8h后，自然解冻脱水，放入55℃烘箱烘干，粉碎过筛备用。

(2)在醇清洗阶段进行乙醇处理：

碱处理：将5g的麒麟菜样品，放入300mL含10％(m/V)NaOH和12％(m/V)KCl的混合溶液中，65℃水浴碱处理4h；

(3)在醇清洗和沉胶阶段都进行乙醇处理：

碱处理：将5g的麒麟菜样品，放入300mL含10％(m/V)NaOH和12％(m/V)KCl混合溶液中，65℃水浴碱处理4h；

沉胶：将所述胶液与乙醇按1:4体积比沉淀卡拉胶，将制得的卡拉胶放入55℃烘箱烘干，粉碎过筛备用。

(4)在碱处理、醇清洗和沉胶阶段都进行乙醇处理：

碱处理：将5g的麒麟菜样品，放入300mL含10％(m/V)NaOH和60％(V/V)乙醇混合溶液中，65℃水浴碱处理4h；

实施例3

将实施例2的卡拉胶进行性能测试：

(1)K⁺含量的测定

准确称取0.2g(精确至0.0001g)样品于微波消解罐中，加入6mL浓硝酸，加热板上120℃预消解20min后，按照微波消解仪标准操作步骤进行消解。冷却后取出，用少量水冲洗内盖，用水定容至25mL，混匀备用，同时做空白试验。将空白溶液和试样溶液分别注入电感耦合等离子体发射光谱仪中，测定待测元素分析谱线强度的信号响应值，根据标准曲线回归方程得到消解液中K+的浓度。试样中K⁺含量计算公式为：

其中:X为试样中K⁺含量(mg/kg)；ρ为试样溶液中K⁺质量浓度(mg/L)；ρ₀为空白液中K⁺质量浓度(mg/L)；V为试样消化液定容体积(mL)；m为试样称取质量(g)。

(2)SO₄ ^2-含量的测定

称取试样15g(精确至0.0002g)，置于500mL异丙醇溶液中，轻轻搅拌4h后过滤，弃滤液，用异丙醇溶液洗涤滤渣2次，105℃干燥至恒重。取上述试样1g(精确至0.0002g)，加50mL盐酸溶液，冷凝回流1h，再加25mL过氧化氢溶液继续回流约5h至溶液完全澄清。转移试样溶液至600mL烧杯中，加热至沸腾，在玻璃棒不断搅拌下滴入10mL氯化钡溶液，保持近沸状态约2h(加盖)，沉淀，然后用定量滤纸过滤，并用热水洗涤脱氯,将沉淀连同滤纸放进已经煅烧恒重的坩埚中，置于高温炉内，在800℃±25℃灼烧至恒重，待炉温降至200℃后，取出坩埚置于干燥器内，冷却至室温，称重。

硫酸酯(以SO₄ ^2-计)的质量分数w，计算公式为：

w＝(m1-m2)×0.4116×m×100％

其中:m1为坩埚加残渣的质量(g)；m2为坩埚的质量(g)；0.4116为硫酸钡折算成硫酸根以(SO₄ ^2-)计的系数；m为试样的质量，单位为克(g)。

试验结果以平行测定结果的算术平均值为准。在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不大于算术平均值的5％。

(3)卡拉胶得率测定

将粉碎后所得胶粉的重量比上原料(麒麟菜)重量即为卡拉胶的最终得率。计算公式为：

结果如下表2所示：

表2不同方法提取卡拉胶的理化性质检测结果

注：“±”后数据为标准偏差(n＝3)

由表2可知，在碱处理时进行乙醇处理卡拉胶得率为26.4％，在碱处理、沉胶阶段进行KCl处理卡拉胶得率约为20％，而低钾卡拉胶和仅在卡拉胶沉淀阶段进行乙醇处理的卡拉胶得率几乎一致，都为16％左右。

由表2可知，四种卡拉胶样品总灰分含量由高到低依次为：清洗阶段乙醇处理卡拉胶>碱处理阶段乙醇处理卡拉胶>沉胶阶段乙醇处理卡拉胶>低钾卡拉胶。这是由于使用氯化钾进行处理，钾离子结合到卡拉胶成品中导致总灰分含量相对较高。

由表2可知，使用传统方法制得的卡拉胶(即在碱处理、沉胶阶段KCl处理)中钾离子的含量为低钾卡拉胶中钾离子含量的19.04倍，低钾卡拉胶中钾离子的含量仅为0.53％，卡拉胶中钾离子的含量大大降低。此外，制得的四种卡拉胶硫酸酯含量相当。说明碱处理方法及不同的提取方法对卡拉胶中的胶硫酸酯含量基本不产生影响。

综上所述，使用含有10％(m/V)NaOH和60％(V/V)乙醇的溶液对麒麟菜进行碱处理后，用60％(V/V)乙醇清洗并浸泡过夜。处理好的原料在90℃水浴中提取过滤，滤出的胶液与乙醇按1:4体积比进行沉胶，55℃烘干粉碎制得低钾卡拉胶。该工艺低钾卡拉胶提取率为16.7％，产品含钾量仅为0.53％，相较传统卡拉胶钾含量降低了94.8％。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种卡拉胶的制备方法，其特征在于，包括：

碱处理：将麒麟菜样品放入含有10%（m/V）NaOH的乙醇溶液中，置于65℃水浴中碱处理4h；

沉胶：将所述胶液与乙醇混合沉淀出所述卡拉胶。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱处理过程中乙醇溶液的浓度为20%~60%（V/V）。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碱处理过程中乙醇溶液的浓度为60%（V/V）。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述醇清洗过程中乙醇溶液的浓度为20%~60%（V/V）。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述醇清洗过程中乙醇溶液的浓度为60%（V/V）。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述沉胶过程中胶液与乙醇按照1:1~1:5体积比进行沉淀。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述沉胶过程中胶液与乙醇按照1:4体积比进行沉淀。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括将所述沉胶制得的卡拉胶置于55℃烘箱烘干，粉碎过筛，备用。