铜藻粉末的关键工艺研究.doc

铜藻粉末的关键工艺研究 朱亚珠 (浙江国际海运职业技术学院，浙江舟山316021) 摘要：对铜藻进行组织化处理制成铜藻粉末，本试验研究了铜藻粉末的三个关键工艺点。研究表明：铜藻粉末脱腥工艺：铜藻粉末脱腥效果较为理想的是添加乙醇量与铜藻液量比为1:1，微沸时间为30min。铜藻粉末漂白工艺：漂白工艺的最佳条件为次氯酸钠浓度0.3%，pH值9，液固比4:1，漂白时间30min。铜藻粉末粒度选择：选用铜藻粉末粒度为100目左右，它的持水力、膨胀力、溶解性较合适，可作为食品添加剂在膳食纤维制品中使用。 关键词：铜藻粉末；脱腥；漂白；粒度 铜藻Sargassumhorneri（Turn.）Ag.，又称丁香屋、竹茜菜，属于褐藻类、马尾藻属。藻体呈黄褐色，树状，枝叶繁茂，高0.51m，可达7m。生长在风浪较大的干潮线以下至3m处的岩石上或低潮带石沼中。生长盛期3-5月份。铜藻是一种野生海藻，本种系北太平洋西部特有的暖温带性海藻。我国沿海都有分布，浙江沿海为优势种，主要产于嵊山、中街山、渔山、韭山、大陈和南麂。 海藻膳食纤维因有显著的生物活性，高持水力、膨胀力和低热量，胶体形成能力强，原料廉价易得。近年来被国内外认为是最好的膳食纤维之一，其明显的保健作用和生理医疗功效受到国内外食品和医药行业的重视。民间有以海菜（海青菜、紫菜、铜藻、裙带菜、鹿角菜等）做包子的习俗，但由于铜藻质地粗糙，口感较差，且有异味，适口性较差。而铜藻藻体中含有褐藻酸、褐藻淀粉、甘露醇、粗蛋白，辛三烯、碘及无机盐等营养物质，因此，有必要根据铜藻营养成分，进行综合开发利用。 1材料与方法 1.1原料、试剂 铜藻：采自舟山海域，经清洗、晒干备用。 试剂：乙醇、乙酸、次氯酸钠。 1.2设备 DS-J高速组织捣拌机、AB204N电子天平、200标准筛、DHG-9/4.AS型新型电热鼓风干燥机等。 1.3测定方法 1.3.1水分测定105烘箱干燥法1。 1.3.2灰分测定550干法灰化法1。 1.3.3蛋白质测定微量凯氏定氮法1。 1.4铜藻粉末制备的工艺流程 1.4.1工艺流程铜藻清洗组织捣碎脱腥漂白烘干粉碎过筛成品。 1.4.2工艺操作要点 原料处理：将晒干的铜藻用清水洗净杂质，沥水，在太阳下晒干或用电热鼓风干燥机烘干。 组织捣碎：将干铜藻用高速组织捣拌机捣碎。 脱腥：铜藻脱腥效果较为理想的是添加乙醇量与铜藻液量比为1:1，微沸时间为30min。 漂白：在碱性条件下，用浓度为0.3%，次氯酸钠，漂白时间30min。 烘干：在电热鼓风干燥机50温度下烘干。 2结果与讨论 2.1铜藻的营养成分 比较几种褐藻的营养成分，见表1。 由上可知褐藻中的主要成分是碳水化合物，占重量的60%以上，而且是褐藻多糖类物质，这是藻类膳食纤维的主要2-3。 2.2铜藻脱腥工艺的确定 铜藻有海藻的腥味，主要为一些低分子的含氮化合物、萜烯类的化合物及低分子游离有机物。海藻脱腥的方法有乙醇、乙酸、活性碳、柠檬酸处理法和酵母发酵法脱腥等。考虑综合因素，本实验采用乙醇、乙酸处理铜藻。 2.2.1乙醇挥发携带脱腥在乙醇对铜藻粉末脱腥法中,在时间一定的情况下,乙醇的加入量不同；在乙醇的加入量一定的情况下,微沸时间不同铜藻脱腥效果也不相同,乙醇对铜藻液（浓度为10%）的脱腥效果的比较见表2。 表2结果表明,选择乙醇添加量：铜藻液为1:1时，其脱腥效果最好；采用微沸方式，理想的时间为30min。 2.2.2乙酸挥发携带脱腥在铜藻粉末乙酸脱腥法中,在时间一定的情况下,乙酸的加入量不同,铜藻粉末脱腥效果不相同；在乙酸的加入量一定的情况下,浸泡的时间不同,铜藻粉末脱腥效果也显示出了变化,乙酸对铜藻粉的脱腥效果的比较见表3。 表3结果表明,选择乙酸添加量大于2mL/g,时间为0.5h脱腥效果最好，但铜藻粉末中留有酸味，影响制品的风味。 综合脱腥试验结果，铜藻脱腥效果较为理想的是添加乙醇量与铜藻液量比为1:1，微沸时间为30min。 铜藻经脱腥、干燥处理后的粉末，可装入胶囊，可作为辅助食品。 2.3漂白工艺的确定 根据海藻纤维提取的相关文献资料3-4，pH值在碱性条件下对漂白有利，选定pH值为89，经过一系列的预实验，确定铜藻粉末的漂白工艺以NaClO浓度，用量、漂白时间为考察因素，以铜藻粉末色泽作为考察指标。 2.3.1漂白剂浓度对漂白效果的影响分别以0.1%，0.2%，0.3%，0.4%的次氯酸钠浓度对样品在3：1液固比，漂白30min，对漂白效果进行研究。 由图1可知，随着漂白剂浓度的增高，铜藻粉末的白度增加幅度增大，但有一定的范围。当次氯酸浓度超过一定范围时，铜藻粉末的白度反而有下降的趋势。 2.3.2漂白时间对漂白效果的影响漂白时间是漂白过程中一个重要因素，在保证漂泊效果的前提下，漂白时间越短越好。 选择0.2%浓度的次氯酸钠溶液，在3：1液固比，分别漂白10min、20min，30min，40min，50min，对漂白效果进行比较。 由图2可知，随着时间的增加铜藻的白度也随之增加，但超过一定时间之后，铜藻的白度趋于稳定，无明显变化。因此，在一定的反应速度下，应缩短其漂白时间。 单因素试验表明：随着漂白剂浓度的增高，铜藻纤维白度增大；随着漂白时间的加长，铜藻粉末的白度略微增大；液固比要适当，避免造成漂白剂的量不足或原料浪费；漂白工艺的最佳条件为：次氯酸钠浓度0.3%，pH值9，液固比4:1，漂白时间30min。 2.4铜藻粉末粒度的确定 目前食品工业中越来越多应用超细粉末，超细粉末（ultrafinegrindingpowder）是一种直径110m的物质系统，使物料表面积和孔隙率大幅度的增加，具有缓释性、靶向性、可保护被包裹物质避免破坏等优点，因此超细粉体具有独特的物理和化学性质：如良好的溶解性、分散性、吸附性、化学活性等5。但超微粉碎后细粉由于表面能增加,使颗粒处于非稳定状态,因而有强烈的相互吸引而达到稳定的趋向,流动性差,易聚集成假大颗粒6，影响粉末的某些功能性质7。鹿丽丽6等人对不同粒径三七粉物理性质及体外溶出度的比较研究，发现三七仍采用80目细粉并不适宜超微粉碎。申瑞玲等8研究微粉碎对燕麦麸皮营养成分及物理特性的影响，微粉碎可以改善燕麦麸皮的物理特性，在粒度为250125m(60120目)时燕麦麸皮持水力最强；在180150m（80-100目）时麸皮膨胀力最大；在150125m（100-120目）时麸皮水溶性最佳。 本研究是铜藻膳食纤维粉末，使膳食纤维最大限度发挥它的功能。试验将铜藻粉碎，过筛，分别比较不同粒度粉末的持水力、膨胀力和溶解度，以确定粉末的合适粒度。 2.5铜藻粉末理化特性的研究 2.5.1不同粒度铜藻粉末对持水力的影响分别选用40目、80目、100目、120目的铜藻粉末，各取1.00g铜藻粉末放入烧杯中，加入20水适量，摇匀，在20温度下浸泡1h，将吸饱水的粉末倒入滤纸漏斗上过滤，待水滴干后，把结合了水的纤维全部转移到表面皿中称重。铜藻纤维的持水力()=纤维湿重(g)-纤维干重(g)/纤维干重(g)100，3，比较结果见表4。 由表4可知，粉末粒度小于等于100目时，随着粒度变小，它的持水力在逐渐增大，在粒度大于120目时，它的持水力在下降,主要是粉末粒度越小，粉末的持水力呈先增大后降低的趋势，粒度为100目的粉末持水力值最大。原因可能是随着粒度的减小，颗粒与水的接触更充分，使得持水力增大5。但随着粒度的进一步减小，粉末表面积增大,强烈的相互吸引而达到稳定的趋向,易聚集成假大颗粒，即产生团聚现象，影响粉末的持水性6-9。 2.5.2不同粒度对在1h内膨胀力的影响分别选用40目、80目、100目、120目的铜藻粉末，各称取1.00g铜藻粉末放入量筒中，读取粉末的毫升数，然后根据铜藻纤维的膨胀力，加入20水适量，摇匀，本试验采用在20温度下放置1h，读取量筒中纤维物料吸水膨胀后的毫升数。将纤维吸水膨胀后的体积减去吸水前纤维粉末的体积即为铜藻纤维的膨胀力（mL/g）3。 计算1h的膨胀力的比较结果见表5。 表5可知，随着粒度的减小，小麦麸皮的膨胀力呈先增大后降低的趋势，其变化趋势同持水力基本是一致的，粒度为100目的粉末膨胀力为最大。原因可能是铜藻粉末中主要含有淀粉、蛋白质和膳食纤维，经粉碎后，一方面，物料粒度减小，比表面积增加，更多的亲水基团暴露，溶于水后，颗粒伸展产生更大的容积，使得膨胀力增大。另一方面，随着粒度的进一步减小，对水分的吸附能力降低，导致膨胀力降低，同时粉末表面积增大,强烈的相互吸引而达到稳定的趋向,易产生团聚现象6-8，影响粉末的膨胀性。 2.5.3不同粒度对溶解性的影响分别选用40目、60目、80目、100目、120目的铜藻粉末，各称取0.1g铜藻粉末放入烧瓶中，加入水50mL适量，摇匀，在50温度下保温半小时，冷却，静止30min，取上清液，在可见光分光计中测定在波长=350nm下的吸光度，比较各粒度铜藻粉末溶解性，结果见表6、表7。 由表6、7可知，随着随着粉末粒度的变小，粉末的吸光度逐渐增加，粉末的溶解性在逐步提高。100目粉末在不同浓度下的吸光度也在逐步增大，说明粉末的粒度越小，粉末的溶解性越好。 从上述实验可知，当粉末粒度在40至120目以上，选用铜藻粉末粒度为100目左右，它的持水力、膨胀力、溶解性较合适，可作为食品添加剂在膳食纤维制品中使用10。 3结论 铜藻是暖温带海域浅海区海藻场的主要连片大型褐藻物种，它既有褐藻的颜色又有海藻的腥味，可将铜藻进行适当的组织化处理，把铜藻原料制成细粉末，并用此为原料可制出多种含铜藻类产品，成为天然辅助食品和食品添加剂。 考虑了综合因素，对铜藻进行组织化处理，确定本实验铜藻粉末的最佳工艺参数： 铜藻脱腥工艺条件为：添加乙醇量与铜藻液量比为1:1，微沸时间为30min。 漂白工艺的最佳条件为：次氯酸钠浓度0?3%，pH值9，液固比4:1，漂白时间30min。 铜藻粉末粒度选择：选用为100目左右铜藻粉末的持水力、膨胀力、溶解性较合适，可作为食品添加剂。 参考文献： 1吴谋成.食品分析与感官评定M.北京：中国农业出版社，xx 2袁清香，付玲.铜藻Sargassum?horneri的化学成分研究J.广东化工,xx，33(5):42-43 3陈培基，李来好，等.二种褐藻膳食纤维的功能活化及其生理功能的比较J.食品科学,xx，26（1）：226-230 4陈培基，李刘冬，杨贤庆等.酶处理马尾藻提取膳食纤维的研究J.食品与发酵工业，xx，29(12):76-79 5张鳘,王亮.超微粉碎在食品加工中的研究进展J.无锡轻工大学学报,xx,22（4）:106-