銅藻粉末的關(guān)鍵工藝研究

銅藻粉末的關(guān)鍵工藝研究摘要：對(duì)銅藻進(jìn)行組織化處理制成銅藻粉末，本試驗(yàn)研究了銅藻粉末的三個(gè)關(guān)鍵工藝點(diǎn)。研究表明：①銅藻粉末脫腥工藝：銅藻粉末脫腥效果較為理想的是添加乙醇量與銅藻液量比為1:1，微沸時(shí)間為30min。②銅藻粉末漂白工藝：漂白工藝的最佳條件為次氯酸鈉濃度0.3%，pH值9，液固比4:1，漂白時(shí)間30min。③銅藻粉末粒度選擇：選用銅藻粉末粒度為100目左右，它的持水力、膨脹力、溶解性較合適，可作為食品添加劑在膳食纖維制品中使用。

關(guān)鍵詞 ：銅藻粉末；脫腥；漂白；粒度

銅藻[Sargassumhorneri（Turn.）Ag.]，又稱(chēng)丁香屋、竹茜菜，屬于褐藻類(lèi)、馬尾藻屬。藻體呈黃褐色，樹(shù)狀，枝葉繁茂，高0.5～1m，可達(dá)7m。生長(zhǎng)在風(fēng)浪較大的干潮線以下至3m處的巖石上或低潮帶石沼中。生長(zhǎng)盛期3-5月份。銅藻是一種野生海藻，本種系北太平洋西部特有的暖溫帶性海藻。我國(guó)沿海都有分布，浙江沿海為優(yōu)勢(shì)種，主要產(chǎn)于嵊山、中街山、漁山、韭山、大陳和南麂。

海藻膳食纖維因有顯著的生物活性，高持水力、膨脹力和低熱量，膠體形成能力強(qiáng)，原料廉價(jià)易得。近年來(lái)被國(guó)內(nèi)外認(rèn)為是最好的膳食纖維之一，其明顯的保健作用和生理醫(yī)療功效受到國(guó)內(nèi)外食品和醫(yī)藥行業(yè)的重視。民間有以海菜（海青菜、紫菜、銅藻、裙帶菜、鹿角菜等）做包子的習(xí)俗，但由于銅藻質(zhì)地粗糙，口感較差，且有異味，適口性較差。而銅藻藻體中含有褐藻酸、褐藻淀粉、甘露醇、粗蛋白，辛三烯、碘及無(wú)機(jī)鹽等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，因此，有必要根據(jù)銅藻營(yíng)養(yǎng)成分，進(jìn)行綜合開(kāi)發(fā)利用。

1材料與方法

1.1原料、試劑

銅藻：采自舟山海域，經(jīng)清洗、曬干備用。

試劑：乙醇、乙酸、次氯酸鈉。

1.2設(shè)備

DS-J高速組織搗拌機(jī)、AB204N電子天平、Φ200標(biāo)準(zhǔn)篩、DHG-9/4.AS型新型電熱鼓風(fēng)干燥機(jī)等。

1.3測(cè)定方法

1.3.1水分測(cè)定105℃烘箱干燥法[1]。

1.3.2灰分測(cè)定550℃干法灰化法[1]。

1.3.3蛋白質(zhì)測(cè)定微量凱氏定氮法[1]。

1.4銅藻粉末制備的工藝流程

1.4.1工藝流程銅藻→清洗→組織搗碎→脫腥→漂白→烘干→粉碎→過(guò)篩→成品。

1.4.2工藝操作要點(diǎn)

原料處理：將曬干的銅藻用清水洗凈雜質(zhì)，瀝水，在太陽(yáng)下曬干或用電熱鼓風(fēng)干燥機(jī)烘干。

組織搗碎：將干銅藻用高速組織搗拌機(jī)搗碎。

脫腥：銅藻脫腥效果較為理想的是添加乙醇量與銅藻液量比為1:1，微沸時(shí)間為30min。

漂白：在堿性條件下，用濃度為0.3%，次氯酸鈉，漂白時(shí)間30min。

烘干：在電熱鼓風(fēng)干燥機(jī)50℃溫度下烘干。

2結(jié)果與討論

2.1銅藻的營(yíng)養(yǎng)成分

比較幾種褐藻的營(yíng)養(yǎng)成分，見(jiàn)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，而且是褐藻多糖類(lèi)物質(zhì)，這是藻類(lèi)膳食纖維的主要來(lái)源[2-3]。

2.2銅藻脫腥工藝的確定

銅藻有海藻的腥味，主要為一些低分子的含氮化合物、萜烯類(lèi)的化合物及低分子游離有機(jī)物。海藻脫腥的方法有乙醇、乙酸、活性碳、檸檬酸處理法和酵母發(fā)酵法脫腥等。考慮綜合因素，本實(shí)驗(yàn)采用乙醇、乙酸處理銅藻。

2.2.1乙醇揮發(fā)攜帶脫腥在乙醇對(duì)銅藻粉末脫腥法中,在時(shí)間一定的情況下,乙醇的加入量不同；在乙醇的加入量一定的情況下,微沸時(shí)間不同銅藻脫腥效果也不相同,乙醇對(duì)銅藻液（濃度為10%）的脫腥效果的比較見(jiàn)表2。

表2結(jié)果表明,選擇乙醇添加量：銅藻液為1:1時(shí)，其脫腥效果最好；采用微沸方式，理想的時(shí)間為30min。

2.2.2乙酸揮發(fā)攜帶脫腥在銅藻粉末乙酸脫腥法中,在時(shí)間一定的情況下,乙酸的加入量不同,銅藻粉末脫腥效果不相同；在乙酸的加入量一定的情況下,浸泡的時(shí)間不同,銅藻粉末脫腥效果也顯示出了變化,乙酸對(duì)銅藻粉的脫腥效果的比較見(jiàn)表3。

表3結(jié)果表明,選擇乙酸添加量大于2mL/g,時(shí)間為0.5h脫腥效果最好，但銅藻粉末中留有酸味，影響制品的風(fēng)味。

綜合脫腥試驗(yàn)結(jié)果，銅藻脫腥效果較為理想的是添加乙醇量與銅藻液量比為1:1，微沸時(shí)間為30min。

銅藻經(jīng)脫腥、干燥處理后的粉末，可裝入膠囊，可作為輔助食品。

2.3漂白工藝的確定

根據(jù)海藻纖維提取的相關(guān)文獻(xiàn)資料[3-4]，pH值在堿性條件下對(duì)漂白有利，選定pH值為8～9，經(jīng)過(guò)一系列的預(yù)實(shí)驗(yàn)，確定銅藻粉末的漂白工藝以NaClO濃度，用量、漂白時(shí)間為考察因素，以銅藻粉末色澤作為考察指標(biāo)。

2.3.1漂白劑濃度對(duì)漂白效果的影響分別以0.1%，0.2%，0.3%，0.4%的次氯酸鈉濃度對(duì)樣品在3：1液固比，漂白30min，對(duì)漂白效果進(jìn)行研究。

由圖1可知，隨著漂白劑濃度的增高，銅藻粉末的白度增加幅度增大，但有一定的范圍。當(dāng)次氯酸濃度超過(guò)一定范圍時(shí)，銅藻粉末的白度反而有下降的趨勢(shì)。

2.3.2漂白時(shí)間對(duì)漂白效果的影響漂白時(shí)間是漂白過(guò)程中一個(gè)重要因素，在保證漂泊效果的前提下，漂白時(shí)間越短越好。

選擇0.2%濃度的次氯酸鈉溶液，在3：1液固比，分別漂白10min、20min，30min，40min，50min，對(duì)漂白效果進(jìn)行比較。

由圖2可知，隨著時(shí)間的增加銅藻的白度也隨之增加，但超過(guò)一定時(shí)間之后，銅藻的白度趨于穩(wěn)定，無(wú)明顯變化。因此，在一定的反應(yīng)速度下，應(yīng)縮短其漂白時(shí)間。

單因素試驗(yàn)表明：隨著漂白劑濃度的增高，銅藻纖維白度增大；隨著漂白時(shí)間的加長(zhǎng)，銅藻粉末的白度略微增大；液固比要適當(dāng)，避免造成漂白劑的量不足或原料浪費(fèi)；漂白工藝的最佳條件為：次氯酸鈉濃度0.3%，pH值9，液固比4:1，漂白時(shí)間30min。

2.4銅藻粉末粒度的確定

目前食品工業(yè)中越來(lái)越多應(yīng)用超細(xì)粉末，超細(xì)粉末（ultrafinegrindingpowder）是一種直徑1～10μm的物質(zhì)系統(tǒng)，使物料表面積和孔隙率大幅度的增加，具有緩釋性、靶向性、可保護(hù)被包裹物質(zhì)避免破壞等優(yōu)點(diǎn)，因此超細(xì)粉體具有獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)：如良好的溶解性、分散性、吸附性、化學(xué)活性等[5]。但超微粉碎后細(xì)粉由于表面能增加,使顆粒處于非穩(wěn)定狀態(tài),因而有強(qiáng)烈的相互吸引而達(dá)到穩(wěn)定的趨向,流動(dòng)性差,易聚集成假大顆粒[6]，影響粉末的某些功能性質(zhì)[7]。鹿麗麗[6]等人對(duì)不同粒徑三七粉物理性質(zhì)及體外溶出度的比較研究，發(fā)現(xiàn)三七仍采用80目細(xì)粉并不適宜超微粉碎。申瑞玲等［8］研究微粉碎對(duì)燕麥麩皮營(yíng)養(yǎng)成分及物理特性的影響，微粉碎可以改善燕麥麩皮的物理特性，在粒度為250～125μm(60～120目)時(shí)燕麥麩皮持水力最強(qiáng)；在180～150μm（80-100目）時(shí)麩皮膨脹力最大；在150～125μm（100-120目）時(shí)麩皮水溶性最佳。

本研究是銅藻膳食纖維粉末，使膳食纖維最大限度發(fā)揮它的功能。試驗(yàn)將銅藻粉碎，過(guò)篩，分別比較不同粒度粉末的持水力、膨脹力和溶解度，以確定粉末的合適粒度。

2.5銅藻粉末理化特性的研究

2.5.1不同粒度銅藻粉末對(duì)持水力的影響分別選用40目、80目、100目、＞120目的銅藻粉末，各取1.00g銅藻粉末放入燒杯中，加入20℃水適量，搖勻，在20℃溫度下浸泡1h，將吸飽水的粉末倒入濾紙漏斗上過(guò)濾，待水滴干后，把結(jié)合了水的纖維全部轉(zhuǎn)移到表面皿中稱(chēng)重。銅藻纖維的持水力(％)=[纖維濕重(g)-纖維干重(g)]/纖維干重(g)×100％，[3]，比較結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4可知，粉末粒度小于等于100目時(shí)，隨著粒度變小，它的持水力在逐漸增大，在粒度大于120目時(shí)，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趨勢(shì)，粒度為100目的粉末持水力值最大。原因可能是隨著粒度的減小，顆粒與水的接觸更充分，使得持水力增大[5]。但隨著粒度的進(jìn)一步減小，粉末表面積增大,強(qiáng)烈的相互吸引而達(dá)到穩(wěn)定的趨向,易聚集成假大顆粒，即產(chǎn)生團(tuán)聚現(xiàn)象，影響粉末的持水性[6-9]。

2.5.2不同粒度對(duì)在1h內(nèi)膨脹力的影響分別選用40目、80目、100目、＞120目的銅藻粉末，各稱(chēng)取1.00g銅藻粉末放入量筒中，讀取粉末的毫升數(shù)，然后根據(jù)銅藻纖維的膨脹力，加入20℃水適量，搖勻，本試驗(yàn)采用在20℃溫度下放置1h，讀取量筒中纖維物料吸水膨脹后的毫升數(shù)。將纖維吸水膨脹后的體積減去吸水前纖維粉末的體積即為銅藻纖維的膨脹力（mL/g）[3]。

計(jì)算1h的膨脹力的比較結(jié)果見(jiàn)表5。

表5可知，隨著粒度的減小，小麥麩皮的膨脹力呈先增大后降低的趨勢(shì)，其變化趨勢(shì)同持水力基本是一致的，粒度為100目的粉末膨脹力為最大。原因可能是銅藻粉末中主要含有淀粉、蛋白質(zhì)和膳食纖維，經(jīng)粉碎后，一方面，物料粒度減小，比表面積增加，更多的親水基團(tuán)暴露，溶于水后，顆粒伸展產(chǎn)生更大的容積，使得膨脹力增大。另一方面，隨著粒度的進(jìn)一步減小，對(duì)水分的吸附能力降低，導(dǎo)致膨脹力降低，同時(shí)粉末表面積增大,強(qiáng)烈的相互吸引而達(dá)到穩(wěn)定的趨向,易產(chǎn)生團(tuán)聚現(xiàn)象[6-8]，影響粉末的膨脹性。

2.5.3不同粒度對(duì)溶解性的影響分別選用40目、60目、80目、100目、120目的銅藻粉末，各稱(chēng)取0.1g銅藻粉末放入燒瓶中，加入水50mL適量，搖勻，在50℃溫度下保溫半小時(shí)，冷卻，靜止30min，取上清液，在可見(jiàn)光分光計(jì)中測(cè)定在波長(zhǎng)λ=350nm下的吸光度，比較各粒度銅藻粉末溶解性，結(jié)果見(jiàn)表6、表7。

由表6、7可知，隨著隨著粉末粒度的變小，粉末的吸光度逐漸增加，粉末的溶解性在逐步提高。100目粉末在不同濃度下的吸光度也在逐步增大，說(shuō)明粉末的粒度越小，粉末的溶解性越好。

從上述實(shí)驗(yàn)可知，當(dāng)粉末粒度在40至120目以上，選用銅藻粉末粒度為100目左右，它的持水力、膨脹力、溶解性較合適，可作為食品添加劑在膳食纖維制品中使用[10]。

3結(jié)論

銅藻是暖溫帶海域淺海區(qū)海藻場(chǎng)的主要連片大型褐藻物種，它既有褐藻的顏色又有海藻的腥味，可將銅藻進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M織化處理，把銅藻原料制成細(xì)粉末，并用此為原料可制出多種含銅藻類(lèi)產(chǎn)品，成為天然輔助食品和食品添加劑。

考慮了綜合因素，對(duì)銅藻進(jìn)行組織化處理，確定本實(shí)驗(yàn)銅藻粉末的最佳工藝參數(shù)：

銅藻脫腥工藝條件為：添加乙醇量與銅藻液量比為1:1，微沸時(shí)間為30min。

漂白工藝的最佳條件為：次氯酸鈉濃度0?3%，pH值9，液固比4:1，漂白時(shí)間30min。

銅藻粉末粒度選擇：選用為100目左右銅藻粉末的持水力、膨脹力、溶解性較合適，可作為食品添加劑。

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