即食海带粉成型工艺条件的优化研究

石岩，陈芳甜

（1.日照市农产品质量安全检验检测中心，山东日照276800；2.日照职业技术学院，山东日照276800）

即食海带粉成型工艺条件的优化研究

石岩1，陈芳甜2

（1.日照市农产品质量安全检验检测中心，山东日照276800；2.日照职业技术学院，山东日照276800）

选用具有较高营养价值的大型海生褐藻植物海带为原料，经酶解、固化、护色、熟化等一系列工艺制成即食海带粉。本文主要探讨在海带经酶解后的氯化钙体系固化过程。分别探讨不同浓度、不同时间和不同温度下的氯化钙对海带粉成型的影响。试验结果表明：在温度25℃、2%的氯化钙溶液中固化60 s，清水洗净后再在温度25℃、0.2%的氯化钙溶液中进一步固化20 min，所形成的凝胶效果最佳，其拉伸强度和弹性达到最大值。

海带；氯化钙；凝胶特性；拉伸强度；弹性

Abstract：The kelp which is a kind of large marine brown algal plant with more nutritious was chosen as experimental raw materials to product instant kelp powder.The experiment procedure included a series of crafts，such as enzymatic hydrolysis，curing，nursing of color and ripening etc.The author mainly discussed the curing process of calcium chloride system while the kelp was enzymatically hydrolyzed.The effects on the formation of kelp powder were influenced by different concentration，different time and different temperature.It showed by experimental results that when the kelp was solidified for 60 s in the 2%calcium chloride solution of 25℃，then cleaned it up，put it into the 0.2%calcium chloride solution of 25℃ to solidify for 20 min，the resulting gel was the best，which could reach maximum of tensile strength and elasticity.

Key words：kelp；calcium chloride；gel properties；tensile strength；elasticity

海带（Laminaria japonica），又名昆布、江白菜，是一种在温带区域低温海水中生长的大型海生褐藻类植物，属于藻类植物。

海带中富含褐藻胶和碘质，可直接食用或作为工业原料[1]。它主要含有褐藻酸钠、甘露醇、粗蛋白、钾和碘等，此外，还含有VC，脯氨酸和钠、镁、锰、锌、铜等微量元素。研究发现，海带的药理作用与其所含有多糖有关，由于海带藻体组织结构成份主要是纤维质、海带杂多糖、海藻酸和果胶质，人体无法直接吸收。应用酶解技术将纤维质和果胶质水解，可提取海带多糖[2]。海带中多糖有褐藻糖胶、褐藻胶和海藻淀粉3种[3]。

褐藻酸钠低热无毒，易膨化，柔韧度高，在食品中具有凝固、增调、乳化、悬浮、稳定和防止食品干燥的功能。海带中本身含有22%～26%的褐藻酸钠，同时海带酶解后得到的海带多糖中含有褐藻胶，褐藻胶是褐藻酸、褐藻酸盐类及褐藻酸有机衍生物的统称，通常是指褐藻酸钠[4]。

褐藻酸钠含有游离的羟基和羧基，不稳定，这些基团能与大多数二价或多价金属离子交联反应形成不溶于水的褐藻酸金属盐。由此可用氯化钙中金属钙离子将钠离子置换出来，形成褐藻酸钙凝胶。褐藻酸钙凝胶因具有生物降解性、生物相容性、高透氧性、吸湿成胶性、高离子吸附性等特点，在即食海带粉成型的研究中具有重要意义[5]。

本试验主要是对氯化钙体系制备即食海带粉成型的研究，此前多次试验单独一次使用氯化钙并不能使褐藻酸钠钙化完全，导致Ca2+与褐藻酸钠的凝胶性能效果不佳，拉伸强度差，易断裂。所以采用二次固化的方法使已形成的褐藻酸钙凝胶进一步固化，增加凝胶的交联程度，因而凝胶的拉伸程度和弹性都达到最佳效果。目前，针对即食海带粉的研究尚不多见，尤其是在海带粉成型方面尚有很多值得研究的方面，因而本研究具有一定的创新性和实际应用的必要性。

1 材料与设备

1.1 材料

海带：供试的海带来自大润发超市，均为淡干海带，提前一天浸泡，洗去污染物，第2天进行处理。

1.2 主要仪器与药品

PL1502-S电子天平、AL204电子分析天平：梅特勒托利多公司；HH-2数显恒温水浴锅：江苏正基仪器公司；HX-PB909料理机：奥克斯集团。

木聚糖酶（10万U/g）：深圳恒生生物科技有限公司；中性蛋白酶（10万 U/g）、纤维素酶（10 000U/g）：南宁庞博生物工程有限公司；无水氯化钙（分析纯）：国药集团化学试剂有限公司。

2 方法

2.1 海带匀浆液的制备

称取海带140 g，用料理机打碎，水浴锅提前预热到35℃，按海带湿基比例的0.04%称取混合酶（按质量比木聚糖酶∶纤维素酶∶中性蛋白酶=1∶2∶1），放入打碎的海带中酶解4 h，酶解后加入之前适量海带匀浆浆液，进一步用料理机将海带酶解混合物打成均匀浆液。

2.2 试验设计

2.2.1 第1次固化

2.2.1.1 不同浓度处理对即食海带粉成型效果的影响试验

用注射器抽取10 mL海带匀浆液，打入不同浓度的氯化钙1.6%、2.0%、3.0%溶液中浸泡，捞出，沥去多余的水分，测定各项指标，每种结果重复3次，进行感官评定。

2.2.1.2 不同时间处理对即食海带粉成型效果的影响试验

用注射器抽取10 mL海带匀浆液，打入浓度为2.0%氯化钙溶液中浸泡，按照30、60、90 s时间进行浸泡捞出，沥去多余的水分，每种结果重复3次，进行感官评定。

2.2.1.3 不同温度处理对即食海带粉成型效果的影响试验

用注射器抽取10 mL海带匀浆液，打入浓度为2.0%氯化钙溶液，浸泡 60 s，按 25、40、60℃不同温度对氯化钙溶液进行处理，浸泡后捞出，沥去多余的水分，每种结果重复3次，进行感官评定。

2.2.2 第2次固化

第2次固化的基础是在第1次固化后海带粉成型的最佳效果下进行的。本次试验同第1次固化研究的条件相同，分别测试不同浓度、不同时间、不同温度下海带粉成型的最佳效果。

2.2.2.1 不同浓度处理对即食海带粉成型效果的影响试验

用注射器抽取10 mL海带匀浆液打入2%氯化钙溶液中浸泡60 s（做3组），捞出，洗净，沥去多余的水分，再分别放入0.1%、0.2%、0.3%氯化钙溶液中浸泡，捞出，沥去多余的水分，测定各项指标，每种结果重复3次，进行感官评定。

2.2.2.2 不同时间处理对即食海带粉成型效果的影响试验

用注射器抽取10 mL海带匀浆液，打入浓度为2%的氯化钙溶液中浸泡60 s后洗净，再按照表1时间进行浸泡捞出，沥去多余的水分，洗净，每种结果重复3次，进行感官评定。

表1 氯化钙第2次固化时间Table 1 Second curing time of calcium chloride

2.2.2.3 不同温度处理对即食海带粉成型效果的影响试验

用注射器抽取10 mL海带匀浆液，打入浓度为2%的氯化钙溶液中浸泡60 s后洗净，改变氯化钙溶液的温度，按25、40、60℃温度进行第2次固化浸泡，每种结果重复3次，进行感官评定。

2.2.3 测定指标及方法

海带粉的感官评定：对于制备好的海带粉先观察其颜色和透明度，再用手缓慢拉伸至断开，根据手感判断即食海带粉的拉伸强度。同时用力压海带粉，观察海带粉压缩后回复的高度，判断海带粉的弹性。

感官评定，评审组由5位评审员成立，采用打分制，1分～10分，每组3个平行试验，取平均值，具体值评价标准见下表2。

表2 海带粉感官评价标准表Table 2 Sensory evaluation standard of kelp powder

2.2.4 数据分析与处理

所有试验重复3次，通过感官评定进行打分（分值为1分～10分），取平均值，结果以平均值±标准差的形式表示，分析试验数据。

3 结果与分析

3.1 第1次固化

3.1.1 不同浓度氯化钙处理对即食海带粉成型效果的影响

拉伸强度和弹性是即食海带粉成型效果的最基本指标，从拉伸强度和弹性可看出凝胶性能。采用感官鉴定的方法进行评定见表3。

表3 不同浓度处理对即食海带粉成型效果感官鉴定Table 3 Treatment with different concentrations on the sensory identification of instant kelp powder forming effect

研究表明，氯化钙溶液之所以对褐藻酸钙具有凝胶特性，不同浓度的氯化钙溶液对褐藻酸钙的凝胶特性会产生不同的影响。当氯化钙浓度低于2.0%时：交联程度的增大导致凝胶的结构致密，其弹性也逐渐增大。当氯化钙达到2.0%时：褐藻酸钙凝胶的拉伸强度和弹性最大。当氯化钙浓度高于2.0%时，由于氯化钙浓度过高，迅速形成致密的交联结构，凝胶表面网状结构过于致密，凝胶内部未完全的褐藻酸钙，因而凝胶的弹性降低。由此可知即食海带粉成型受氯化钙浓度的影响很大，并且最佳浓度为2.0%。

3.1.2 不同时间处理对即食海带粉成型效果的影响

研究表明2%的氯化钙溶液对即食海带粉成型效果最好，然而不同浸泡时间对凝胶性能产生不同影响，不同浸泡时间的拉伸强度和弹性的感官评定见表4。

表4 不同时间对即食海带粉成型效果感官鉴定Table 4 Treatment with different time instant kelp powder forming effect on sensory identification

研究表明，当海带匀浆液在2%氯化钙溶液中浸泡60 s时，其拉伸强度和弹性达到最佳。时间过短，Ca2+与Na+交联程度较低，随着氯化钙固化时间的增加凝胶的交联程度增大，凝胶的拉伸程度也增大，弹性也增大。当时间过长，在凝胶的表面形成致密的交联结构，表面Ca2+过多，阻碍了Ca2+向凝胶内部的扩散，使得内部不能形成完整的凝胶结构，凝胶变脆，拉伸强度变差。同样对弹性，由于凝胶表面网状结构过于致密，凝胶内部未完全的褐藻酸钙，因而凝胶的弹性降低。所以海带匀浆液在2%氯化钙溶液中浸泡60 s时，其拉伸强度和弹性达到最佳。

3.1.3 不同温度处理对即食海带粉成型效果的影响

10 mL的海带匀浆液与2%的氯化钙，在25（室温下）、40、60℃3种温度下进行固化反应，固化时间为60 s，制得不同的褐藻酸钙凝胶体，其即食海带粉成型的感官评定结果见表5。

表5 不同温度对即食海带粉成型效果感官鉴定Table 5 Treatment with different temperature on sensory identification of instant kelp powder forming effect

由表5可知温度对凝胶特性有影响，在25℃时，凝胶体强度好，弹性大，外观特征也较好，达到最佳效果。40℃和60℃时由于温度过高其色泽欠佳，褪色严重，胶体较硬，可能是随温度的递增，海藻酸钠分子间的G、M段容易分开，就不易和Ca2+形成网络结构，所以凝胶性能变差。

3.2 第2次固化

3.2.1 不同浓度氯化钙处理对即食海带粉成型效果的影响

本次浓度处理是在第1次最佳固化基础上的再处理，第1次固化的主要目的是Ca2+与Na+的交联形成凝胶，然而1次固化并不完全，并且Ca2+向凝胶内部的扩散时间不长，使得内部不能形成完整的凝胶结构，只能在表面形成一层薄膜。第2次固化的主要目的是对褐藻酸钙凝胶性的进一步巩固，使海带粉中固化完全。

用注射器抽取10 mL海带匀浆液打入2%氯化钙溶液中浸泡60 s，捞出，洗净，沥去多余的水分，再分别放入0.1%、0.2%、0.3%氯化钙溶液中浸泡，捞出，沥去多余的水分，测定各项指标，每种结果重复3次，感官评定结果见表6。

表6 不同浓度处理对即食海带粉成型效果感官鉴定Table 6 Treatment with different concentrations on the sensory identification of instant kelp powder forming effect

通过表6的感官评定可知，随氯化钙浓度的增加即食海带粉成型效果呈先递增再递减的趋势。当氯化钙为0.1%时，浓度过低，凝固能力过弱，其拉伸强度和弹性都较差。当浓度为0.3%时，浓度稍高，Ca2+过多，持水率低，易断裂。所以以0.2%氯化钙效果为最佳，其拉伸强度和弹性都达到最佳值。

3.2.2 不同时间处理对即食海带粉成型效果的影响

用注射器抽取10 mL海带匀浆液打入2%氯化钙溶液中浸泡60 s，捞出，洗净，沥去多余的水分，再分别放入 0.2%氯化钙溶液中浸泡 5、10、15、20、25 min，捞出，沥去多余的水分，测定各项指标，每种结果重复3次，感观评价结果见表7。

表7 不同时间处理对即食海带粉成型效果感官鉴定Table 7 Treatment with different time on sensory identification of instant kelp powder forming effect

通过表7的感官评定可知，随时间的增加即食海带粉成型效果呈先递增后递减的趋势。当已固化一次的海带粉再次固化时，海带中的褐藻酸钙已经形成，只是固化不完全，时间较短，Ca2+与Na+交联程度较低，所以本次固化的目的是在降低了氯化钙浓度的同时探究不同时间固化的效果，当时间过短时，固化效果差；随着时间的增加，固化效果越好，其拉伸强度和弹性也达到最佳；当时间继续增加时，钙化完全，但是持水率降低，易断裂。所以第2次固化20 min效果最好。

3.2.3 不同温度处理对即食海带粉成型效果的影响

用注射器抽取10 mL海带匀浆液打入2%氯化钙溶液中浸泡1 min，捞出，洗净，沥去多余的水分，再分别放入0.2%氯化钙溶液中浸泡20 min，2次浸泡温度设置25、40、60℃，捞出，沥去多余的水分，测定各项指标，每种结果重复3次，感观评价结果见表8。

表8 不同温度处理对即食海带粉成型效果感官鉴定Table 8 Different temperature treatments on sensory identification of instant kelp powder forming effect

通过表8感官评定可知，第2次固化时的最佳温度与第1次相同，在25℃时，其色泽、拉伸强度、弹性都达到最佳。

4 结论

由于海带酶解后含有大量的褐藻酸钠，能与除镁汞以外的二价金属发生快速的离子交换反应，生成褐藻酸盐凝胶，其中以与氯化钙形成的凝胶薄膜强度为最大。通过氯化钙可使海带匀浆液成型，2次固化得到拉伸强度和弹性都较好的即食海带粉。

第1次固化：海带匀浆液在25℃、2%的氯化钙溶液中浸泡60 s，其拉伸强度和弹性达到最大值，成型效果最佳。

第2次固化：第1次固化后的海带粉用清水洗净后，在25℃、0.2%的氯化钙溶液中浸泡20 min，其拉伸强度和弹性达到最大值，成型效果最佳。

氯化钙溶液在低温下固化效果较好，但从经济角度考虑，以常温即25℃固化效果最佳，其拉伸强度、弹性和色泽达到最佳效果。

[1]刘艳如,李治.海带的深加工及营养成分分析[J].食品工业科技,1998(2):54

[2]王芙蓉,佟建明,张晓鸣,等.海带功能成分的研究进展[J].广东饲料,2009(5):38-40

[3]钱风云,傅德贤,欧阳藩.海带多糖生物功能研究进展[J].中国海洋药物,2003,22(1):55-59

[4]过菲.羊栖菜中褐藻酸钠的分离提取及其结构和性质研究[D].无锡:江南大学,2002

[5]王晓梅,王春霞,刘然然.水溶性海带粉的制备工艺研究[J].中国食品添加剂,2015(2):156-161

[6]王秀娟,张坤生,任云霞,等.海藻酸钠凝胶特性的研究[J].食品工业科技,2008(2):259-262

Study on Optimization of Instant Kelp Powder Molding Process Conditions

SHI Yan1，CHEN Fang-tian2
（1.Rizhao Ispection and Testing Center for Agricultural Products and Quality，Rizhao 276800，Shandong，China；2.Rizhao Polytechnic，Rizhao 276800，Shandong，China）

2017-02-04

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.19.018

石岩（1987—），男（汉），助理工程师，硕士研究生，研究方向：农产品质量安全。