海带水解工艺的研究

2002004,L25,No.I健品※技术应用海带水解工艺的研究杨铭铎1,高峰',于亚莉12(1哈尔滨商业大学中式快餐研究发展中心,黑龙江哈尔滨1500762解放军军需大学军需工程系,古林长春130062)摘要:本文利用化学方法将海带进行水解,所得水解液含碘量高,是一种颇具开发前景的保健食品原料。关键词:海带;水解;化学方法Statistica Sofiware Research Study on the Optimum Hydrolyzing Technology KelpYANG Ming-duo', GAO Feng, YU Ya-li2(1. Chinese Fast Food Research and Development Center, Harbin Business University, Harbin 150076, China;2 Department of Military Inquiry Engineering, The PLA Military Inquiry University, Chang Chun 130062, China)Abstract: In this thesis, hydrolysate chemical methods were used to hydrolyzed the kelp with statistica software. The contentof iodine in the hydrolysate was high and it could be used as one kind of health food resources which would have broughtKey words: kelp: hydrolyze: chemical method中图分类号:S98541文献标识码:B文章编号:100266302004)010200404海带,又名昆布。深受人们青睐,并被誉为“长液浓度分别为2%、4%、6%、8%、10%,分别测定寿菜”,其营养成分丰富,每100g海带中含碘1g,钙海带中碘的溶出率。225g,尼克酸16mg,此外还含有丰富的无机盐、维生22复合磷酸盐溶液pH值对海带中碘溶出率的影响素。海带中的含碘量为食品之最,具有促进甲状腺激素以2%的 NazHPO4溶液(pH=80)及4%NaPO4溶液形成的作用,故可预防和治疗甲状腺肿大(俗称“大脖子(pH=10.0)复配作为海带浸泡液。选择温度25℃条件下,料病”),同时碘具有促进儿童大脑发育,提高智力等功效液比为13,复合磷酸盐溶液的pH值分别为84、87、9.0口’近年来,碘盐已成为人们摄取碘的重要碘源,然94、9.8条件下浸泡海带,测定海带汁中碘的溶出率而在经济不发达地区,尤其是偏远山区,缺碘的人群依23料液比(海带与复合磷酸盐的重量之比)对海带中碘溶然存在。由于缺碘而引发的胎儿发育不良、青少年智力出率的影响低下的现象仍时有发生,究其原因主要是针对人体强化复合磷酸盐溶液的pH值为90、温度25℃条件下碘的食品的缺乏。因而研究海带水解的最佳工艺,将海料液比分别为1:1、1:2、1:3、1;4、1:5条件下,测定带水解液添加到各种食品中或直接制成饮料,提高食品海带汁中碘的溶出率中碘的含量,向人们提供一种新的碘源。24温度对海带汁中碘的溶出率的影响1材料与设备复合磷酸盐的pH值为90,料液比为1:2,温度分别为15、25、35、45、55℃条件下,测定海带汁中碘的溶出率海带市售;722型分光光度计上海精密科学仪器海带水解最佳工艺条件的确定有限公司:组织捣碎机江苏苏泊尔电器有限公司;复为了得到较高的碘溶出率,在单因素试验的基础合磷酸盐分析纯。上,设计了一个三因素五水平的三元二次通用旋转回归试验,三个因素分别为复合磷酸盐溶液的pH值、溶液2试验方法温度、料液比,采用 STATISTICA分析软件进行数据的21磷酸钠及磷酸氢二钠溶液浓度对海带中碘溶出率的处理、回归方程的推导以及三维曲面的生成,从中揭示影响各影响因素与碘溶出率之间的内在规律性,并找出各因选择温度25℃条件下,料液比为1:3,NaPO溶液素的从驯如夂田素的零水平及变化区浓度分别为2%、4%、6%、8%、10%,Na2HPO溶间和中国煤化工CNMHG收稿日期:2003-05-作者简介:杨铭铎(1956-),男,教授,博士,研究方向为食品科学与工程。技术应用2004,ol.25,No.l2表1海带水解工艺条件各因素的零水平及变化区间表X1复合磷酸盐溶液X2温度X料液比)(海带:复合磷酸盐)C030.04表2海带水解工艺条件的因素编码值表磷酸钠溶液浓度(%因素图2磷酸钠溶液浓度与海带中碘溶出率的关系水平X1复合磷酸盐2温度X3料液比溶液pH值(℃)海带复合磷酸盐)5341:108.70书41:1853666碘的测定磷酸氢二钠溶液浓度(%海带中碘的测定按文献中碘的测定进行。图3磷酸氢二钠溶液浓度与海带中碘溶出率的关系结果与讨论阻止了海带中碘的进一步溶出。因此选择4%磷酸钠溶液作为海带浸泡液。海带中碘含量的测定如下。从图3可以看出,当磷酸氢二钠溶液浓度为1%时,碘的标准曲线的绘制海带中磺溶出率为123mg/100g,当磷酸氢二钠溶液浓度根据碘的亳克数与吸光度值的关系绘制标准曲线,为2%时,海带中碘溶出率最高,达154.8mg/100g,随见图1。着溶液浓度的逐渐增大(>2%),海带中的碘溶出率逐渐减小,当磷酸氢二钠溶液浓度增至10%时,海带中碘溶出率降至256mg/100g。由图2及图3可知,相同浓度的◆吸光度值磷酸钠及磷酸氢二钠相比,对海带屮碘溶出率的影响要003一线性7吸光度值)磷酸氢二钠要大于磷酸钠。00232复合磷酸盐(磷酸钠、磷酸氢二钠)溶液pH值的确定将4%的磷酸钠(pH=10)及2%的磷酸氢二钠(pH=8)复配使用作为海带的浸泡液,复合磷酸盐溶液pH值对海带中碘溶出率的影响见图4碘含量mgml图1碘含量与吸光度值的关系对数据进行线性回归,所得到的方程为:A=0004329+0003764C式中:A为吸光度,C为碘液浓度(mg/m1)3.1磷酸钠及磷酸氢二钠溶液浓度的确定磷酸钠及磷酸氢二钠溶液浓度对海带中碘溶出率的影8.8响见图2和图3复合磷酸盐溶液pH值从图2可以看出,当磷酸钠溶液浓度为4%时,海带中碘的溶出率最高,为953mg/100g,随着溶液浓度的图4复合磷酸盐溶液pH值与海带中碘溶出率的关系升高,海带中碘的溶出率急剧下降,当溶液浓度达到从图4可以看出,复合磷酸盐溶液pH值为90时,10%时,海带中碘溶出率仅为24mg/100g。这可能是因海带屮的碘溶出率最大达到3577mg/100g,随着复合磷酸为,由于海带本身为碱性食品,随着浸泡液浓度的增出中碘溶出率急剧下降,当大,溶液pH值的增大,海带中的胶质物质更加稳定,中国煤化工时,海带中碘溶出率为CNMHG2022004woL.25,No.※技术应用19.0mg/100g这是因为随着溶液pH值的增加,海带中复合磷酸盐pH值、温度以及料液比三因素对海带中的胶质物质更加稳定,海带中的碘与Na*形成稳定的离子碘溶出率的影响如图7所示型化合物5-9,阻止了碘的进一步溶出。由图2、3及4可以看出,磷酸盐复合使用浸泡海带的效果要优于两种表4三因素五水平响应曲面法试验结果数据处理表磷酸盐单独使用的效果。试验号溶液pH值温度(℃)料液比溶出率复合磷酸盐33料液比(海带:复合磷酸盐)的确定mg/100g)海带与复合磷酸盐之间的料液比对海带中碘溶出率的影响见图5。660.1610.6476.55452l:l121:31;41:56789012703.61.682-1.682100726.61.682图5科液比与海带中碘溶出率的关系00001.6825564海带中的碘溶出率在料液比为1:2时,海带中碘的溶出13率达到最高5167mg/100g,随着浸泡液体积的增加,海带4中碘的溶出率逐渐减少,这是因为在浸泡过程中,随着复5合磷酸盐溶液量的增大,溶液中Na的相对增加,海带中的碘与Na*结合成稳定的离子型化合物,溶出率相对减少7604因而选择海带的重量与复合磷酸盐溶液的体积之比为1:234海带浸泡液温度的确定8287温度随海带中碘溶出率的影响见图6789012000000000000000000000000000000000779.2(1)图7中的a反映的是复合磷酸盐溶液pH值和温度对海带中碘溶出率的影响,从相应曲面及等高线可以看出,复合磷酸盐溶液pH值、温度对海带中碘溶出率影响都较大。当复合磷酸盐溶液pH值在875~925之间温度在42.5~475℃之间时海带中的碘溶出率最大,考虑图6温度与海带中碘溶出率的关系到工业操作实际情况,选择复合磷酸盐溶液pH值875(2)图7中的b反映的是复合磷酸盐溶液pH值和料液随着温度的升高,海带中的碘溶出率逐渐增大,当比对海带中碘溶出率的影响,从相应曲面及等高线可以温度达到45℃时,海带中的碘溶出率达到最高,达到看出,复合磷酸盐溶液pH值对海带中碘溶出率影响较7861mg/100g,当温度升高至55℃以后,海带中碘溶出大,而料液比对海带中的碘溶出率影响不大。当温度在率骤然下降至2215mg/100g。这是因为碘在室温时缓慢的44~46℃之间时海带中的碘溶出率最大,选择温度为45℃升华16,随着温度的升高,固态碘直接转化为气态碘,作为浸泡温度。造成碘的损失。因此选择温度为45℃条件下浸泡海带。(3)图7中的c反映的是温度和料液比对海带中碘溶3.5海带水解最佳工艺条件的确定出率的影响,从相应曲面及等高线可以看出,温度对利用响应曲面法研究海带水解的最佳工艺。在单因海带中碘溶出率影响较大,而料液比对海带中的碘溶出素试验的基础上,设计了一个三因素五水平的三元二次率影响不大。当温度在44~46℃之间时海带中的碘溶出通用旋转回归试验,表4列出了三因素五水平三元二次通率最湘‘川泡温度,料液比选择用旋转回归试验结果。1:2中国煤化工CNMHG※技术应用2004,Wl25,No.1203303,2640.04765269b-540030005101520-册洲3D Surface Plot (x1, A wS y)3D Contour Plot(xs, x vs y)y=74663-30.04x+23.038x62258x:2+53.763xx48.721x2y=74663-3004x+23038xX62258x2453763x48.721x2(a)复合磷酸盐溶液pH值及温度对海带中碘溶出率的影响828791.00.56313526476.538〓153201510450005101520~s3D Surface Plot(Xn, xs vs, y)3D Contour Plot(x, x vs y)y=738413-304x-5.526x62.163x2+2214XXy34.981xy=738413-30.04x526x62163x3+224xx34.981x2(b)复合锅酸盐溶液pH值及料液比对海带中碘溶出率的影响82H970264006152615-10050.00.51.03D Contour Plot(xn, xa vs. y)3D Surface Plot(Xi, A ws y)y=70261+23038X5526x4853x2+15.165x3486xy=730261+23038xn526x4853x4+15.165x3486xc)温度及料液比对海带中碘溶出率的影响图7复合磷酸盐pH值、温度及料液比对海带中碘溶出率的影响[3]高晓峰刘林春刘斌等天然补碘营养面粉的研究[食品科技1997,6:10.海带经过化学方法水解,海带中的碘溶出率达到了[4]黄伟坤食品分析与检验[M]中国轻工业出版社,199786.0mg/100g。海带水解最佳工艺条件为:浸泡液复合[S]吴世君碘及酸造调味品工艺中资源浪费的讨论U中国酸磷酸盐溶液pH值8.75,温度45℃,料液比1:2。利用造,2001,(6)28海带水解液,对于开发保健食品前景广阔16]李敬民磷酸盐在海产品加工中的应用[中国食品2000(14)4647.参考文献η李幼筠碘及富碘发酵调味的研究与开发中国调味品,1997,(11:12-17]1袁永辉股悦单香法等海带系列产品的加工中国水产,[8]肖月娟贺建军海带花生营养调味酱的研制口200223(5):19995)4446.2】祝晓蓉王艳春海带果汁饮品的研制与开发[冂饮料工业,⑨9中国煤化工枝术[J江苏调味副食品,20003(4):3-34CNMHG