福建省卡拉胶工业的发展现状

陈申如，倪 辉，郝更新，庄鹏飞，王学良

（1.集美大学食品与生物工程学院，福建厦门 361021；2.福建环球海洋生物科技有限公司，福建漳州 363000）

福建省卡拉胶工业的发展现状

陈申如1，倪 辉1，郝更新1，庄鹏飞1，王学良2

（1.集美大学食品与生物工程学院，福建厦门 361021；2.福建环球海洋生物科技有限公司，福建漳州 363000）

卡拉胶是三大海藻胶（褐藻胶、卡拉胶和琼胶）之一，其产量仅次于褐藻胶，位居第2位。由于其优良的性质及广泛的应用而备受关注，卡拉胶产业有着广阔的发展前景。通过报道福建省卡拉胶工业的发展概况，分析原料来源、生产工艺及设备现状、产品现状、生产用水及废渣处理等问题，并提出相应的对策，对推动福建省卡拉胶产业发展具有积极的意义。

卡拉胶工业；发展现状；对策

卡拉胶的化学结构是由β-D-半乳糖与3，6-内醚-α-D-半乳糖交替连接形成的线形高分子聚合物。自从600多年前爱尔兰南部卡拉根郡沿海居民使用当地的角叉菜来食用，并于1837年从中分离出卡拉胶以来，科学家们便展开了对卡拉胶结构的研究，新的结构不断被发现［1-4］。目前，卡拉胶根据D-半乳糖是否成醚、所含硫酸基的含量和结合位置而被分为5族13种。根据β-D-半乳糖C2、C4和C6上结合硫酸基的不同，可将卡拉胶分为β族卡拉胶、κ族卡拉胶、λ族卡拉胶、π族卡拉胶和ω族卡拉胶；由于α-D-半乳糖连接的硫酸基部位和数量的差异，β族卡拉胶又可分为Y、β、δ和α卡拉胶，κ族卡拉胶可分为μ，κ，ν和ι卡拉胶，λ族卡拉胶可分为ξ，λ和θ卡拉胶［5］，但目前生产和使用的只有κ-型、ι-型和λ-型3种卡拉胶。卡拉胶具有良好的增稠性、稳定性、乳化性、胶凝性和薄膜形成性等性质，主要用于食品工业，少部分用于医药、轻工业等方面。随着人们对卡拉胶结构、性质和应用的不断深入研究［6-9］，国内外市场对卡拉胶的需求呈不断上升趋势；加上卡拉胶比琼胶等食品胶便宜且具有可替代性，其应用范围较广泛。福建省是卡拉胶生产大省，年产量约占全国总产量的50%。但因存在卡拉胶生产成本高、产品品种单调、环境污染严重等问题，制约了该产业的进一步发展。因此，深入了解福建省卡拉胶工业现状及其存在的主要问题，并提出相应的对策，对该行业健康发展具有积极的意义。

1 福建省卡拉胶行业概况

英国是最早生产卡拉胶的国家，但后来产量最大的是美国，而现在我国已成为卡拉胶产量最大的国家。福建省卡拉胶年产量约为1×104t，产值约5亿多元，产品出口和内销各占50%。生产卡拉胶的企业有十几家，其中年产量达1 000 t以上的有5～6家，大部分企业的主要产品是琼胶和卡拉胶。过去卡拉胶企业主要集中在泉州，尤其是石狮一带，近些年来由于污染、土地价格高等问题，多家企业已迁至土地便宜的漳州，厂区进行了扩大，生产设备得以更新，并自建污水处理厂，使企业有了更大的发展空间。

2 福建省卡拉胶生产的原料来源

卡拉胶原料主要是麒麟菜、卡帕藻、杉藻、角叉菜和沙菜等。菲律宾、印尼、马来西亚等东南亚国家除拥有大量麒麟菜、卡帕藻的野生资源外，还有大规模人工养殖。我国受地理位置和气候条件的限制，卡拉胶原料十分有限，只在南方靠近热带的省份有一些资源。例如，海南省的西沙、南沙海域有麒麟菜的野生资源，海南、广西有沙菜、琼枝和人工养殖的麒麟菜。大部分生产原料必须从菲律宾、印尼等国家进口，我国每年进口麒麟菜（干品）约16×104t，福建省约占50%。

卡拉胶产品的品质及产率与原料的品质密切相关，而原料品质受种类、产地、生长条件、成熟程度、季节气候，以及收获、加工、保存等因素的影响。例如，菲律宾产的多数原料藻体较大，收率和强度较高，价格也较贵；印尼产的原料藻体较小，收率和强度差一些，但黏度较高，价格也较低。国内从西沙和南沙海域采来的原料品质波动较大。一是品种杂，可能混进一些非κ-卡拉胶的原料；二是干湿程度不一致，在采集晒干时若遇到连续的阴雨天，加上从那里运到海南岛需要15～30 d的时间，很容易造成原料的霉烂变质。因此，在采购时要多加注意。

目前，虽然原料的供应不成问题，但由于原料来源不稳定，使得企业生产出来的产品品质不能保持稳定，不同批次生产的产品品质不一致；另外，卡拉胶生产成本中原料成本占很大比例，可达到75%，而原料价格受汇率、季节、宗教行为（如斋月等）多因素的影响，波动幅度较大，常达30%，在某些特殊情况下可达100%，甚至更高。由于福建省不产麒麟菜等生产卡拉胶的原料，因此建议海南、广西等地大力研究发展海藻的养殖，给国内企业提供相对稳定的原料来源。

3 福建省卡拉胶生产工艺技术及生产设备现状

3.1 卡拉胶生产工艺技术

目前，国内卡拉胶生产以κ-型为主。κ-卡拉胶的生产方法有醇类沉淀法、辊筒干燥法、KCl沉淀-压榨脱水法和凝胶脱水法等，而凝胶脱水法还分为压榨脱水法和冷冻脱水法。国外普遍采用的是前2种，我国普遍采用的是后2种。

卡拉胶生产中的关键工序是碱处理、煮胶、脱水、干燥等。

（1）碱处理。碱处理程度与产品品质密切相关。重者凝胶强度高、黏度低；轻者黏度高、凝胶强度低，因此厂家往往根据客户的不同需求来调整碱处理的条件。一般NaOH溶液质量分数为3%～8%，碱处理温度为50～75℃，碱处理时间为2～8 h。

（2）煮胶。用约为干海藻30倍的热水，在95℃下搅拌提取数小时，至卡拉胶完全溶出。煮胶时间长短会影响产品黏度，因此可根据产品的不同要求来控制生产工艺。

（3）脱水。分为压榨脱水法和冷冻脱水法2种。大多数企业采用压榨脱水法生产粉状卡拉胶；少数企业用冷冻法生产条状卡拉胶，即将切条后的凝胶放在盘子内，送入冷库，先预冷后再进入速冻间冻结，取出后自然解冻或用自来水冲泡解冻，离心甩干，然后将湿胶条晒干或烘干。

（4）干燥。分为晒干和烘干2种方式。晒干是把压榨胶片置水泥坪上在阳光下晒干。其优点是节省能源，而且胶的颜色白；缺点是容易因环境的影响而带入一些外来杂质。有的企业为了解决这个问题，将晒坪用透光的材料罩起来。烘干是先将压榨胶片切成小片或者造粒，然后进入烘干机干燥。烘干时严格控制温度很重要，因为卡拉胶很容易因温度过高而变色或者炭化。连续式生产的大企业则采用沸腾床干燥设备进行干燥。

3.2 卡拉胶生产设备

传统的卡拉胶企业一般都是小作坊式，存在生产设备陈旧落后、生产效率低、工人劳动强度大等问题。近些年来，福建省内已有多家大规模企业对设备进行更新换代，实现了生产连续化、自动化，技术设备先进，生产效率高，产品安全性也有了保障。例如，有的企业自行设计碱处理罐中的排气管道可将罐中的废气排出；胶液采用板框压滤机过滤，而不是以前的布袋过滤；以前的胶液是灌入盘子中经较长时间冷却使其凝固，现在是用平板式或管式凝胶机在较短时间内连续凝固；以前脱水是将凝胶打碎后装入涤纶袋，用油压机压榨，现在是用板框压滤机；造粒后用沸腾床干燥设备干燥，代替原有晒干或烘干的方法。

4 卡拉胶品质现状

目前，国内大多数生产企业的卡拉胶产品品质已大大超过国家标准，甚至超过发达国家的标准。但是，随着竞争的剧烈化和新市场、新应用的开发，对产品品质便不断提出了一些新的要求。主要体现在以下几方面。

（1）黏度。目前，市场对卡拉胶黏度的要求越来越高。体现在同样的强度条件下，谁家的产品黏度高就好销；相反，黏度低就不好销。虽然国标中对产品黏度的规定是不小于5 mPa·s［10］，但是一般产品的黏度在100 mPa·s以上者较受欢迎。国内企业卡拉胶产品黏度一般为60～120 mPa·s。

（2）透明度。水晶软糖、果冻、饮料等对卡拉胶透明度有较高的要求，一般要求在90%以上。而目前国内许多企业的产品达不到此要求，原因是他们虽然有加助滤剂过滤，但往往因为操作不当和管理不严而造成胶液澄清度下降。按目前大多数企业的工艺设备情况来看，只要认真操作便可以达到要求。因此，企业的管理有待加强。

（3）粉碎细度。国内软糖工业市场一般要求卡拉胶产品粉粒在60目以上，果冻粉和肉制品工业市场要求为80目左右，一些特殊应用方面要求卡拉胶的细度更高，有的甚至要求达到120～180目。目前大多数企业的产品细度在80目左右，这和国外产品品质相当。如果需要更细，则必须更新粉碎设备（一般需要带冷却装置的超微粉碎机），不能依靠一般粉碎设备来达到超细的要求，否则不但效率极低，而且会因粉碎温度过高，使胶粉的强度和黏度大大降低。

（4）细菌指标。由于卡拉胶是一种食品添加剂，并非直接入口的食品，所以现有的国际和国内标准中都没有对卡拉胶的细菌指标给予限制。但是有些客户，尤其是国外的客户，往往指定对细菌指标的要求。目前，国内企业能达到要求的并不多，因此在产品的出口市场开发中遇到了一定的阻力。虽然达不到细菌指标的要求，并不等于产品就出不去，但是若能满足客户的要求，则无疑可以提升产品的竞争力。如果工厂要想把自己的产品顺利打入国际市场，就必须很好地通过技术设备的更新改造和内部管理的加强来提高自身产品的品质，最大程度地满足各方面客户的需求。

近年来，一些企业和研究机构一直在努力提高卡拉胶品质以满足其各方面的应用需求。如高强度卡拉胶的提取、卡拉胶中重金属离子的去除等提高产品品质的研究，引起了研究者们的兴趣［11-12］。

5 新产品开发现状

目前，卡拉胶企业多以生产卡拉胶初级产品为主（且主要是κ-卡拉胶），产品品种单调，附加值高的衍生产品很少，造成企业间产品竞争激烈。在国外以卡拉胶为基本原料制成的产品已有100多种［13］，因此应加大科研投入、丰富产品品种，研发高附加值产品，提高企业的经济效益，使卡拉胶产业沿着可持续的方向健康发展。目前，已有学者开展ι-卡拉胶提取［14-17］及卡拉胶衍生产品［18-19］的研究，企业也在积极开发新产品，但要完成中间转化、形成产品还有一段路程要走。例如，我国卡拉胶的应用范围日趋广泛，而目前我国的卡拉胶只有食品添加剂的标准可对照，使新产品上市受到很大的限制。

6 生产用水问题

卡拉胶产业普遍存在耗水量大、污染严重，导致成本上升的问题。省内企业生产1 t卡拉胶需400 t水，1 t水费用约5元左右（包括水费和污水处理至一级达标的费用），每生产1 t卡拉胶，水的成本就要2 000元。若在生产中减少耗水量，将能使企业的生产成本降低。水的重复使用可以降低耗水量，但水中含盐量增高却会带来产品品质下降的问题。因此，如何改进生产工艺、减少耗水量是值得研究的课题。

7 废渣处理难的问题

卡拉胶生产中产生大量的废渣，除肥料厂有少量利用外，大部分成为垃圾堆放，造成环境污染，给企业带来很大的困扰。目前，已有学者研究江蓠提取琼胶废渣的综合利用［20-23］，而麒麟菜提取卡拉胶废渣的综合利用研究尚未见报道。建议加强企业和科研机构、高等院校的联合科技攻关，对废渣进行有效利用，解决企业普遍存在的问题。

［1］Usov A I，Yarotsky S V，Shashkov A S.13C-NMR spectroscopy of red algal galactans［J］.Biopolymers，1980，19（5）：977-990.

［2］Greer C W，Yaphe W.Characterization of hybrid（beta-kappa-gamma） carrageenan from eucheuma gelatinae J.Agardh（Rodophyta，Solieriaceae） using carrageenases，infrared and 13C-nuclear magnetic resonance spectroscopy［J］.Botanica Marina，1984，27：473-478.

［3］Mollion J，Moreau S，Christiaen D.Isolation of a new type of carrageenan from Rissoella verruculosa（Bert）. J.Ag.（Rhodophyta，Gigartinales） ［J］.Botanica Marina，1986，29：549-552.

［4］徐强，管华诗.卡拉胶研究的发展及现状 ［J］.青岛海洋大学学报，1995（12）：117-119.

［5］夏松养.水产食品加工学 ［M］.北京：化学工业出版社，2008：62.

［6］王铭和.琼胶和卡拉胶的生产和应用 ［M］.青岛：海洋出版社，2001：98.

［7］宁发子，何新益，殷七荣，等.卡拉胶的特性与应用 ［J］.食品工业，2002（3）：30-32.

［8］孟凡玲，罗亮，宁辉，等.κ-卡拉胶研究进展 ［J］.高分子通报，2003（5）：49-56.

［9］刘亚丽，胡国华，崔荣箱.ι-卡拉胶和λ-卡拉胶的研究进展 ［J］.中国食品添加剂，2013（s1）：196-201.

［10］中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T 15044—2009食品添加剂卡拉胶 ［S］.北京：中国标准出版社，2009.

［11］张伙平，宋洪波，郑宝东，等.复合碱及复合酶处理提取高强度卡拉胶研究 ［J］.福建轻纺，2014（12）：29-33.

［12］蔡一楠，宋洪波，郑宝东，等.卡拉胶提取过程中螯合去除重金属离子 ［J］.福建轻纺，2014（10）：39-42.

［13］苏生显，许永安.红藻胶的理化特性及应用研究进展 ［J］.食品科学，2013，34（10）：279-282.

［14］韩国华，李海霞，吴杨桦.菲律宾刺生麒麟菜提取ι-卡拉胶的工艺探讨 ［J］.食品与机械，2001，83（3）：31-33.

［15］朱敏，张立新.刺麒麟菜提取ι-卡拉胶工艺中碱处理的作用研究 ［J］.科技研究，2011，70（7）：7-9.

［16］侯丽丽，许加超，王学良，等.ι-卡拉胶流变学特性的研究 ［J］.农产品加工（学刊），2014（7）：1-8.

［17］侯丽丽，许加超，孙丽雯，等.响应曲面法优化ι-卡拉胶处理工艺 ［J］.农产品加工（创新版），2014（2）：21-25.

［18］朱楠楠，姚子昂，吴海歌，等.卡拉胶寡糖的研究进展 ［J］.化学与生物工程，2009，26（10）：9-12.

［19］刘雪平，许加超，侯丽丽，等.低黏度低硫酸基卡拉胶提取方法研究 ［J］.农产品加工（学刊），2013（7）：4-8.

［20］许永安，陈菲菲，吴靖娜.江蓠提胶废渣制备不溶性膳食纤维工艺研究 ［J］.渔业现代化，2011，38（4）：49-52.

［21］刘生利，杨磊，李思东，等.江蓠提取琼胶后残渣制备羧甲基纤维素的研究 ［J］.辽宁化工，2010，39（12）：1 232-1 235.

［22］杨磊，刘生利，宋康丽，等.江蓠藻渣及其膳食纤维对Pb2+和Cd2+吸附研究 ［J］.渔业现代化，2011，38（3）：1-5.

［23］戚勃，杨贤庆，李来好，等.江蓠藻渣膳食纤维制备工艺 ［J］.食品科学，2011，32（24）：31-35.◇

Present Status of Carrageenan Industry in Fujian Province

CHEN Shenru1，NI Hui1，HAO Gengxin1，ZHUANG Pengfei1，WANG Xueliang2
（1.School of Food and Biotechnology，Jimei University，Xiamen，Fujian 361021，China；2.Fujian Glbal Ocean Biotechnology Co.，Ltd.，Zhangzhou，Fujian 363000，China）

Carrageenan is one of three main alginate jellies including algin，carrageenan and agar.Its output ranks second place，just behind algin.Due to its excellent properties and wide application，it has received much attention.Therefore，carrageenan industry has broad prospects for development.This paper reported the general development of carrageenan industry in Fujian province.It also analyzed the raw material sources，production process，equipments，quality of the products，production water and waste residue.And the corresponding countermeasures are also put forward.It would have positive effects on the development of carrageenan industry in Fujian province.

carrageenan industry；present status；countermeasures

Q538

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.01.016

2015-11-10

福建省科技计划项目（2014R0074）。

陈申如（1965— ），女，本科，副教授，研究方向为海藻化学。