卡拉胶碱处理工艺与凝胶品质关联规律及预测模型研究

来源：中国食品学报杂志2026年第1期北京时间：

作者：蒋鹏，洪涛，郑明静，刘月梅，朱艳冰，姜泽东，倪辉

单位：蒋鹏集美大学海洋食品与生物工程学院 福建厦门 361021,洪涛集美大学海洋食品与生物工程学院 福建厦门 361021;福建省食品微生物与酶工程重点实验室 福建厦门 361021,郑明静集美大学海洋食品与生物工程学院 福建厦门 361021;福建省食品微生物与酶工程重点实验室 福建厦门 361021,刘月梅福建省绿麒食品胶体有限公司 福建漳州 363107,朱艳冰集美大学海洋食品与生物工程学院 福建厦门 361021;福建省食品微生物与酶工程重点实验室 福建厦门 361021,姜泽东集美大学海洋食品与生物工程学院 福建厦门 361021;福建省食品微生物与酶工程重点实验室 福建厦门 361021,

摘要：目的:研究碱处理工艺与卡拉胶凝胶品质关联性规律及其预测模型。方法:采用碱提取法从麒麟菜中提取卡拉胶，利用人工神经网络(ANN)模型建立可靠的可测量模型，预测不同碱处理工艺条件下卡拉胶凝胶品质和分子特征结构。结果:人工神经网络模型对总集的拟合度R2 = 0.991高于多元线性模型(MLR)，平均绝对百分比误差(MAPE凝胶强度 = 1.71%，MAPE分子质量 = 18.84%，MAPE硫酸基 = 1.91%，MAPE3，6-内醚半乳糖 = 3.68%)均比MLR模型低。此外，在实际生产中，当碱处理关键工艺参数(温度、时间、质量分数)分别为65 ℃，6 h，10%时，测得卡拉胶的凝胶强度为614.32 g/cm2，而通过构建卡拉胶加工碱处理工艺与其凝胶品质关联性预测模型，预测该卡拉胶的凝胶强度为617.13 g/cm2。由此表明构建的凝胶品质关联性预测模型的预测值与实际生产中测得的结果相近。结论:人工神经网络模型的预测性能优于多元线性模型，ANN模型在预测卡拉胶凝胶特性和分子特征结构方面比MLR模型更准确。本研究为卡拉胶高品质产品的智能化精准制造提供了技术参考，以扩大卡拉胶在生物医药等领域的应用。

关键词：卡拉胶; 凝胶强度; 分子特征结构; 多元线性模型; 人工神经网络模型

基金资助：国家自然科学基金面上项目(32272326)；福建省科技计划项目(2023Y4009，2024-P-005)