CN101134783B - 一种海带多糖的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种海带多糖的制备方法，包括原料处理、粉碎、乙醇脱脂脱色、超声波破壁、酶处理与真空提取，以及真空冷冻干燥技术的工艺步骤。其中所述原料处理是将海带原料水洗后用柠檬酸或醋酸进行酸洗；所述酶处理是用纤维素酶、果胶酶一起进行酶解；所述海带原料是海带、海带加工中的废弃物，主要是海带老的中带部、生产中破碎的老边缘部、柄，以及采摘后剩余的海带根。本发明提供了一条从海带中提取多糖的工艺路线，特别是可以从海带采摘、加工中的废弃物中提取复合海带多糖，充分利用废弃物。其所得产品纯度高、得率高。提取到的海带多糖，既可单独作为一种产品，还可以作为基料，辅以其它食品开发多种功能食品。
Description
技术领域
本发明涉及的是多糖的提取技术，特别是以藻类为原料提取多糖的技术。
背景技术
近年来，由于物质文明得到极大丰富和提高，人们尤其是城市人口逐渐受到了“现代文明病”的威胁，高血脂症、高胆固醇血症、动脉硬化等心血管疾病，肥胖症、消化道癌症等患病率上升，同时由于西药本身在治疗诸如肿瘤、爱滋病、肝炎及其它某些耐药细菌或病毒引起的慢性疾病方面的局限性，许多学者将目光转移到自然界天然存在的物质上来。藻类中的活性多糖以其能有效地防治“现代文明病”而倍受青睐。
海带营养丰富、价格低廉且可常年食用。海带中含有褐藻酸、蛋白质、矿物质、各种维生素，特别是人体必需的碘等，是一种有益于健康的食品，也是治病良药。有关海带多糖的生理活性的研究始于本世纪六七十年代，研究表明海带多糖可以降低血清总胆固醇和甘油三酯的含量。动物实验证明，海带多糖能减少实验动物动脉内膜粥样硬化斑块的形成和发展。而且海带多糖还具有抗凝血的作用，可以阻止血管内血栓的形成，而且多糖类物质具有抗疲劳、抗衰老，提高免疫力的作用。目前海带多糖的提取主要是水提法和酸提法，然后采用醇沉的方法对其进行分离。这两种方法虽然简单方便，但多糖提取率低、纯度也不高，活性成分损失比较大，已经不能满足市场需求，也不适应企业发展需要。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种以海带，尤其是海带加工中的废弃物，如海带老的中带部、生产中破碎的老边缘部、柄，以及采摘后剩余的海带根为原料，通过酸洗处理、粉碎、乙醇脱脂脱色、超声波破壁、酶处理与真空提取，以及真空冷冻干燥技术，得到既能保持海带中粘多糖原有生物活性，又能最大限度提高多糖提取率的新工艺。
本发明的技术方案是将海带进行原料处理，经提取得到一种高活性复合海带多糖产品。另外，提取过程中的残渣可以用来制备饲料。
一、原料及处理
本发明使用的海带原料可以是整个海带(包括海带茎、叶、根等)，也可以是海带老的中带部、生产中破碎的老边缘部、柄，以及采摘后剩余的海带根。
将海带原料用水冲洗干净，沥干后，在0.1～0.2％柠檬酸或醋酸溶液中浸泡10～30min，于20～60℃烘干至含水分小于4％，再粉碎至100～200目，得到海带粉，待用。
二、无水乙醇脱脂脱色
在海带粉中加入10～20倍无水乙醇，60～80℃回流处理1～3h，4000rpm离心10min得到混有少量乙醇的海带粉，于20～50℃让残留乙醇完全挥发。
三、超声波处理
脱脂脱色后的海带粉中加入10～30倍的水，超声波处理20～40min，作用温度40～60℃，功率为20～60W，使海带组织细胞破碎，从而提高下一步酶解的效果。
四、酶处理
纤维素酶和果胶酶进行复合酶解：将经超声波处理后的海带浆液用6mol/L盐酸调pH值为4～6，加入质量分数0.1～1.0％酶活3.0×104u/g的纤维素酶和质量分数0.5～1.5％酶活1.0×104u/g的果胶酶，于40～60℃搅拌酶解1～2h，之后用0.5mol/L氢氧化钾调pH至中性。
五、真空提取
将得到的海带酶解液置于真空提取设备中，控制真空度85～98KPa，温度40～60℃提取1～2h，同时灭酶，得到海带多糖提取液。
六、分离
1.将海带多糖提取液于6000rpm离心20min，收集上清液，得到海带多糖母液。
或2.过滤：将海带多糖提取液经200目筛网过滤，得到海带多糖母液。
七、浓缩
将得到的海带多糖母液置于真空浓缩设备中，控制真空度85～98KPa，温度30～50℃浓缩至原体积的1/5～1/3，得到海带多糖浓缩液。
八、干燥
将海带多糖浓缩液置于真空冷冻干燥设备中，于真空度80～120Pa，板温45～60℃，冷冻干燥10～25h，得到高活性复合海带多糖，可作为一种产品，还可进一步加工成胶囊、冲剂、片剂等产品形式。
本发明的优点是
1.本发明的提取工艺合理有效，开创了从海带以及海带加工废弃物提取多糖的工艺路线，极大限度地将海带多糖提取出来；
2.本发明采用超微粉碎、酶处理和真空提取相结合的方法提取海带多糖，细胞细胞破碎率高，多糖提取率高，反应条件温和，大大缩短了提取时间，确保提取出多糖的生物活性，使得最终产品多糖营养性与功能性兼具；
3.本发明的工艺路线不仅能以海带为原料，而且能用海带加工中的废弃物，如海带老的中带部、生产中破碎的老边缘部、柄，以及采摘后剩余的海带根为原料，不仅降低了成本，提高经济效益，同时还减少了对环境的污染；
4.本发明采用无水乙醇回流的方法不仅将海带腥味的来源——高度不饱和脂肪酸去除，同时还可以去除大部分的色素，预处理过程中的酸洗也起到一定的脱腥作用；
5.本发明提取过程中的残渣还可以用来加工饲料；
6.发明采用真空冷冻干燥技术，避免了热力干燥对海带多糖中活性成分的损伤；
7.本发明提取到的海带多糖，既可单独作为一种产品，进一步加工成胶囊、冲剂、片剂等产品形式，还可以作为基料，辅以其它食品开发多种功能食品，使保健食品的功能性日益多元化。
具体实施方式
例1将海带原料用水冲洗干净，沥干后，在0.1％柠檬酸溶液中浸泡30min，于20℃烘干至含水分小于4％，再粉碎至100目，得到海带粉，加入10倍无水乙醇，60℃回流处理3h，4000rpm离心10min得到混有少量乙醇的海带粉，于20℃让残留乙醇完全挥发后，加入10倍的水，超声波处理20min，作用温度60℃，功率为60W，然后用6mol/L盐酸调pH值为4，加入0.1％酶活3.0×104u/g的纤维素酶和1.5％酶活1.0×104u/g的果胶酶，于40℃搅拌酶解1h，之后用0.5mol/L氢氧化钾调pH至中性，将得到的海带酶解液置于真空提取设备中，控制真空度85KPa，温度40℃提取1h，同时灭酶，得到海带多糖提取液于6000rpm离心20min，收集上清液，得到海带多糖母液。置于真空浓缩设备中，控制真空度85KPa，温度30℃浓缩至原体积的1/5，得到海带多糖浓缩液于真空冷冻干燥设备中，真空度80Pa，板温45℃，冷冻干燥25h，得到高活性复合海带多糖。
例2将海带原料用水冲洗干净，沥干后，在0.1％醋酸溶液中浸泡30min，于60℃烘干至含水分小于4％，再粉碎至200目，得到海带粉，加入20倍无水乙醇，80℃回流处理1h，4000rpm离心10min得到混有少量乙醇的海带粉，于50℃让残留乙醇完全挥发后，加入30倍的水，超声波处理40min，作用温度60℃，功率为20W，然后用6mol/L盐酸调pH值为6，加入1.0％酶活3.0×104u/g的纤维素酶和0.5％酶活1.0×104u/g的果胶酶，于60℃搅拌酶解1h，之后用0.5mol/L氢氧化钾调pH至中性，将得到的海带酶解液置于真空提取设备中，控制真空度98KPa，温度60℃提取1h，同时灭酶，得到海带多糖提取液经200目筛网过滤，得到海带多糖母液，置于真空浓缩设备中，控制真空度98KPa，温度50℃浓缩至原体积的1/3，得到海带多糖浓缩液于真空冷冻干燥设备中，真空度120Pa，板温60℃，冷冻干燥10h，得到高活性复合海带多糖。
例3将海带原料用水冲洗干净，沥干后，在0.2％醋酸溶液中浸泡10min，于40℃烘干至含水分小于4％，再粉碎至150目，得到海带粉，加入15倍无水乙醇，70℃回流处理2h，4000rpm离心10min得到混有少量乙醇的海带粉，于40℃让残留乙醇完全挥发后，加入20倍的水，超声波处理30min，作用温度50℃，功率为40W，然后用6mol/L盐酸调pH值为5，加入0.5％酶活3.0×104u/g的纤维素酶和1.0％酶活1.0×104u/g的果胶酶，于50℃搅拌酶解1.5h，之后用0.5mol/L氢氧化钾调pH至中性。将得到的海带酶解液置于真空提取设备中，控制真空度90KPa，温度50℃提取1.5h，同时灭酶，得到海带多糖提取液于6000rpm离心20min，收集上清液，得到海带多糖母液，置于真空浓缩设备中，控制真空度85～98KPa，温度40℃浓缩至原体积的1/4，得到海带多糖浓缩液于真空冷冻干燥设备中，真空度100Pa，板温50℃，冷冻干燥20h，得到高活性复合海带多糖。
例4将海带老的中带部用水冲洗干净，沥干后，在0.2％柠檬酸溶液中浸泡20min，于30℃烘干至含水分小于4％，再粉碎至200目，得到海带粉，加入12倍无水乙醇，80℃回流处理2h，4000rpm离心10min得到混有少量乙醇的海带粉，于50℃让残留乙醇完全挥发后，加入30倍的水，超声波处理40min，作用温度60℃，功率为45W，然后用6mol/L盐酸调pH值为5，加入1.0％酶活3.0×104u/g的纤维素酶和1.0％酶活1.0×104u/g的果胶酶，于45℃搅拌酶解2h，之后用0.5mol/L氢氧化钾调pH至中性。将得到的海带酶解液置于真空提取设备中，控制真空度95KPa，温度60℃提取2h，同时灭酶，得到海带多糖提取液于6000rpm离心20min，收集上清液，得到海带多糖母液。置于真空浓缩设备中，控制真空度98KPa，温度30℃浓缩至原体积的1/5，得到海带多糖浓缩液于真空冷冻干燥设备中，真空度90Pa，板温55℃，冷冻干燥15h，得到高活性复合海带多糖。
例5将采摘后的老根原料用水冲洗干净，沥干后，在0.2％醋酸溶液中浸泡30min，于30℃烘干至含水分小于4％，再粉碎至200目，得到海带粉，加入15倍无水乙醇，70℃回流处理2.5h，4000rpm离心10min得到混有少量乙醇的海带粉，于45℃让残留乙醇完全挥发后，加入25倍的水，超声波处理30min，作用温度45℃，功率为40W，然后用6mol/L盐酸调pH值为5.5，加入1.0％酶活3.0×104u/g的纤维素酶和1.5％酶活1.0×104u/g的果胶酶，于60℃搅拌酶解2h，之后用0.5mol/L氢氧化钾调pH至中性。将得到的海带酶解液置于真空提取设备中，控制真空度85KPa，温度60℃提取2h，同时灭酶，得到海带多糖提取液经200目筛网过滤，得到海带多糖母液，置于真空浓缩设备中，控制真空度98KPa，温度40℃浓缩至原体积的1/4，得到海带多糖浓缩液于真空冷冻干燥设备中，真空度100Pa，板温60℃，冷冻干燥20h，得到高活性复合海带多糖。
例6将生产中破碎的老边缘部、柄原料用水冲洗干净，沥干后，在0.2％柠檬酸溶液中浸泡20min，于30℃烘干至含水分小于4％，再粉碎至150目，得到海带粉，加入15倍无水乙醇，70℃回流处理3h，4000rpm离心10min得到混有少量乙醇的海带粉，于35℃让残留乙醇完全挥发后，加入25倍的水，超声波处理35min，作用温度45℃，功率为50W，然后用6mol/L盐酸调pH值为4.5，加入0.5％酶活3.0×104u/g的纤维素酶和1.0％酶活1.0×104u/g的果胶酶，于45℃搅拌酶解1.5h，之后用0.5mol/L氢氧化钾调pH至中性。将得到的海带酶解液置于真空提取设备中，控制真空度90KPa，温度60℃提取2h，同时灭酶，得到海带多糖提取液经200目筛网过滤，得到海带多糖母液，置于真空浓缩设备中，控制真空度85KPa，温度40℃浓缩至原体积的1/3，得到海带多糖浓缩液于真空冷冻干燥设备中，真空度90Pa，板温50℃，冷冻干燥22h，得到高活性复合海带多糖。
Claims (2)
1.一种海带多糖的制备方法，其特征在于工艺步骤为：
(1)原料处理：将原料海带用水洗净，沥干后，在0.1～0.2％柠檬酸或醋酸溶液中浸泡10～30min，于20～60℃烘干至含水分小于4％，再粉碎至100～200目得海带粉；
(2)脱脂脱色：在海带粉中加入10～20倍无水乙醇，60～80℃回流1～3h，4000rpm离心10min得到混有少量乙醇的海带粉，于20～50℃让残留乙醇完全挥发；
(3)超声波处理：脱脂脱色后的海带粉中加入10～30倍的水，超声波处理20～40分钟，作用温度40～60℃，功率为20～60W；
(4)酶解：纤维素酶和果胶酶进行复合酶解：将经超声波处理后的海带浆液用6mol/L盐酸调pH值为4～6，加入质量分数0.1～1.0％酶活3.0×104u/g的纤维素酶和质量分数0.5～1.5％，酶活1.0×104u/g的果胶酶，于40～60℃搅拌酶解1～2h，之后用0.5mol/L氢氧化钾调pH至中性；
(5)真空提取：将得到的海带酶解液置于真空提取设备中，控制真空度85～98KPa，温度40～60℃提取1～2小时，同时灭酶，得到海带多糖提取液；
(6)分离：将海带多糖提取液于6000rpm离心20分钟，收集上清液；或将海带多糖提取液经200目筛网过滤，得到海带多糖母液；
(7)浓缩：将得到的海带多糖母液置于真空浓缩设备中，控制真空度85～98KPa，温度30～50℃浓缩至原体积的1/5～1/3，得到海带多糖浓缩液；
(8)干燥：将海带多糖浓缩液置于真空冷冻干燥设备中，于真空度80～120Pa，板温45～60℃，冷冻干燥10～25小时，得到高活性复合海带多糖。
2.根据权利要求1所述的海带多糖的制备方法，其特征在于所述(1)原料处理的步骤中的原料海带是包括海带茎、叶、根的整体海带、海带老的中带部、生产中破碎的老边缘部、柄，以及采摘后剩余的海带根的任何部分。
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