CN101538172A - 海藻水解的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种海藻水解的方法，该方法是新鲜海藻或水发干海藻经搅碎，搅拌下依次加入乙二胺四乙酸、氢氧化钾或氢氧化钠、硫酸亚铁、过氧化氢、维生素C，过滤，滤液添加硼酸或硼酸盐，得海藻水解物。本发明制备方法简单，所需设备简单，能迅速使海藻多糖小分子化和能保持海藻天然活性物质的活性。

Description

海藻水解的方法

技术领域：

本发明涉及食品、医药、化工及农业等领域，特别与海藻水解的方法有关。

背景技术：

海藻是可再生资源，在食品、医药、化工及农业等领域均有广泛用途。海藻包括海带、海白菜、马尾藻、昆布、泡叶藻和巨藻等。

在农业领域，海藻液体肥作为新型肥料品种正受到广泛关注。

海藻素是水解海藻的产物，是海藻液体肥的基本材料。在海藻水解的关键技术中，海藻多糖的小分子化以及海藻天然活性物质的活性保持，是优质海藻素以及海藻液体肥生产技术发展所趋向的重要目标之一。

天然海藻所含的海藻酸、海藻多糖，作为功能成分，其分子量高达二十至三十几万，这样大的分子量，即使被溶出，成为高分子溶液，也难以被植物吸收，肥效差。因此，只有将其水解成几百到几千的较小分子量的分子团，才容易被作物吸收。

在现有技术中，水解高分子多糖有许多方法，但为了使海藻的另一类活性成分如细胞分裂素等不被破坏，要求水解工艺的温度在48℃以下，PH值5～8.5。正是由于对温度、酸碱度都有这些要求，海藻的水解存在技术瓶颈。

据报道，目前国际、国内已有的海藻水解技术主要包括：碱提取法、中性水解法、酸提取法、机械破碎提取法；碱提取法包括粉碎、加入碳酸钠或氢氧化钠，在一定的压力下水解数小时，达到提取海藻有效成分的目的。碱提取法过程简单，也可提高生长素释放量，但此方法所用的设备昂贵；中性水解法是在中性条件下水解海藻并分离、获取水溶性成分。大约只有30～40％的干物质能顺利被水溶出。该法的收率低，处理时间长；酸提取法是用微酸溶液(0.01N的盐酸)消解海藻。此法提取迅速，在加压条件下，20℃下浸提10分钟可得到比重1.04的溶液。滤渣留有25％左右的可溶性固体，需继续加压并用浸提。该法需要依赖压力容器；机械破碎提取法，是采用物理作用将天然鲜湿的海藻破碎成细小尺度的颗粒，并进行均质过滤等。但该法需要依赖大量机具设备，生产效率低；另外，还有超声波破碎法、酶介法、热水浸泡法等。

不难看出，上述方法实际上都是在高分子多糖溶胀、水解与保护活性成分之间所采取的几种折中办法。例如，碱提取法保护了活性成分，并使其溶出最大化，但高分子多糖在弱碱环境下水解成较小分子的速度缓慢，效率低下；中性水解、微酸水解也是如此，还牺牲了收率。这些方法还有共同的缺憾：设备、工艺流程复杂，产物中的海藻多糖主要是大分子，作物的吸收效果差。由此可见，现有的海藻水解方法都存在一定的缺陷。

近年，在该技术领域的发展包括：中国专利99112311.5，(海藻植物生长剂及生产工艺)公开了一种在低温条件下，对海藻的细胞壁进行物理破碎，使海藻中所有的成分溶出，然后经低温冷冻、过滤、紫外消毒杀菌，制作成海藻植物生长剂的方法，该方法需依赖复杂的设备。中国专利03133732.5(抗逆型海藻肥的制备方法)公开一种抗逆型海藻肥的制备方法，步骤如下：1)使用晾干的海藻，除去杂质和外来物；2)加入淡水，用稀碱溶液调节pH＝8.5～9.0；3)搅拌浸泡，减压浓缩至比重＝1.2-1.3，离心去掉高温盐；4)浓缩液与冷却后析出的干固物分离备用；5)取新鲜海藻，加入重量浓度为95％的乙醇，加入量为海藻重量的40～50％；6)将藻体破碎，搅拌，离心后保存溶液；7)溶液浓缩除去盐分，保留澄清的溶液；8)澄清的溶液冷却至0℃-5℃，加入饱和的二氨基四硫代氰酸铬铵溶液；9)收集沉淀；10)将浓缩液、干固物、沉淀物三者均匀混合；11)喷雾干燥获得速溶抗逆型海藻肥干品。该方法所获产物是两种产物的混合物，过程复杂，依赖乙醇有机溶剂和复杂的设备。

发明内容：

本发明的目的是为了提供一种制备方法简单，所需设备少，能迅速使海藻多糖小分子化和能保持海藻天然活性物质的活性的海藻水解的方法。

本发明的目的是这样来实现的：

本发明海藻水解的方法，该方法是新鲜海藻或水发淡干海藻经铰碎，搅拌下依次加入乙二胺四乙酸、氢氧化钾或氢氧化钠、硫酸亚铁、过氧化氢、维生素C，过滤，滤液添加硼酸或硼酸盐，得海藻水解物，乙二胺四乙酸和氢氧化钾(钠)，组成了海藻藻体消解剂，硫酸亚铁、过氧化氢和维生素C组成了海藻多糖降解剂，硼酸或硼酸酸盐起到防腐作用。

上述的乙二胺四乙酸、氢氧化钾或氢氧化钠的总加入量为干海藻重量的0.1～50％，硼酸或硼酸盐的加入量为水解液重量的0.1～10％。

本发明方法中在海藻藻体消解剂的作用下，藻体结构迅速分解，其过程包括海藻表皮与皮下结构的分离、皮下组织溶胀、溶解成高分子、高粘度溶胶；接下来，在海藻多糖降解剂的作用下，高分子、高粘度溶胶迅速水解成为低分子、低粘度水溶液。

本发明不同于已有的海藻水解方法。本发明涉及一套全新的工艺过程，包括可在常温、常压、PH弱酸性或中性的条件使海藻快速溶胀，在短时间内获得高粘度海藻胶体，以及高粘度海藻胶体迅速水解成小分子、低粘度水溶液。因此，本发明获得低粘度、小分子海藻糖混合物的同时，海藻活性成分不受影响。另外，本发明所涉及的水解助剂组合的成分均能成为肥料成分，能强化肥料的肥效。

本发明的制备过程简单，不依赖复杂设备，其制备的海藻水解物除保留了海藻中丰富的矿物质及微量元素等植物营养成分外，在水解藻体、降解海藻多糖、岩藻糖胶时，其中性的水解条件和快速的制备过程，未对海藻所含生物活性物质造成破坏，能保持海藻天然活性物质的活性，所含的多糖降解物主要是便于植物吸收的小分子。

该海藻水解物在配制肥料时，与氨基酸、常用微量元素的盐类有良好的配伍性。

本发明制备方法可广泛应用于水解海带、海白菜、马尾藻、昆布、泡叶藻、巨藻等海藻上。

以本发明所涉及的海藻水解物所配制的海藻肥，能提高作物抗逆能力，还能促进作物生长、提高作物产量及品质。

具体实施方式：

实施例1：

本实施例1制备方法包括以下步骤：

(1)取水发海带100g铰碎(1～10mm)，加30℃清水至1000毫升。

(2)加EDTA5.6g、纯度为90％KOH3g，缓慢搅拌2小时，可观察到海藻表皮与皮下结构分离、皮下组织溶胀、溶解，成为含有海带皮削的溶胶体。

(3)继续搅拌并向搅拌物中加入7水硫酸亚铁3g，搅拌均匀后加入纯度为30％过氧化氢4ml，稍后，加入0.6g VC粉剂。反应物溶胶体的粘度先增加，然后迅速下降，随后停止搅拌，过滤。

(4)向滤液中加入10g硼酸，以防止其腐变。

实施例2：

本实施例2制备方法包括如下步骤：

(1)取水发海带200g铰碎(1～10mm)，加30℃清水至400毫升。

(2)加EDTA11.2g、90％KOH6g，在转速为5000转/分、搅拌叶片带刀刃的搅拌器的强烈搅拌下，被搅拌物在2～10分钟后呈高粘度胶体。

(3)在强烈搅拌下，向搅拌物中依次加入7水硫酸亚铁6g、30％过氧化氢8ml，1.2g VC粉剂，溶胶粘度先升后降，加水至2000ml，停止搅拌，过滤。

(4)向海藻液体中加入20g硼酸，以防止其腐变。

实施例3：

本实施例3的制备方法是取新鲜海白菜200g，洗净、铰碎(1～10mm)，加清水400毫升。其余同实例2。

上述实施例是对本发明的上述内容作进一步的说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

Claims (2)

1、海藻水解的方法，该方法是新鲜海藻或水发干海藻经铰碎，搅拌下依次加入乙二胺四乙酸、氢氧化钾或氢氧化钠、硫酸亚铁、过氧化氢、维生素C，过滤，滤液添加硼酸或硼酸盐，得海藻水解物。

2、如权利要求1所述的海藻水解的方法，其特征在于乙二胺四乙酸、氢氧化钾或氢氧化钠的总加入量为干海藻重量的0.1～50％，硼酸或硼酸盐的加入量为水解液重量的0.1～10％。