CN102174118B

CN102174118B - 一种iota-型卡拉胶的脱水式制备方法

Info

Publication number: CN102174118B
Application number: CN2011100222588A
Authority: CN
Inventors: 张立新; 朱敏; 聂毅
Original assignee: Qingdao University
Current assignee: Qingdao University
Priority date: 2011-01-15
Filing date: 2011-01-15
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2031-01-15
Also published as: CN102174118A

Abstract

本发明属于有机化学产品制备技术领域，涉及一种iota-型卡拉胶脱水精制的新工艺，特别是一种iota-型卡拉胶脱水式制备方法，先采用常规技术用原料提取得到卡拉胶胶液，再将现有技术提取得到的iota-型卡拉胶胶液依次分别经过粗滤、精滤、调整pH值、发泡、盐析、固液分离、压榨脱水和除盐工艺步骤制成凝胶后，再将上述脱水后的凝胶干燥并粉碎得到iota-型卡拉胶产品；其技术工艺简单，提供的iota-型卡拉胶的脱水式精制原理可靠，生产成本低，产品质量好，市场应用前景广阔。

Description

一种iota-型卡拉胶的脱水式制备方法

技术领域：

本发明属于有机化学产品制备技术领域，涉及一种iota-型卡拉胶脱水精制的新工艺，特别是一种iota-型卡拉胶脱水式制备方法。

背景技术：

卡拉胶Carrageenan又叫作鹿角菜胶或鹿角藻胶，是从麒麟菜属、杉藻属或角叉菜属等红藻中提取的极有经济价值的红藻多糖，属于由D-半乳糖和3，6-内醚半乳糖残基所组成的线性多糖，残基中带有酯式硫酸盐基团。常见的卡拉胶根据含有硫酸酯的位置和数量的多少分为κ-(Kappa)型、ι-(Iota)型和λ-(Lamda)型等几种类型；κ-卡拉胶是D-半乳糖-4-硫酸盐和3，6-内醚-D-半乳糖的交互聚合物；ι-卡拉胶和κ-卡拉胶类似，其特殊之处在于3，6-内醚半乳糖是在2位碳形成硫酸盐。据统计，2010年卡拉胶的年国产量已突破2.5万吨，并且市场需求量每年仍以5％～10％的速度递增。卡拉胶有着优异的凝胶特性和流变特性，能与其它食品胶共混并有协同增效作用，因此，在食品、医药、日化及其它科研领域有着极为重要的应用。由于卡拉胶不易被其它胶体所取代，因此它是一种具有高附加经济价值的海藻胶。目前世界上约80％以上的卡拉胶产品均属κ-卡拉胶，而事实上ι-卡拉胶在很多方面都比κ-卡拉胶更具优势，尤其在成本上ι-卡拉胶的提取原料大约是κ-卡拉胶的提取原料耳突麒麟菜Eucheuma cottonii价格的三分之二。但是，国际市场每吨ι-卡拉胶成品的价格却比κ-卡拉胶高2.5倍左右，这是由于ι-卡拉胶的生产过程中脱水工艺较难。现有的脱水工艺都是采用酒精脱水或冷冻脱水方法，这两种脱水方法不仅工艺复杂，生产环境差，设备要求高而且占地面积也比较大，诸多原因造成ι-卡拉胶成本居高不下。因此，寻求一种新型的脱水式制备iota-型卡拉胶的方法，简化其提取工艺，降低生产成本，是目前此领域亟待解决的关键技术问题。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，提供一种原料丰富低廉，工艺科学合理，生产成本明显降低且具有良好应用价值和市场前景的iota-型卡拉胶的脱水式精制新工艺方法。

为了实现上述目的，本发明涉及的iota-型卡拉胶脱水式制备方法，先将现有技术提取得到的iota-型卡拉胶胶液依次分别经过粗滤、精滤、调整pH值、发泡、盐析、固液分离、压榨脱水和除盐工艺步骤制成凝胶后，再将上述脱水后的凝胶干燥并粉碎得到iota-型卡拉胶产品；其所述粗滤和精滤采用常规工艺方法进行；调整pH值是在得到精滤的胶液后，用重量百分比为6～8％NaOH或者6～8％的KOH调整胶液pH值在8.5～10范围内，该过程中维持胶液温度在65～80℃范围内；所述的发泡工艺过程是采用液体粉碎机或胶体磨使胶液产生丰富细腻的泡沫，发泡过程中的胶液温度维持在60～85℃，持续发泡0.5～1h，发泡装置的转速控制在2000～10000r/min；所述的盐析步骤是在发泡过程中趁热加入盐析剂，搅拌速度控制在600～2000r/min，盐析过程第一部分加入的盐析剂为KCl和CaCl₂溶液，添加时先加重量百分比浓度为7％～10％的KCl溶液再加入重量百分比浓度为8～12％的CaCl₂溶液，KCl的加入重量为卡拉胶干基的0.1～3％，CaCl₂的加入重量为卡拉胶干基的0.5～2.5％，此时的胶液温度控制在60～75℃范围内；第二部分加入的盐析剂为十二烷基三甲基溴化铵(以下简称CTAB)的乙醇溶液；添加时将CTAB溶于乙醇中配置成重量百分比浓度范围为1～3％的溶液，加入重量为卡拉胶胶液的0.3～1％(W/V)，该过程中胶液的温度控制在65℃以上，加入时间要求在第一部分盐析剂加入10～15min后再加第二部分盐析剂；盐析剂用喷雾发生装置以喷雾形式加入；所述的固液分离步骤是将漂浮的iota-型卡拉胶打捞起来，用200目的筛绢滤去游离水，沥干至胶体表面发涩，然后常规方式压榨脱水；经压榨脱水后的卡拉胶用重量百分比浓度为65％的酒精浸洗2～3h，除盐后干燥和粉碎即得产品。

本发明与现有技术相比，其技术工艺简单，提供的iota-型卡拉胶的脱水式精制原理可靠，生产成本低，产品质量好，市场应用前景广阔。

具体实施方式：

下面结合实施例进一步描述iota-型卡拉胶的脱水式精制工艺。

本实施例先将现有技术提取得到的iota-型卡拉胶胶液依次分别经过粗滤、精滤、调整pH值、发泡、盐析、固液分离、压榨脱水和除盐工艺步骤制成凝胶后，再将上述脱水后的凝胶干燥并粉碎得到iota-型卡拉胶产品；所述的调整pH值是指在得到精滤的胶液后，采用6～8％NaOH或者6～8％的KOH调整胶液pH值在8.5～10范围内，该过程中维持胶液温度在65～80℃范围内；所述的发泡过程是采用液体粉碎机或胶体磨来使胶液产生丰富细腻的泡沫，发泡过程中的胶液温度维持在60～85℃，持续发泡0.5～1h，并且发泡装置的转速控制在2000～10000r/min；所述的盐析步骤具体包括：发泡过程中趁热加入盐析剂，此时的搅拌速度控制在600～2000r/min即可，该盐析过程分为两部分，第一部分加入的盐析剂为KCl和CaCl₂溶液，添加时的具体操作为：先加KCl再加CaCl₂溶液，KCl的浓度为7％～10％，CaCl₂的浓度为9～12％，KCl的加入量为卡拉胶干基的0.1～3％，CaCl₂的加入量为卡拉胶干基的0.5～2.5％，此时的胶液温度应控制在60～75℃范围内；第二部分加入的盐析剂为十二烷基三甲基溴化铵(以下简称CTAB)的乙醇溶液；添加时的具体操作为：将CTAB溶于乙醇中配置成浓度范围为1～3％的溶液，加入量为卡拉胶胶液的0.3～1％(W/V)，该过程中胶液的温度控制在65℃以上，同时，加入时间上要求在第一部分盐析剂加入10～15min后再加第二部分盐析剂；所述的盐析步骤还包括：所有的盐析剂都以喷雾的形式加入，即在该盐析过程中要加一个喷雾发生装置；所述的固液分离步骤具体包括：将漂浮的iota-型卡拉胶打捞起来，用200目的筛绢滤去游离水，沥干至胶体表面发涩，然后压榨脱水；经压榨脱水后的卡拉胶用重量百分比浓度为65％的酒精浸洗2～3h，除盐后经常规工艺干燥和粉碎即得产品。

实施例1：

先称取除杂晾干后的刺麒麟菜原料15g，将该原料依次经过碱处理，水洗至中性，剪细，提胶，精滤后得到约400ml胶液；用重量百分比浓度为7％的NaOH溶液将胶液调整至pH＝9.5，该过程中胶液的温度要维持在70℃；在3500r/min发泡过程中，趁热先加入重量百分比浓度为8％的KCl溶液，再加重量百分比浓度为9％的CaCl₂溶液，KCl的加入重量为卡拉胶干基的1％，CaCl₂的加入重量为卡拉胶干基的1.5％，此时的胶液温度应控制在70℃范围内；待上述盐析剂加入反应10min后，以喷雾形式再加入重量百分比浓度为1％的CTAB的乙醇溶液，加入重量为卡拉胶胶液的0.3％(W/V)，该过程中胶液的温度控制在65℃；将大量泌水的iota-型卡拉胶沉淀先用200目筛绢滤去游离水，沥干至胶体表面发涩再收集起来，压榨脱水，用重量百分比浓度为65％的酒精浸洗2h，除盐，干燥，粉碎后得到成品卡拉胶粉末；制得产品6.89g；得率45.9％；凝胶强度为100g/cm²(浓度2％，10℃)；粘度为500mPa.s(浓度1.5％)；其余质量指标均符合FAO/QHO(1984)标准。

实施例2：

称取除杂晾干后的刺麒麟菜原料10kg，将该原料依次经过碱处理，水洗至中性，剪细，提胶，精滤后得到约270L胶液；用重量百分比浓度为7％的KOH溶液将胶液调整至pH＝9.5，该过程中胶液的温度要维持在75℃；在4500r/min发泡过程中，趁热先加入重量百分比浓度为7％的KCl溶液，再加重量百分比浓度为8％的CaCl₂溶液，KCl的加入量为卡拉胶干基的1％，CaCl₂的加入量为卡拉胶干基的1.5％，此时的胶液温度应控制在70℃范围内；待上述盐析剂加入反应12min后，以喷雾形式再加入重量百分比浓度为1.5％的CTAB的乙醇溶液，加入量为卡拉胶胶液的0.5％(W/V)，该过程中胶液的温度控制在70℃；将大量泌水的iota-型卡拉胶沉淀先用200目筛绢滤去游离水，沥干至胶体表面发涩再收集起来，用重量百分比浓度为65％的酒精浸洗2.5h，压榨脱水，除盐，干燥，粉碎得到成品卡拉胶粉末；制得产品4.31kg；得率43.1％；凝胶强度为120g/cm²(浓度2％，10℃)；粘度为490mpa.s(浓度1.5％)；其余质量指标均符合FAO/QHO(1984)标准。

实施例3：

称取除杂晾干后的刺麒麟菜原料20kg，将该原料依次经过碱处理，水洗至中性，剪细，提胶，精滤后得到约540L胶液；用重量百分比浓度为6％的NaOH溶液将胶液调整至pH＝9.5，该过程中胶液的温度要维持在70℃；在6500r/min发泡过程中，先加入浓度为10％的KCl溶液，再加重量百分比浓度为12％的CaCl₂溶液，KCl的加入量为卡拉胶干基的1％，CaCl₂的加入量为卡拉胶干基的1.5％，此时的胶液温度应控制在75℃；待上述盐析剂加入反应15min后，以喷雾形式再加入重量百分比浓度为2.5％的CTAB的乙醇溶液，加入量为卡拉胶胶液的1％(W/V)，该过程中胶液的温度控制在75℃；将大量泌水的iota-型卡拉胶沉淀先用200目筛绢滤去游离水，沥干至胶体表面发涩再收集起来，压榨脱水，用重量百分比浓度为65％的酒精浸洗3h，除盐，干燥，粉碎后制得产品8.98kg；得率44.9％；凝胶强度为115g/cm²(浓度2％，10℃)；粘度为500mpa.s(浓度1.5％)；其余质量指标均符合FAO/QHO(1984)标准。

Claims

1.一种iota-型卡拉胶的脱水式制备方法，其特征在于先将现有技术提取得到的iota-型卡拉胶胶液依次分别经过粗滤、精滤、调整pH值、发泡、盐析、固液分离、压榨脱水和除盐工艺步骤制成凝胶后，再将上述脱水后的凝胶干燥并粉碎得到iota-型卡拉胶产品；粗滤和精滤采用常规工艺方法进行；调整pH值是在得到精滤的胶液后，用重量百分比为6～8％NaOH或者6～8％的KOH调整胶液pH值在8.5～10范围内，该过程中维持胶液温度在65～80℃范围内；发泡是采用液体粉碎机或胶体磨使胶液产生丰富细腻的泡沫，发泡过程中的胶液温度维持在60～85℃，持续发泡0.5～1h，发泡装置的转速控制在2000～10000r/min；盐析步骤是在发泡过程中趁热加入盐析剂，搅拌速度控制在600～2000r/min，盐析过程第一部分加入的盐析剂为KCl和CaCl₂溶液，添加时先加重量百分比浓度为7％～10％的KCl溶液再加入重量百分比浓度为8～12％的CaCl₂溶液，KCl的加入重量为卡拉胶干基的0.1～3％，CaCl₂的加入重量为卡拉胶干基的0.5～2.5％，此时的胶液温度控制在60～75℃范围内；第二部分加入的盐析剂为十二烷基三甲基溴化铵的乙醇溶液；添加时将CTAB溶于乙醇中配置成重量百分比浓度为1～3％的溶液，加入重量为卡拉胶胶液的0.3～1％W/V，该过程中胶液的温度控制在65℃以上，加入时间要求在第一部分盐析剂加入10～15min后再加第二部分盐析剂；盐析剂用喷雾发生装置以喷雾形式加入；固液分离是将漂浮的iota-型卡拉胶打捞起来，用200目的筛绢滤去游离水，沥干至胶体表面发涩，然后常规方式压榨脱水；经压榨脱水后的卡拉胶用重量百分比浓度为65％的酒精浸洗2～3h，除盐后干燥和粉碎即得产品。