CN102180990B - 一种从海带中制备高粘度褐藻酸钠的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种从海带中制备高粘度褐藻酸钠的方法，包括以下工艺步骤：（1）海带洗净晒干，粉碎后过筛，得到海带干粉；（2）向海带干粉中加入戊二醛水溶液；（3）海带粉末的戊二醛水溶液进行过滤；过滤后的固体中加入蒸馏水，进行超声-微波协同处理；（4）得到的滤渣中加入Na₂CO₃溶液，进行消化反应；过滤，滤液进行离心，得到褐藻酸钠粗提液；（5）褐藻酸钠粗提液中加大孔弱碱性苯乙烯型阴离子交换树脂；褐藻酸钠粗提液进行减压抽滤，得到脱色液；（6）脱色液中加入乙醇溶液，沉淀得到固体；（7）沉淀后的固体烘干、粉碎，得到高粘度褐藻酸钠。本发明使褐藻酸钠产品的提取率大大提高，且产品的粘度、纯度都较高，提高了产品的市场竞争力。

Description

一种从海带中制备高粘度褐藻酸钠的方法

技术领域

 本发明涉及一种从海带中制备高粘度褐藻酸钠的方法，属于海洋资源深加工领域。

背景技术

海藻酸钠作为从褐藻类生物中提取的产品因其具有低热无毒、易膨化、柔韧度高的特点，以及良好的增稠性、成膜性、稳定性、絮凝性和螯合性。广泛用于食品、纺织、医药、高分子等领域，可用作食品添加剂，水果、肉类可食用保鲜膜，织物的着色剂，各种药剂，高分子吸水材料等，具有广泛的应用前景。

工业生产中普遍采用甲醛溶液作为前处理剂，甲醛能固定蛋白质，海带中与蛋白质结合的色素也被固定下来，因而在分离提取褐藻胶时色素溶出量大大减少，经甲醛溶液处理所得的产品粘度、色泽较好。但是甲醛的残留有潜在致癌作用，已经被列入一类致癌物质，在医药和食品工业中的应用受到了限制。考虑到戊二醛可与蛋白质发生交联反应且其杀菌作用是使细菌的细胞壁发生交联皱缩引起，因而本发明用毒性很小的戊二醛代替甲醛，破坏海带的细胞壁，固定蛋白质。 

超声波浸取法是一种物理强化提取技术。超声波是弹性介质中的一种机械波，利用超声振动能量改变物质的组织结构、状态、功能或加速其改变过程。超声波提取作为一种新型的提取技术,在天然产物提取方面得到广泛的应用,具有提取时间短、提取效率高、被提取活性物质不被破坏等优点。微波技术应用于植物有效成分的提取，一方面微波的热效应能使得基质材料内部的水分升温和汽化，迅速升温导致基质材料结构发生变化，材料变得疏松，减小了传质阻力；另一方面微波的非热效应能使得基质材料中各组分之间的作用力减弱，解吸作用增强，溶解度提高，从而达到显著提高提取效果的目的。大量研究表明，微波辅助提取大大缩短了提取时间，提取得率也显著提高。超声-微波协同萃取作为一种全新的分离技术（原理见附图），结合了超声、微波两种技术的优点，产生了更好的提取分离效果，采用超声-微波协同处理海带粉末，破坏海带细胞结构，促进海带中可溶性色素、无机盐、糖类的溶出，使褐藻酸钠提取时间缩短，提取率和纯度大大提高。

候振建等在马尾藻海藻酸钠漂白的研究中对NaClO、ClO₂、过氧乙酸、连二亚硫酸钠的漂白效果进行了比较，氧化剂在脱色的同时对褐藻酸钠产生降解，使其粘度降低，分子量下降且氧化剂残留会对产品的质量产生不良影响。专利CN101717454A使用活性炭处理褐藻酸钠，得到高纯度的褐藻酸钠。但活性碳的吸附作用不具有选择性，在吸附色素的同时对多糖也产生较强的吸附，使多糖的损失率较高。大孔树脂目前已广泛用于植物多糖的脱色处理中。利用树脂脱色是新发展的一种脱色方法，其脱色效果较好。树脂也是一种具有吸附性质的脱色剂，其内部具有较高的孔隙率，表面积较大、交换速度较快、机械强度高、抗污染能力强、热稳定好，在水溶液和非水溶液中都能使用。吸附树脂具有很好的吸附性能，它理化性质稳定，不溶于酸、碱及有机溶剂，对有机物选择性较好，不受无机盐类及强离子低分子化合物存在的影响，可以通过物理吸附从水溶液中有选择地吸附有机物质。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种从海带中制备高粘度褐藻酸钠的方法，产品的提取率高，避免了因氧化反应导致的产品降解，使所得产品的粘度大大提高。

按照本发明提供的技术方案，一种从海带中制备高粘度褐藻酸钠的方法，特征是，包括以下工艺步骤：

（1）将原料海带洗净晒干后，经粉碎机粉碎后过60～80目筛，得到海带干粉；

（2）浸泡处理：向海带干粉中加入戊二醛水溶液，海带干粉与戊二醛水溶液比为1g:15～30ml，在室温下浸泡10～20h；所述戊二醛水溶液的质量百分浓度为 0.25%～0.75%；

（3）超声-微波协同处理：将海带粉末的戊二醛水溶液用60～100目绢布进行过滤；向过滤后的固体中加入蒸馏水，海带干粉与蒸馏水的料液比为1g:15～30ml，在超声、微波条件下进行协同处理；所述超声波功率为0.05～1KW，微波功率为0.1～2.5KW，处理时间为0.5～30min；

（4）消化反应：向经步骤（3）处理后得到的滤渣中加入Na₂CO₃溶液，海带干粉与Na₂CO₃溶液的料液比为1g:15～20ml，在59～61℃的水浴条件下进行消化反应2.5～3.5h；然后用30～100目的纱布进行过滤，得到的滤液在4000～5000r/min的条件下离心5～20min，得到褐藻酸钠粗提液；所述Na₂CO₃溶液的质量百分浓度为2～3%；

（5）脱色反应：向褐藻酸钠粗提液中加入大孔弱碱性苯乙烯型阴离子交换树脂，所述大孔弱碱性苯乙烯型阴离子交换树脂加入量与海带干粉的比例为0.2～0.8ml: 1g，脱色时间为10～50 min；经大孔弱碱性苯乙烯型阴离子交换树脂脱色后褐藻酸钠粗提液在-0.02～-0.08 MPa的条件下进行减压抽滤，得到脱色液；

（6）乙醇沉淀：向步骤（5）得到的脱色液中加入1.5～2.5倍体积的乙醇溶液，沉淀后得到的固体即为褐藻酸钠；所述乙醇溶液的体积百分数为80～95%；

（7）真空干燥：将步骤（6）沉淀得到的褐藻酸钠固体于40～80℃真空干燥箱中烘干2～8h，粉碎后过80～120目筛，即得到所述的高粘度褐藻酸钠；所述真空度为-0.06~-0.09 MPa。

本发明的有益效果是：使用具有交联、固化蛋白质、防腐、杀菌性等众多的优异特性的戊二醛代替甲醛作为固色交联剂，生产高粘度，稳定性较好的褐藻酸钠产品。采用超声-微波协同处理海带粉末，使海带的细胞结构在消化反应前被破坏，促使消化反应充分进行。用大孔树脂进行脱色，可避免因使用NaClO，H₂O₂等氧化剂脱色导致的产品粘度下降问题，提高产品的粘度，且大孔树脂可以重复利用。通过上述处理，使所得褐藻酸钠产品的提取率大大提高，且产品的粘度、纯度都较高，提高了产品的市场竞争力。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例一：一种从海带中制备高粘度褐藻酸钠的方法，包括以下工艺步骤：

（1）将原料海带洗净晒干后，经粉碎机粉碎后过60目筛，得到海带干粉；

（2）浸泡处理：向10g海带干粉中加入200ml戊二醛水溶液，在室温下浸泡14h；所述戊二醛水溶液的质量百分浓度为 0.3%；

（3）超声-微波协同处理：将海带粉末的戊二醛水溶液用60目绢布进行过滤；向过滤后的固体中加入150ml蒸馏水，在超声、微波条件下进行协同处理；所述超声波功率为0.1KW，微波功率为0.5KW，处理时间为10min；

（4）消化反应：向经步骤（3）处理后得到的滤渣中加入150ml的Na₂CO₃溶液，在60℃的水浴条件下进行消化反应3h；然后用30目的纱布进行过滤，得到的滤液在4000r/min的条件下离心10min，得到褐藻酸钠粗提液；所述Na₂CO₃溶液的质量百分浓度为2%；

（5）脱色反应：向褐藻酸钠粗提液中加入5ml大孔弱碱性苯乙烯型阴离子交换树脂，脱色时间为20 min；经树脂脱色后褐藻酸钠粗提液在-0.02MPa的条件下进行减压抽滤，得到脱色液；所述的大孔弱碱性苯乙烯型阴离子交换树脂可采用西安蓝晓科技有限公司生产的ADS-22大孔树脂；

（6）乙醇沉淀：向步骤（5）得到的脱色液中加入200ml的乙醇溶液，沉淀后得到的固体即为褐藻酸钠；所述乙醇溶液的体积百分数为80%；

（7）真空干燥：将步骤（6）沉淀得到的固体于40℃真空干燥箱中烘干8h，粉碎后过120目筛，即得到所述的高粘度褐藻酸钠；所述真空度为-0.06MPa。所述高粘度褐藻酸钠的提取率为91.6%，粘度为3840 mPa.s。

实施例二：一种从海带中制备高粘度褐藻酸钠的方法，包括以下工艺步骤：

（1）将原料海带洗净晒干后，经粉碎机粉碎后过80目筛，得到海带干粉；

（2）浸泡处理：向10g海带干粉中加入300ml戊二醛水溶液，在室温下浸泡10h；所述戊二醛水溶液的质量百分浓度为 0.25%；

（3）超声-微波协同处理：将海带粉末的戊二醛水溶液用100目绢布进行过滤；向过滤后的固体中加入300ml蒸馏水，在超声、微波条件下进行协同处理；所述超声波功率为0.05KW，微波功率为0.1KW，处理时间为30min；

（4）消化反应：向经步骤（3）处理后得到的滤渣中加入200ml的Na₂CO₃溶液，在59℃的水浴条件下进行消化反应3.5h；然后用100目的纱布进行过滤，得到的滤液在5000r/min的条件下离心5min，得到褐藻酸钠粗提液；所述Na₂CO₃溶液的质量百分浓度为3%；

（5）脱色反应：向褐藻酸钠粗提液中加入2ml大孔弱碱性苯乙烯型阴离子交换树脂，脱色时间为10min；经树脂脱色后褐藻酸钠粗提液在-0.08 MPa的条件下进行减压抽滤，得到脱色液；所述的大孔弱碱性苯乙烯型阴离子交换树脂可采用西安蓝晓科技有限公司生产的ADS-8大孔树脂；

（6）乙醇沉淀：向步骤（5）得到的脱色液中加入150ml的乙醇溶液，沉淀后得到的固体即为褐藻酸钠；所述乙醇溶液的体积百分数为80%；

（7）真空干燥：将步骤（6）沉淀得到的固体于40℃真空干燥箱中烘干8h，粉碎后过80目筛，即得到所述的高粘度褐藻酸钠；所述真空度为-0.09 MPa。所述高粘度褐藻酸钠的提取率为90.4%，粘度为3950 mPa.s。

实施例三：一种从海带中制备高粘度褐藻酸钠的方法，特征是，包括以下工艺步骤：

（1）将原料海带洗净晒干后，经粉碎机粉碎后过70目筛，得到海带干粉；

（2）浸泡处理：向10g海带干粉中加入150ml戊二醛水溶液，在室温下浸泡20h；所述戊二醛水溶液的质量百分浓度为0.75%；

（3）超声-微波协同处理：将海带粉末的戊二醛水溶液用80目绢布进行过滤；向过滤后的固体中加入150ml蒸馏水，在超声、微波条件下进行协同处理；所述超声波功率为1KW，微波功率为2.5KW，处理时间为0.5min；

（4）消化反应：向经步骤（3）处理后得到的滤渣中加入180ml的Na₂CO₃溶液，在61℃的水浴条件下进行消化反应2.5h；然后用50目的纱布进行过滤，得到的滤液在4500r/min的条件下离心20min，得到褐藻酸钠粗提液；所述Na₂CO₃溶液的质量百分浓度为2.5%；

（5）脱色反应：向褐藻酸钠粗提液中加入8ml大孔弱碱性苯乙烯型阴离子交换树脂，脱色时间为50 min；经树脂脱色后褐藻酸钠粗提液在-0.05MPa的条件下进行减压抽滤，得到脱色液；所述的大孔弱碱性苯乙烯型阴离子交换树脂可采用西安蓝晓科技有限公司生产的NAR-9大孔树脂；

（6）乙醇沉淀：向步骤（5）得到的脱色液中加入250ml的乙醇溶液，沉淀后得到的固体即为褐藻酸钠；所述乙醇溶液的体积百分数为95%；

（7）真空干燥：将步骤（6）沉淀得到的固体于80℃真空干燥箱中烘干2h，粉碎后过100目筛，即得到所述的高粘度褐藻酸钠；所述真空度为-0.08 MPa。所述高粘度褐藻酸钠的提取率为90.8%，粘度为3860 mPa.s。

Claims (1)

1. 一种从海带中制备高粘度褐藻酸钠的方法，其特征是，包括以下工艺步骤：

（1）将原料海带洗净晒干后，经粉碎机粉碎后过60～80目筛，得到海带干粉；

（2）浸泡处理：向海带干粉中加入戊二醛水溶液，海带干粉与戊二醛水溶液比为1g:15～30ml，在室温下浸泡10～20h；所述戊二醛水溶液的质量百分浓度为 0.25%～0.75%；

（3）超声-微波协同处理：将海带粉末的戊二醛水溶液用60～100目绢布进行过滤；向过滤后的固体中加入蒸馏水，海带干粉与蒸馏水的料液比为1g:15～30ml，在超声、微波条件下进行协同处理；所述超声波功率为0.05～1KW，微波功率为0.1～2.5KW，处理时间为0.5～30min；

（4）消化反应：向经步骤（3）处理后得到的滤渣中加入Na₂CO₃溶液，海带干粉与Na₂CO₃溶液的比为1g:15～20ml，在59～61℃的水浴条件下进行消化反应2.5～3.5h；然后用30～100目的纱布进行过滤，得到的滤液在4000～5000r/min的条件下离心5～20min，得到褐藻酸钠粗提液；所述Na₂CO₃溶液的质量百分浓度为2～3%；

（5）脱色反应：向褐藻酸钠粗提液中加入大孔弱碱性苯乙烯型阴离子交换树脂，所述大孔弱碱性苯乙烯型阴离子交换树脂加入量与海带干粉的比例为0.2～0.8ml: 1g，脱色时间为10～50 min；经大孔弱碱性苯乙烯型阴离子交换树脂脱色后，褐藻酸钠粗提液在-0.02～-0.08 MPa的条件下进行减压抽滤，得到脱色液；

（6）乙醇沉淀：向步骤（5）得到的脱色液中加入1.5～2.5倍体积的乙醇溶液，沉淀后得到的固体即为褐藻酸钠；所述乙醇溶液的体积百分数为80～95%；

（7）真空干燥：将步骤（6）沉淀得到的褐藻酸钠固体于40～80℃真空干燥箱中烘干2～8h，粉碎后过80～120目筛，即得到所述的高粘度褐藻酸钠；所述真空度为-0.06~-0.09 MPa。