CN102643882A - 酶解法从海带中提取褐藻胶寡糖的新工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明针对现有褐藻胶寡糖提取中的问题，提供了从海带中提取褐藻胶寡糖的生产工艺。酶解法从海带中提取褐藻胶寡糖的新工艺，包括制备海带粉、浸泡、纤维素酶酶解、消化、离心过滤、漂白、褐藻胶裂解酶酶解、高速离心精滤、酒精脱水九个步骤。与目前的褐藻胶寡糖提取工艺14-15％的得率相比，本发明的得率为17-18％，提高了3-4％，同时该工艺步骤简化，减少化学试剂的使用，使产品外观更加美观。
Description
技术领域
本发明创造涉及一种褐藻胶寡糖的提取工艺，具体的说，涉及一种从海带中提取褐藻胶寡糖的生产工艺。
背景技术
褐藻胶是褐藻酸、褐藻酸盐以及褐藻酸的有机衍生物的统称，褐藻胶自问世以来，逐渐被广泛的应用于印纺、食品、医药、化工和农业等方面。国内厂家多采用干海带为原料，采用传统工艺提取褐藻胶，并制备褐藻胶寡糖。传统工艺一般包括浸泡、消化、冲稀、离心去渣、钙析、脱钙、固相转化和干燥等步骤，这种传统工艺存在以下不足：(1)将块状海带用碱液消化海带，碱液不能完全破坏细胞壁，致使海带中的褐藻胶提取率比较低；(2)通过钙析和脱钙步骤浓缩体系中的褐藻胶，步骤复杂，一定程度上降低了褐藻胶的提取率，且使用了CaCl2和HCl溶液等化学原料，不够环保；(3)产品外观为浅黄色，不够美观。
发明内容
本发明针对现有褐藻胶寡糖提取中的问题，提供了从海带中提取褐藻胶寡糖的生产工艺，该工艺步骤简化，采用酶解法，减少化学试剂的使用，且产品外观更加美观。
本发明的技术方案为：酶解法从海带中提取褐藻胶寡糖的新工艺，其制备工艺包括如下步骤：
(1)制备海带粉：将清洗过的海带切块、粉碎、过筛，得到海带粉，未过筛的海带重新粉碎、过筛；
(2)浸泡：将海带粉投入酶解罐中，加入海带粉重量8～12倍的水，搅拌至充分浸泡；
(3)纤维素酶酶解：将1200～1600U/g的纤维素酶制剂投入酶解罐中，加入量为海带粉重量的8～12％，搅拌均匀，加10％的盐酸溶液调节至pH为4-5，在55～65℃的温度条件下酶解3-4小时，得到纤维素酶酶解产物；
(4)消化：向纤维素酶酶解产物中加入海带粉重量8～13％的碳酸钠和海带粉重量10-15倍的热水，在50-80℃的温度条件下，消化120～180分钟，得到褐藻酸钠胶状物；
(5)离心过滤：将得到的褐藻酸钠胶状物通过离心机分离出残渣，得到一次胶液；用适量水洗涤残渣，再次离心；将一次胶液泵入裂解罐，残渣再次进入消化工序；
(6)漂白：向一次胶液中加入30-35％的H2O2溶液，加入量为海带粉重量的2-4％，在70-90℃的温度条件下漂白1-2小时；
(7)褐藻胶裂解酶酶解：将800-1200U/g的褐藻胶裂解酶投入裂解罐中，加入量为海带粉的10-15％，搅拌均匀，加10％的NaOH溶液调pH至7-9，在20～45℃的温度条件下酶解反应3-4小时，得到褐藻胶裂解酶酶解液；
(8)高速离心精滤：将褐藻胶裂解酶酶解液通过离心机分离出残渣，得到二次胶液；用适量水洗涤残渣，再次离心；残渣用于生产海藻饲料；
(9)酒精脱水：将二次胶液泵入酒脱工序，加入95％以上的酒精脱水得到褐藻胶寡糖，酒精与二次胶液的体积比为1.2∶1，脱水后酒精回收；
优选的是，酒精脱水后得到的褐藻胶寡糖进行粉碎和烘干处理，步骤如下：a.将酒脱后的褐藻胶寡糖粉碎；b.将粉碎后的褐藻胶寡糖烘干至含水量≤15％。
优选的是，所述步骤(1)中过筛所用的为60-100目筛。
优选的是，所述步骤(5)中离心的转速为700-900r/min，离心时间为20-40min。
优选的是，所述步骤(8)中离心的转速为1500-2000r/min，离心时间为20-30min。
本发明的有益效果在于，与目前的褐藻胶寡糖提取工艺14-15％的得率相比，本发明的得率为17-18％，提高了3-4％，主要是基于以下几方面的改善：
(1)将海带制成海带粉与纤维素酶反应，增加了纤维素复合酶与底物的作用面积，提高了反应速率，促进反应更加完全，从而提高了细胞壁的破碎程度。另外，纤维素酶酶解工序位于消化工序之前，也提高了消化的反应程度。
(2)采用纤维素酶和褐藻胶裂解酶进行酶解，酶解反应温和、无毒无害，保证了食品安全。采用纤维素复合酶酶解海带粉，可以有效破坏其细胞壁，有利于胶体的溶出；褐藻胶裂解酶对褐藻胶具有特异性，因而大大提高了褐藻胶降解为褐藻胶寡糖的速度。该工艺与物理降解法、酸降解法、氧化降解法相比，反应条件温和，具备很强的可控性和特异性，还减少化学原料的使用量，是一种绿色环保的工艺方法。
(3)海带经酶解、消化、裂解处理后，采用酒精脱水法提取褐藻胶寡糖，免除了传统工艺中的钙化和脱钙等工艺步骤，减少化学原料的使用，降低了褐藻胶寡糖在这些工艺中的损耗，从而提高了产品收率。
(4)采用H2O2溶液漂白，使产品外观更加美观，而且有助于褐藻胶的降解。该漂白工艺利用了褐藻胶自身的微酸环境来进行氧化降解，充分发挥了H2O2的漂白作用，有效去除色素，使产品外观更白。此外，H2O2与褐藻胶裂解酶无交叉反应，不影响褐藻胶裂解酶的活性，且H2O2本身能使褐藻胶降解，从而促进了褐藻胶的降解。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
(1)制备海带粉：将清洗过的海带切块、粉碎、过筛，得到海带粉，未过筛的海带重新粉碎、过筛，过筛用100目筛；
(2)浸泡：将海带粉投入酶解罐中，加入海带粉重量8倍的水，搅拌至充分浸泡；
(3)纤维素酶酶解：将1600U/g的纤维素酶制剂投入酶解罐中，加入量为海带粉重量的8％，搅拌均匀，加10％的盐酸溶液调节至pH为4-5，在55℃的温度条件下酶解3小时，得到纤维素酶酶解产物；
(4)消化：向纤维素酶酶解产物中加入海带粉重量8％的碳酸钠和海带粉重量10倍的热水，在50℃的温度条件下，消化2小时，得到褐藻酸钠胶状物；
(5)离心过滤：将得到的褐藻酸钠胶状物通过离心机分离出残渣，得到一次胶液；用适量水洗涤残渣，再次离心；离心的转速为700r/min，离心时间为20min；将一次胶液泵入裂解罐，残渣再次进入消化工序；
(6)漂白：向一次胶液中加入35％的H2O2溶液，加入量为海带粉重量的4％，在90℃的温度条件下漂白2小时；
(7)褐藻胶裂解酶酶解：将1200U/g的褐藻胶裂解酶投入裂解罐中，加入量为海带粉的10％，搅拌均匀，加10％的NaOH溶液调pH至7-9，在20℃的温度条件下酶解反应3小时，得到褐藻胶裂解酶酶解液；
(8)高速离心精滤：将褐藻胶裂解酶酶解液通过离心机分离出残渣，得到二次胶液；用适量水洗涤残渣，再次离心；离心的转速为1500r/min，离心时间为20min。残渣用于生产海藻饲料；
(9)酒精脱水：将二次胶液泵入酒脱工序，加入95％以上的酒精脱水得到褐藻胶寡糖，酒精与二次胶液的体积比为1.2∶1，脱水后酒精回收；
(10)酒精脱水后得到的褐藻胶寡糖进行粉碎，并烘干处理至含水量≤15％。
实施例2
(1)制备海带粉：将清洗过的海带切块、粉碎、过筛，得到海带粉，未过筛的海带重新粉碎、过筛；过筛用60目筛；
(2)浸泡：将海带粉投入酶解罐中，加入海带粉重量12倍的水，搅拌至充分浸泡；
(3)纤维素酶酶解：将1200U/g的纤维素酶制剂投入酶解罐中，加入量为海带粉重量的12％，搅拌均匀，加10％的盐酸溶液调节至pH为4-5，在65℃的温度条件下酶解4小时，得到纤维素酶酶解产物；
(4)消化：向纤维素酶酶解产物中加入海带粉重量13％的碳酸钠和海带粉重量15倍的热水，在80℃的温度条件下，消化3小时，得到褐藻酸钠胶状物；
(5)离心过滤：将得到的褐藻酸钠胶状物通过离心机分离出残渣，得到一次胶液；用适量水洗涤残渣，再次离心；离心的转速为900r/min，离心时间为40min；将一次胶液泵入裂解罐，残渣再次进入消化工序；
(6)漂白：向一次胶液中加入30％的H2O2溶液，加入量为海带粉重量的2％，在70℃的温度条件下漂白1小时；
(7)褐藻胶裂解酶酶解：将800U/g的褐藻胶裂解酶投入裂解罐中，加入量为海带粉的15％，搅拌均匀，加10％的NaOH溶液调pH至7-9，在45℃的温度条件下酶解反应4小时，得到褐藻胶裂解酶酶解液；
(8)高速离心精滤：将褐藻胶裂解酶酶解液通过离心机分离出残渣，得到二次胶液；用适量水洗涤残渣，再次离心；离心的转速为2000r/min，离心时间为30min。残渣用于生产海藻饲料；
(9)酒精脱水：将二次胶液泵入酒脱工序，加入95％以上的酒精脱水得到褐藻胶寡糖，酒精与二次胶液的体积比为1.2∶1，脱水后酒精回收；
(10)酒精脱水后得到的褐藻胶寡糖进行粉碎，并烘干处理至含水量≤15％。
实施例3
(1)制备海带粉：将清洗过的海带切块、粉碎、过筛，得到海带粉，未过筛的海带重新粉碎、过筛；过筛用90目筛；
(2)浸泡：将海带粉投入酶解罐中，加入海带粉重量10倍的水，搅拌至充分浸泡；
(3)纤维素酶酶解：将1400U/g的纤维素酶制剂投入酶解罐中，加入量为海带粉重量的10％，搅拌均匀，加10％的盐酸溶液调节至pH为4-5，在60℃的温度条件下酶解3.5小时，得到纤维素酶酶解产物；
(4)消化：向纤维素酶酶解产物中加入海带粉重量11％的碳酸钠和海带粉重量12倍的热水，在60℃的温度条件下，消化150分钟，得到褐藻酸钠胶状物；
(5)离心过滤：将得到的褐藻酸钠胶状物通过离心机分离出残渣，得到一次胶液；用适量水洗涤残渣，再次离心；离心的转速为800r/min，离心时间为30min；将一次胶液泵入裂解罐，残渣再次进入消化工序；
(6)漂白：向一次胶液中加入32％的H2O2溶液，加入量为海带粉重量的3％，在80℃的温度条件下漂白1.5小时；
(7)褐藻胶裂解酶酶解：将1100U/g的褐藻胶裂解酶投入裂解罐中，加入量为海带粉的12％，搅拌均匀，加10％的NaOH溶液调pH至7-9，在35℃的温度条件下酶解反应3.5小时，得到褐藻胶裂解酶酶解液；
(8)高速离心精滤：将褐藻胶裂解酶酶解液通过离心机分离出残渣，得到二次胶液；用适量水洗涤残渣，再次离心；离心的转速为1800r/min，离心时间为25min。残渣用于生产海藻饲料；
(9)酒精脱水：将二次胶液泵入酒脱工序，加入95％以上的酒精得到褐藻胶寡糖，酒精与二次胶液的体积比为1.2∶1，脱水后酒精回收；
(10)酒精脱水后得到的褐藻胶寡糖进行粉碎，并烘干处理至含水量≤15％。
实施例4
(1)制备海带粉：将清洗过的海带切块、粉碎、过筛，得到海带粉，未过筛的海带重新粉碎、过筛；过筛用80目筛；
(2)浸泡：将海带粉投入酶解罐中，加入海带粉重量10倍的水，搅拌至充分浸泡；
(3)纤维素酶酶解：将1300U/g的纤维素酶制剂投入酶解罐中，加入量为海带粉重量的11％，搅拌均匀，加10％的盐酸溶液调节至pH为4-5，在60℃的温度条件下酶解4小时，得到纤维素酶酶解产物；
(4)消化：向纤维素酶酶解产物中加入海带粉重量11％的碳酸钠和海带粉重量13倍的热水，在70℃的温度条件下，消化150分钟，得到褐藻酸钠胶状物；
(5)离心过滤：将得到的褐藻酸钠胶状物通过离心机分离出残渣，得到一次胶液；用适量水洗涤残渣，再次离心；离心的转速为900r/min，离心时间为30min；将一次胶液泵入裂解罐，残渣再次进入消化工序；
(6)漂白：向一次胶液中加入33％的H2O2溶液，加入量为海带粉重量的3％，在80℃的温度条件下漂白1.5小时；
(7)褐藻胶裂解酶酶解：将1000U/g的褐藻胶裂解酶投入裂解罐中，加入量为海带粉的13％，搅拌均匀，加10％的NaOH溶液调pH至7-9，在40℃的温度条件下酶解反应3小时，得到褐藻胶裂解酶酶解液；
(8)高速离心精滤：将褐藻胶裂解酶酶解液通过离心机分离出残渣，得到二次胶液；用适量水洗涤残渣，再次离心；离心的转速为2000r/min，离心时间为20min。残渣用于生产海藻饲料；
(9)酒精脱水：将二次胶液泵入酒脱工序，加入95％以上的酒精脱水得到褐藻胶寡糖，酒精与二次胶液的体积比为1.2∶1，脱水后酒精回收；
(10)酒精脱水后得到的褐藻胶寡糖进行粉碎，并烘干处理至含水量≤15％。
Claims (5)
1.酶解法从海带中提取褐藻胶寡糖的新工艺，其特征在于：其制备工艺包括如下步骤：
(1)制备海带粉：将清洗过的海带切块、粉碎、过筛，得到海带粉，未过筛的海带重新粉碎、过筛；
(2)浸泡：将海带粉投入酶解罐中，加入海带粉重量8～12倍的水，搅拌至充分浸泡；
(3)纤维素酶酶解：将1200～1600U/g的纤维素酶制剂投入酶解罐中，加入量为海带粉重量的8～12％，搅拌均匀，加10％的盐酸溶液调节至pH为4-5，在55～65℃的温度条件下酶解3-4小时，得到纤维素酶酶解产物；
(4)消化：向纤维素酶酶解产物中加入海带粉重量8～13％的碳酸钠和海带粉重量10-15倍的热水，在50-80℃的温度条件下，消化120～180分钟，得到褐藻酸钠胶状物；
(5)离心过滤：将得到的褐藻酸钠胶状物通过离心机分离出残渣，得到一次胶液；用适量水洗涤残渣，再次离心；将一次胶液泵入裂解罐，残渣再次进入消化工序；
(6)漂白：向一次胶液中加入30-35％的H2O2溶液，加入量为海带粉重量的2-4％，在70-90℃的温度条件下漂白1-2小时；
(7)褐藻胶裂解酶酶解：将800-1200U/g的褐藻胶裂解酶投入裂解罐中，加入量为海带粉的10-15％，搅拌均匀，加10％的NaOH溶液调pH至7-9，在20～45℃的温度条件下酶解反应3-4小时，得到褐藻胶裂解酶酶解液；
(8)高速离心精滤：将褐藻胶裂解酶酶解液通过离心机分离出残渣，得到二次胶液；用适量水洗涤残渣，再次离心；残渣用于生产海藻饲料；
(9)酒精脱水：将二次胶液泵入酒脱工序，加入95％以上的酒精脱水得到固相褐藻胶寡糖，酒精与二次胶液的体积比为1.2∶1，脱水后酒精回收。
2.根据权利要求1所述的酶解法从海带中提取褐藻胶寡糖的新工艺，其特征在于：酒精脱水后得到的固相褐藻胶寡糖进行粉碎和烘干处理，步骤如下：a.将酒脱后的褐藻胶寡糖粉碎；b.将粉碎后的褐藻胶寡糖烘干至含水量≤15％。
3.根据权利要求1所述的酶解法从海带中提取褐藻胶寡糖的新工艺，其特征在于：所述步骤(1)中过筛所用的为60-100目筛。
4.根据权利要求1所述的酶解法从海带粉中提取褐藻胶寡糖的新工艺，其特征在于：所述步骤(5)中离心的转速为700-900r/min，离心时间为20-40min。
5.根据权利要求1所述的酶解法从海带中提取褐藻胶寡糖的新工艺，其特征在于：所述步骤(8)中离心的转速为1500-2000r/min，离心时间为20-30min。
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