CN103665195A - 一种利用酶法提取江蓠中琼脂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用酶法提取江蓠中琼脂的方法，江蓠经浸泡后，加入纤维素酶、蛋白酶进行酶解，滤去酶解液得到江蓠渣；江蓠渣经漂白、酸化、洗涤处理后，加入适量水95℃水煮提胶、灭酶活；趁热过滤胶液，向该热胶液中迅速加入2～3倍体积95%的乙醇进行醇沉，离心或过滤出沉淀，再用无水乙醇脱水2次，烘干得到琼脂产品。通过清洁、高效的生物酶处理技术将江蓠中的主要成分琼脂分离出来，克服了传统碱处理技术的不足；在对江蓠渣提胶之前用过氧化氢代替次氯酸钠进行漂白处理，漂白效果显著，并且摒弃了次氯酸钠法漂白所带来的氯离子残留和污染问题；最后采用简便易行的醇沉法将琼脂迅速地从胶液中沉淀出来，大大缩减了生产周期和成本。
Description
技术领域
本发明属于海洋资源深加工与综合利用领域，涉及一种利用酶法提取江蓠中琼脂的方法。
背景技术
江篱是目前国内外生产琼脂的主要原料之一，过去几十年里，碱处理一度成为江篱生产琼胶过程中必不可少的工序。总结概括国内外对江篱碱处理方法主要有三种类型，即低温浓碱法、中温浓碱法、高温稀碱法，该三种方法都不可避免地使用了NaOH，这无疑给环境带来一定的危害，同时随着碱的价格上升和能源短缺等问题逐渐凸显，碱法提取琼脂的高额成本问题也使生产企业陷入进退两难的境地。寻求一种环保、经济、节约的生物酶解技术已成为江篱琼胶加工的必然方向。
酸化漂白是琼脂生产过程中另一必不可少的工序，它不但影响产品的外观色泽，而且对琼胶产品的凝胶强度和出胶率有重要的影响。目前国内江蓠藻的酸化漂白主要采用 NaClO 在强酸性条件下同时达到酸化和漂白的工艺路线，该法虽然能够达到一定的漂白效果，但产品中不可避免的带入氯离子，况且生产废水中的氯离子处理问题也是业界一大难题。传统工艺在江蓠提胶直至干燥成品获得的过程中，需要将胶条进行反复的冻融、脱水后才能得到高品质的琼脂，此过程操作复杂，且由于胶条水分过多使得干燥过程较为漫长，不利于大规模的产业化生产。
因此，本发明针对现有碱处理技术的不足，研究探索出一种清洁、无污染的生物酶处理技术对江蓠进行前处理，从滤渣中高效地提取出琼脂；针对氯离子残留问题，以零残留、无危害的过氧化氢进行脱色试验，达到了与NaClO同等漂白效果；针对冻融工序的繁琐性，提出简便易行的醇沉法，大大缩减了生产周期和成本。这对提高我国江蓠加工业的水平、降低生产成本、控制环境污染具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种从江蓠中提取琼脂的方法，具有环保无公害的特点，能够克服现有技术上的缺点，快速而有效地从江蓠中提取高品质琼脂。
本发明的技术方案：一种以江蓠为原料酶法提取琼脂的方法，通过生物酶预处理，将江蓠中除琼脂以外的岩藻多糖、蛋白质等杂质预先除去，剩余为以琼脂为主的粗品，然后进行精制工序，最终获得高强度的琼脂粉产品。本发明克服了传统工艺强碱、高温、氯离子残留、反复冻融等问题，使操作更简单、温和，适用于大规模产业化生产。
所述方法的具体实施工艺如下：
江蓠预先剪碎并用万能粉碎机打成粉末状，然后按料液比1:8～1:14加入水，浸泡1～3 h。将浸泡后的江蓠液调节pH值为3.5～6.5，按江蓠重量加入0.05～0.5%的纤维素酶，于40～65℃下反应5～10 h；然后将pH值调为8～10，加入0.01～0.2%的复合蛋白酶，于40～65℃下反应1～4 h。
酶解结束后，离心分离，得到江蓠渣。江蓠渣预先用2～4倍体积的水清洗两遍（该清洗液可回用于下批次江蓠的浸泡），然后向料渣中加入8～25倍体积的水，用0.5 mol/L NaOH溶液调节pH 8～10，加入双氧水使其质量浓度达到0.06～0.20%，漂白3～10 min；漂白结束后加入1M盐酸溶液使体系的HCl浓度为0.30～1.25%，此过程不断搅拌3～6 min，去除大部分的可溶性杂质及色素；酸化处理结束后立即用清水洗涤至中性，备用。
向漂白去杂后的江蓠渣中加入适量水，于95℃水浴中煮1 h，趁热过滤，滤渣再加入一半体积的水进行二次煮胶，合并两次胶液，80℃以上浓缩至原体积的1/3，趁热加入 2～3倍体积95%的乙醇，过滤，用无水乙醇进行2次脱水，40～60℃干燥该醇沉物，最后经粉碎过筛即得琼脂粉。所用乙醇均重复回收利用。
本发明的有益效果
本发明通过清洁、高效的生物酶处理技术将江蓠中的主要成分琼脂分离出来，克服了传统碱处理技术的不足；在对江蓠渣提胶之前用过氧化氢代替次氯酸钠进行漂白处理，漂白效果显著，并且摒弃了次氯酸钠法漂白所带来的氯离子残留和污染问题；最后采用简便易行的醇沉法将琼脂迅速地从胶液中沉淀出来，大大缩减了生产周期和成本。以上所述工艺的改进从一定程度上提高了我国江蓠加工业的水平，同时在降低生产成本、控制环境污染方面也有显著地效果。
具体实施方式
实施例1
称取江蓠100 g，剪碎并用万能粉碎机打成粉末状，加入1000 mL水，45℃浸泡2 h。将浸泡后的江蓠液调节pH值为5，加入80 mg纤维素酶，反应6 h；然后将pH值调为8～10，加入25 mg复合蛋白酶，反应2 h。
酶解结束后，离心分离，得到江蓠渣，向该江蓠渣中加入800 mL水，用0.5 mol/L氢氧化钠溶液调节pH 10，加入27.5%双氧水2 mL，漂白5 min；漂白结束后加入1M盐酸溶液使体系的HCl浓度为0.8%，此过程不断搅拌3 min，去除大部分的可溶性杂质及色素；酸化处理结束后立即用清水洗涤至中性，备用。
向漂白去杂后的江蓠渣中加入300 mL水，于95℃水浴中煮1 h，趁热过滤，滤渣再加入一半体积的水进行二次煮胶，合并两次胶液，80℃以上浓缩至原体积的1/3，趁热加入 2倍体积95%的乙醇，过滤，用无水乙醇进行2次脱水，50℃干燥该醇沉物，最后经粉碎过筛即得琼脂粉。
实施例2
称取江蓠1 kg，剪碎并用万能粉碎机打成粉末状，加入8 L水，50℃浸泡1.5 h。将浸泡后的江蓠液调节pH值为4，加入1.0 g纤维素酶，反应8 h；然后将pH值调为8.5，加入0.3 g复合蛋白酶，反应2 h。
酶解结束后，离心分离，得到江蓠渣，向该江蓠渣中加入6 L水，用0.5 mol/L氢氧化钠溶液调节pH 10，加入27.5%双氧水18 mL，漂白4 min；漂白结束后加入1M盐酸溶液使体系的HCl浓度为0.8%，此过程不断搅拌3 min，去除大部分的可溶性杂质及色素；酸化处理结束后立即用清水洗涤至中性，备用。
向漂白去杂后的江蓠渣中加入2 L水，于95℃水浴中煮1 h，趁热过滤，滤渣再加入一半体积的水进行二次煮胶，合并两次胶液，80℃以上浓缩至原体积的1/3，趁热加入 3倍体积95%的乙醇，过滤，用无水乙醇进行2次脱水，50℃干燥该醇沉物，最后经粉碎过筛即得琼脂粉。
Claims (7)
1.一种利用酶法提取江蓠中琼脂的方法，其特征在于：在粉碎浸泡后的江蓠液中加入纤维素酶、复合蛋白酶进行酶解，在较低温度下将江蓠中可溶性成分溶解于水相中，离心分离后，琼脂仍保留在江蓠渣中；江蓠渣经过漂白、酸化、清洗、煮胶、过滤、醇沉处理获得高品质琼脂粉。
2.根据权利要求1所述的利用酶法提取江蓠中琼脂的方法，其特征在于：江蓠预先剪碎并用万能粉碎机打成粉末状，然后按江蓠与水重量比1:8～1:14加入水，浸泡1～3 h。
3.根据权利要求1所述的利用酶法提取江蓠中琼脂的方法，其特征在于所述的酶解：将浸泡后的江蓠液调节pH值为3.5～6.5，按江蓠重量加入0.05～0.5%的纤维素酶，于40～65℃下反应5～10 h；然后将pH值调为8～10，加入0.01～0.2%的复合蛋白酶，于40～65℃下反应1～4 h。
4.根据权利要求1所述的利用酶法提取江蓠中琼脂的方法，其特征在于所述的复合蛋白酶主要包括碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶。
5.根据权利要求1所述的利用酶法提取江蓠中琼脂的方法，其特征在于所述的漂白、酸化、清洗处理：离心分离后的江蓠渣先用2～4倍体积的水清洗两遍，然后用0.5 mol/L NaOH溶液调节pH 8～10，加入双氧水使其质量浓度达到0.06～0.20%，漂白3～10 min；漂白结束后加入1M盐酸溶液使体系的HCl浓度为0.30～1.25%，此过程不断搅拌3～6 min，去除大部分的可溶性杂质及色素；酸化处理结束后立即用清水洗涤至中性。
6.根据权利要求1所述的利用酶法提取江蓠中琼脂的方法，其特征在于所述的煮胶、过滤、醇沉处理：向漂白去杂后的江蓠渣中加入适量水，于95℃水浴中煮1 h，趁热过滤，滤渣再加入一半体积的水进行二次煮胶，合并两次胶液，80℃以上浓缩至原体积的1/3，趁热加入 2～3倍体积95%的乙醇，过滤，用无水乙醇进行2次脱水，40～60℃烘干得到琼脂；以上所用乙醇均重复回收利用。
7.根据权利要求4所述的利用酶法提取江蓠中琼脂的方法，其特征在于所述的双氧水质量浓度为27.5%。
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