CN104804108A - 一种超高粘度褐藻胶的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高粘度褐藻胶的生产工艺，其步骤如下：（1）简化海藻酸的生产工艺，制备海藻酸钙；（2）制备海藻酸；（3）将一定比例的海藻酸钙和海藻酸分别进行固、液相中和反应；（4）其中海藻酸钙：海藻酸=25-50：50-75；（5）固相中和反应，加入纯碱碳酸钠中和至完全反应；（6）液相中和反应，加入酒精、氢氧化钠溶液中和至完全反应；（7）采用沸腾炉干燥技术进行烘干。本发明所述方法制得的高粘度褐藻胶与现有技术相比，粘度可由2500mPa·s同比提高到5000-100000mPa·s，提高了褐藻胶在增稠剂领域的竞争能力。本发明是对现有海藻酸生产工艺的高值化开发和利用，在现有的褐藻胶前工序生产技术和褐藻胶固相、液相中和生产技术条件下即可实现。

Description

一种超高粘度褐藻胶的生产工艺

技术领域

本发明涉及一种褐藻胶的生产工艺，具体是一种超高粘度褐藻胶的生产工艺。 

背景技术

褐藻胶是从褐藻中提取的天然多糖类物质，是由甘露糖醛酸和古洛糖醛酸经过1,4糖苷键连接而形成的共聚物。褐藻胶具有良好的增稠性、成膜性、凝胶性及成丝性等，这些特点使其在食品、日化化工、医药等领域中广泛应用。同时褐藻胶是一种安全的食品添加剂，在美国被誉为“奇妙的食品添加剂”，在日本被誉为“长寿食品”。 

褐藻胶在二十世纪八十年代作为天然的食用胶体起增稠、乳化作用，在食品各行业中广泛使用。迄今用于食品上的增稠剂、乳化剂有40多种，其中胶体类常用的还有黄原胶、瓜尔豆胶、卡拉胶、琼胶等。黄原胶是经由野油菜黄单孢菌发酵产生多糖类物质，具有酸碱稳定性好、热稳定性好、粘度高等优点，其1%胶液的粘度可达10000-30000mPa·s，但黄原胶的流动性差，这限制了它的应用前景和领域。瓜尔豆胶由豆科植物瓜尔豆(Cyamposis tetragonolobus)的种子去皮去胚芽后的胚乳部分,干燥粉碎后加水,进行加压水解后用20%的乙醇沉淀，离心分离后干燥粉碎制的。瓜尔豆胶对酸、碱、热的稳定性也很好，但瓜尔豆胶的价格不稳定，特别易受原料瓜尔豆的影响；而且近几年，由于石油开采使用瓜尔豆胶，使其价格疯涨数倍，应用客户已经无法承受，纷纷开始寻找替代瓜尔豆胶。卡拉胶、琼胶同褐藻胶类似都是从海藻中提取的天然胶体，但卡拉胶、琼胶的热稳定性差，属于热可逆凝胶，这大大限制了它们在食品中的应用。比较上述常用的胶体，我们发现褐藻胶有其无法替代的优点，即流动性好、热不可逆；但我们也清晰的认识到褐藻胶的不足——粘度低，因此要想提高褐藻胶的竞争力、扩大它的应用领域，我们必须想办法提高褐藻胶的粘度。 

自上世纪七八十年代以来，褐藻胶的传统提取工艺没有实现根本性变革，工艺步骤繁杂，提取的褐藻胶粘度普遍较低，冬季制得的褐藻胶的最高粘度在2000mPa.s，夏季在1500mPa·s左右，这严重影响了褐藻胶的竞争优势和应用前景。 

为了提高褐藻胶的粘度，国内外学者进行了大量的试验研究。专利CN101942121A一种提高海藻酸钠粘度和稳定性的方法，其工艺基本为将PEG600溶液加入到活化海藻酸钠溶液中，进行反应，反应结束后采用膜进行超滤、浓缩，最后再将溶液冷冻干燥， 制的粘度较高、稳定性好的海藻酸钠。其中PEG600是一种很好的粘结剂。该方法，借助于PEG600的粘结作用，提高海藻酸钠的粘度，但PEG600的引入不能根本去除，使得产品不纯，此外该方法采用膜进行超滤，与实际生产相比，膜的引入会增加生产成本，不适宜进行规模化工业生产。 

专利CN101423564A一种用于快速制备水凝胶的海藻酸盐的制备方法，其工艺为将可溶性的二价盐溶液，加入到海藻酸盐溶液中，脱水、干燥、粉碎。专利CN101756083A利用褐藻酸钠与葡萄糖内酯、食用钙制备果冻。其基本方法是将食品钙、葡萄糖内酯加入到已溶解、脱泡的海藻酸钠溶液中，这是制备褐藻胶凝胶常用的一种方法，以上方法的原料都是海藻酸钠和二价离子化合物，加工工艺是向海藻酸钠溶液中，添加二价离子，形成凝胶。采用上述方法制备凝胶时，二价离子的加入量和加入时间都要进行严格限制，否则会造成局部反应，达不到应有的凝胶效果。 

专利CN102492053A一种高粘度褐藻胶的制备方法，其工艺为褐藻消化制备海藻酸，将制得的海藻酸和0.5%-3%的碳酸钙加入到中和反应器中，固相中和反应10-20min，目的是先使海藻酸少量转化成海藻酸钙，反应后的褐藻酸加碱中和至完全转化成褐藻胶。此方法采用固相转化，引入外源性物质碳酸钙，先与海藻酸反应生成少量的海藻酸钙再进行中和完全。上述技术生产的褐藻胶粘度也只有2500-4000mPa·s之间，并且生产出的产品杂质含量、细菌数量较高，不符合食品级高端客户对产品的要求。 

发明内容

本发明针对现有技术生产高粘度褐藻胶的现状，提供了一种超高粘度褐藻胶的生产工艺，可使褐藻胶的粘度提高到5000-100000mPa·s。超高粘度褐藻胶的研发成功不仅可以提高褐藻胶在增稠剂市场中的竞争力，弥补现有褐藻胶粘度低的问题，而且它还是天然的保健品。超高粘度褐藻胶含有一种食品纤维，对预防结肠癌、心血管病、肥胖及铅、镉等在人体内的积累有辅助疗效作用。 

本发明是对褐藻胶生产工艺的高值化开发和利用，通过简化褐藻胶的生产工艺制备所需的海藻酸钙，再将一定配比的海藻酸钙和海藻酸在碱介质中进行中和反应，生成超高粘度的褐藻胶。根据中和反应不同，可分为固相中和和液相中和反应，前者以碳酸钠为碱介质进行反应，后者以氢氧化钠溶液为碱介质进行反应。此方法固相中和制得的褐藻胶具有超高的粘度，符合现有的固相高粘度产品品质要求；液相中和由于添加了酒精，使得终端高粘度褐藻胶产品色泽更白、杂质含量低、微生物含量低、品质更高、产品更 稳定。 

为了实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现： 

一种超高粘度褐藻胶的生产工艺，所述方法包括以下步骤： 

（1）简化海藻酸的生产工艺制备所需的海藻酸钙，即原料—浸泡—切碎—水洗—固色—纯碱消化—粗滤—发泡—漂浮—过滤—稀释—钙化—离心、脱水—粉碎—海藻酸钙； 

（2）制备所需的海藻酸； 

（3）将一定比例的海藻酸钙和海藻酸加入到反应罐中分别进行固相和液相中和反应； 

（4）其中海藻酸钙：海藻酸=25-50：50-75，海藻酸钙含量＜25%时，褐藻胶粘度较低；海藻钙含量≥50%时，制得的成品性质偏向于海藻酸钙，溶解性很差，粘度很低； 

（5）固相反应时，加入固体纯碱碳酸钠中和至完全转化成褐藻胶； 

（6）液相反应时，加入酒精、氢氧化钠溶液中和至完全转化成褐藻胶； 

（7）采用高效沸腾炉干燥技术烘干制得超高粘度褐藻胶。 

对技术方案进一步改进：所述步骤（1）中原料为干或鲜的海带、巨藻、F藻、马尾藻、裙带菜等褐藻。 

对技术方案进一步改进：所述步骤（1）中海藻酸钙的CaO含量≥12%，灰分含量在18%-27%。 

对技术方案进一步改进：所述步骤（2）中海藻酸的生产工艺为：原料—浸泡—切碎—水洗—固色—纯碱消化—粗滤—发泡—漂浮—过滤—稀释—钙化—脱钙—压榨脱水—粉碎—海藻酸； 

对技术方案进一步改进：所述步骤（6）中，中和用酒的酒精度为60-85°，中和用碱氢氧化钠的波美度为20-30Be°； 

对技术方案进一步改进：所述步骤（7）中，高效沸腾炉烘干时，进风的温度100-130℃，出风温度30-70℃，气压0.2-0.5Mpa。 

对技术方案进一步改进：所述步骤（7）中超高粘度褐藻胶具有强的保水性、乳化性、增稠性，应用于日化行业。 

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是： 

1、本发明专利采用简化海藻酸的生产工艺制备所需的海藻酸钙，是对现有技术的创新和综合、高值化利用。 

2、本发明无需购买外源辅助钙化学试剂，避免外源杂质的引入，节约了成本，使产品更纯。 

3、经过本研究表明，加入本技术生产的海藻酸钙，可使得最终产品的粘度更易于控制，并且终产品的粘度稳定性更优于其他钙盐所制得的终产品。 

4、本发明中和反应包括固相和液相两种方式，其中液相中和时酒精具有提取色素、杀菌、去杂质等作用，可以制备高品质高粘度褐藻胶。 

5、本发明中液相中和时，酒精的使用可以使所得高粘度褐藻胶体积膨胀，易于后续粉碎。 

6、本发明采用高效沸腾炉烘干技术，与传统烘干技术相比，烘干效率更高，产品质量更好。 

7、本发明工艺简单，采用本发明所述方法在现有的生产条件下即可完成，不需增加额外设备。 

8、本发明可使褐藻胶的粘度提高到5000-100000mPa·s，弥补现有褐藻胶粘度低的问题，提高了褐藻胶在增稠剂市场中的竞争力。 

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。 

实施例1 

取无变质干巨藻浸48h、切碎、水洗、固色、12%纯碱消化6h、粗滤、发泡、漂浮、过滤、稀释、钙化。钙化产物一半直接离心、粉碎制备海藻酸钙；另一半钙化产物进行、酸化脱钙、水洗、压榨脱水、粉碎制得海藻酸。取5kg海藻酸钙，95kg海藻酸放入固相中和罐中，加入适量的固体纯碱碳酸钠反应50min；生产时每隔10min用万能指示剂进行检测，根据指示剂显示的颜色，调整碱的加入量，直至指示颜色均匀呈现一致的草绿色或墨绿色，表示反应完全，烘干，粉碎、粉碎后的物料1%的胶粘度为1200mPa·s，由于海藻酸钙含量偏低，导致制备的褐藻胶粘度较低，试验失败。 

实施例2 

取无变质干巨藻浸48h、切碎、水洗、固色、12%纯碱消化6h、粗滤、发泡、漂浮、过滤、稀释、钙化。钙化产物一半直接离心、粉碎制备海藻酸钙；另一半钙化产物进行、 酸化脱钙、水洗、压榨脱水、粉碎制的海藻酸。取10kg海藻酸钙，90kg海藻酸放入固相中和罐中，加入适量的固体纯碱碳酸钠反应50min；生产时每隔10min用万能指示剂进行检测，根据指示剂显示的颜色，调整碱的加入量，直至指示颜色均匀呈现一致的草绿色或墨绿色，表示反应完全，烘干，粉碎、粉碎后的物料1%的胶粘度为2000mPa·s。 

实施例3 

取无变质干巨藻浸48h、切碎、水洗、固色、12%纯碱消化6h、粗滤、发泡、漂浮、过滤、稀释、钙化。钙化产物一半直接离心、粉碎制备海藻酸钙；另一半钙化产物进行、酸化脱钙、水洗、压榨脱水、粉碎制的海藻酸。取45kg海藻酸钙，55kg海藻酸投入已事先加入70°酒精和一定量的底碱的中和罐中，操作时边投料边继续加碱，进行中和反应50min；生产时每隔10min用万能指示剂进行检测，根据指示剂显示的颜色，调整碱的加入量，直至指示颜色均匀呈现一致的草绿色或墨绿色，表示反应完全，烘干，粉碎、粉碎后的物料1%的胶粘度为100000mPa·s。 

实施例3 

取无变质干海带浸2h、切碎、水洗、固色、12%纯碱消化6h、粗滤、发泡、漂浮、过滤、稀释、钙化。钙化产物一半直接离心、粉碎制备海藻酸钙；另一半钙化产物进行、酸化脱钙、水洗、压榨脱水、粉碎制的海藻酸。取50kg海藻酸钙，50kg海藻酸放入固相中和罐中，加入适量的固体纯碱碳酸钠反应50min；生产时每隔10min用万能指示剂进行检测，根据指示剂显示的颜色，调整碱的加入量，直至指示颜色均匀呈现一致的草绿色或墨绿色，表示反应完全，烘干，粉碎。粉碎后的物料1%溶液粘度为850mPa·s。这表明海藻酸钙含量过高，制备的褐藻胶的性质逐渐偏向于海藻酸钙的性质。实验失败。 

实施例4 

取无变质干海带浸2h、切碎、水洗、固色、12%纯碱消化6h、粗滤、发泡、漂浮、过滤、稀释、钙化。钙化产物一半直接离心、粉碎制备海藻酸钙；另一半钙化产物进行、酸化脱钙、水洗、压榨脱水、粉碎制的海藻酸。取40kg海藻酸钙，60kg海藻酸放入固相中和罐中，加入适量的固体纯碱碳酸钠反应50min；生产时每隔10min用万能指示剂进行检测，根据指示剂显示的颜色，调整碱的加入量，直至指示颜色均匀呈现一致的草绿色或墨绿色，表示反应完全，烘干，粉碎、粉碎后的物料1%的胶粘度为81000mPa· s。 

实施例5 

取无变质干海带浸2h、切碎、水洗、固色、12%纯碱消化6h、粗滤、发泡、漂浮、过滤、稀释、钙化。钙化产物一半直接离心、粉碎制备海藻酸钙；另一半钙化产物进行、酸化脱钙、水洗、压榨脱水、粉碎制的海藻酸。取45kg海藻酸钙，55kg海藻酸投入已事先加入70。酒精和一定量的底碱的中和罐中，操作时边投料边继续加碱，进行中和反应50min；生产时每隔10min用万能指示剂进行检测，根据指示剂显示的颜色，调整碱的加入量，直至指示颜色均匀呈现一致的草绿色或墨绿色，表示反应完全，烘干，粉碎、粉碎后的物料1%的胶粘度为85000mPa·s。 

实施例6 

取鲜海带浸2h、切碎、水洗、固色、12%纯碱消化6h、粗滤、发泡、漂浮、过滤、稀释、钙化。钙化产物一半直接离心、粉碎制备海藻酸钙；另一半钙化产物进行、酸化脱钙、水洗、压榨脱水、粉碎制的海藻酸。取30kg海藻酸钙，80kg海藻酸放入固相中和罐中，加入适量的固体纯碱碳酸钠反应50min；生产时每隔10min用万能指示剂进行检测，根据指示剂显示的颜色，调整碱的加入量，直至指示颜色均匀呈现一致的草绿色或墨绿色，表示反应完全，烘干，粉碎、粉碎后的物料1%的胶粘度为12000mPa·s。 

Claims (7)

1.一种超高粘度褐藻胶的生产工艺，其特征在于，其步骤如下： 

（1）简化海藻酸的生产工艺制备所需的海藻酸钙，即原料—浸泡—切碎—水洗—固色—纯碱消化—粗滤—发泡—漂浮—过滤—稀释—钙化—离心、脱水—粉碎—海藻酸钙； 

（2）制备所需的海藻酸； 

（3）将一定比例的海藻酸钙和海藻酸加入到反应罐中分别进行固相和液相中和反应； 

（4）其中海藻酸钙：海藻酸=25-50：50-75；海藻酸钙含量小＜25%时，褐藻胶粘度较低；海藻钙含量≥50%时，制得的成品性质偏向于海藻酸钙，溶解性很差，粘度很低； 

（5）固相反应时，加入固体纯碱碳酸钠中和至完全转化成褐藻胶； 

（6）液相反应时，加入酒精、氢氧化钠溶液中和至完全转化成褐藻胶； 

（7）采用高效沸腾炉干燥技术烘干制得超高粘度褐藻胶。 

2.根据权利1所述的一种超高粘度褐藻胶的生产工艺，其特征在于：所述步骤（1）中原料为干或鲜的海带、巨藻、F藻、马尾藻、裙带菜等褐藻。 

3.根据权利1所述的一种超高粘度褐藻胶的生产工艺，其特征在于：所述步骤（1）中海藻酸钙的CaO含量≥12%，灰分含量在18%-27%。 

4.根据权利1所述的一种超高粘度褐藻胶的生产工艺，其特征在于：所述步骤（2）中海藻酸的生产工艺为：原料—浸泡—切碎—水洗—固色—纯碱消化—粗滤—发泡—漂浮—过滤—稀释—钙化—脱钙—压榨脱水—粉碎—海藻酸。 

5.根据权利1所述的一种超高粘度褐藻胶的生产工艺，其特征在于：所述步骤（6）中，中和用酒的酒精度为60-85°，中和用碱氢氧化钠的波美度为20-30Be°。 

6.根据权利1所述的一种超高粘度褐藻胶的生产工艺，其特征在于：所述步骤（7）中，高效沸腾炉烘干时，进风的温度100-130℃，出风温度30-70℃，气压0.2-0.5Mpa。 

7.根据权利1所述的一种超高粘度褐藻胶的生产工艺，其特征在于：所述步骤（7）中超高粘度褐藻胶具有强的保水性、乳化性、增稠性，应用于日化行业。