CN106046188B - 一种岩藻多糖的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岩藻多糖的制备方法，是以褐藻洗涤水为原料提取制得，步骤为：1）洗涤褐藻，在所述洗涤水中加碱，发泡漂浮碱练渣，收集上层漂浮碱练渣和部分清液；2）碱练渣液进行固液分离得到清液和碱炼固体渣；3）碱炼固体渣中加稀酸浸泡，离心取上清液；4）上清液进行酶解，灭酶得酶解液；5）酶解液进行减压浓缩，进行醇沉处理，取沉淀；6）沉淀经脱色剂漂洗，干燥脱除脱色剂后，加水溶解，加活性炭，取上层浓缩液，精滤，干燥，制得岩藻多糖。本发明选择藻酸盐提取前处理过程中褐藻的洗涤水来提取岩藻多糖，不单独占用褐藻资源，达到综合利用褐藻资源的目的。

Description

一种岩藻多糖的制备方法

技术领域

本发明属于海藻化工技术领域，具体涉及一种褐藻综合利用提取岩藻多糖的方法。

背景技术

岩藻多糖(fucoidan，FUC)是一类主要由岩藻糖及硫酸酯基团组成的多糖类物质，广泛存在于褐藻及一些海洋无脊椎动物(如海参、海胆等)内，具有多种生理活性，如抗凝血与抗血栓、抗病毒、抗肿瘤、免疫调节、抗炎、降血脂、抗氧化、抗补体特性、胃保护作用等，近年来，以药品及保健食品开发为目的的FUC研究越来越多。

富含岩藻多糖的褐藻有海蕴、海带、昆布、裙带菜等，岩藻多糖是藻体表面分泌的一种黏滑物质，保持叶片湿润并防止微生物入侵，起到第一道免疫屏障的作用。目前生产岩藻多糖的原料主要是海带等褐藻，但是褐藻类资源有限，不仅要提供越来越多的日常食用，而且大量的褐藻进入藻酸盐生产工业中，能够满足岩藻多糖生产的原料非常有限，且多数褐藻中岩藻多糖含量只有1％左右，若只为生产岩藻多糖而利用褐藻，不仅造成褐藻资源的大大浪费，直接导致产品成本昂贵，相关的应用研究不能深入，市场也难以开拓。

发明内容

本发明提供了一种岩藻多糖的制备方法，选择藻酸盐提取前处理过程中褐藻的洗涤水来提取岩藻多糖，不单独占用褐藻资源，是一种能够保证产量和质量的岩藻多糖的制备方法，达到综合利用褐藻资源的目的。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种岩藻多糖的制备方法，是以褐藻洗涤水为原料提取制得，步骤为：

1)洗涤褐藻，保留洗涤用水，在所述洗涤水中加碱，发泡漂浮碱练渣，静置后经斜板过滤器过滤，去除底部泥沙及中层清液，收集上层漂浮碱练渣和部分清液A用于生产岩藻多糖；

2)对上述漂浮碱练渣和部分清液A进行固液分离得到清液和碱炼固体渣B；

3)向上述碱炼固体渣B中加稀酸浸泡，并不断搅拌使岩藻多糖充分溶解在溶液中，离心去除不溶性杂质，取上清液C；

4)向上述上清液C中加入蛋白酶酶解，然后灭酶得酶解液D；

5)将上述酶解液D进行减压浓缩，加入无水乙醇进行醇沉处理，离心得沉淀和上清液E，去除沉淀，在上清液E中加入无水乙醇，离心，留取沉淀F；

6)上述沉淀F中加脱色剂漂洗，干燥脱除脱色剂后，加水溶解，加入活性炭，搅拌均匀，静置分层，取上层浓缩液，进行精滤，对精滤后的滤液除盐，干燥，制得岩藻多糖。

为了使藻体表面的岩藻多糖充分溶解在水中，提高产品收率，所述步骤1)中洗涤褐藻采用褐藻质量8-10倍水洗涤，洗涤温度为45-55℃，搅拌洗涤2-3h。

为了将岩藻多糖在碱性条件下充分析出，所述步骤1)中在所述洗涤水中加碱调节至pH＝10-11，发泡漂浮碱练渣，静置1-2h。

为了提高碘收率，所述步骤1)中经斜板过滤器过滤后得到的中层清液用于提碘；所述步骤2)中清液用于提碘。

综合考虑需要离心的物料量，及物料的固形物含量，所述步骤2)中采用卧螺离心机对碱练渣液进行固液分离；所述步骤3)、5)离心方式为碟式离心。

为了将岩藻多糖在酸性条件下充分溶解，所述步骤3)中碱炼固体渣中加1-3倍体积水，并加入酸调节pH＝4-4.5，浸泡3-5h。

为了充分破坏岩藻多糖提取液中的腥味蛋白结构，消除腥味，减少因蛋白导致的发泡现象，所述步骤4)中蛋白酶加入量为上清液C体积的0.1-0.5％，酶解温度为45-55℃，酶解时间为1.5-2.5h，灭酶温度为90℃以上，灭酶时间为30-40min。

为了完成岩藻多糖的乙醇分级分离，所述步骤5)中将酶解液D减压浓缩至固含量为15-25％，加入无水乙醇至混合液中乙醇浓度为25-30％；离心后的上清液E中加入无水乙醇至混合液中的乙醇浓度为65-70％。

为了去除岩藻多糖提取液中的脂溶性色素，所述步骤6)脱色剂为三氯乙酸和/或丙酮；所述烘干方式为鼓风干燥，温度为60℃，烘干至含水量在15％以下。

为了去除岩藻多糖提取液中的除脂溶性色素之外的色素，完成对不同种类色素的有效去除，所述步骤6)中加入烘干后固体物G的4-6倍体积水，加入0.4-0.6％(w/v)活性炭，搅拌均匀，70-90℃静置0.5-1h。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明以褐藻浸泡水碱练渣为原料，选择生长于近海水域褐藻，藻体分泌粘滑的岩藻多糖粘液附着在叶片上，岩藻多糖经过一定的水洗条件充分溶解在水中，利用碱不溶的性质沉淀出碱练渣，既不浪费日显匮乏的褐藻资源，又能保证产量的稳定性。采用斜板沉降方式处理洗涤水，有效去除泥沙的同时，将碱练渣液和提碘用清液分离，降低后续离心分离的负担；碱性清液回收进行提碘，有效提高碘收率；只有固体渣进入岩藻多糖生产工序，大大降低了酸化用酸量，降低离子含量，降低后续脱盐工序的负担。

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。本发明所提到的比例、倍数、“份”，如果没有特别的标记，均以重量为准。

本实施例提供的岩藻多糖的制备方法，是以褐藻洗涤水碱练渣为原料，利用岩藻多糖在碱性条件下析出，酸性条件下溶解的特性，经过复杂提取工艺制备而成的，岩藻多糖产品质量稳定，克服了提取岩藻多糖产量低、价格昂贵的缺点。

制备方法具体为：

1)洗涤褐藻，所述褐藻为海带、羊栖菜、昆布或裙带菜。加入褐藻质量8-10倍水洗涤，洗涤温度为45-55℃，搅拌洗涤2-3h。干净的褐藻进入褐藻胶生产工序，保留洗涤用水。在所述洗涤水中加碱调节至pH＝10-11，所用碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的一种或几种；发泡漂浮碱练渣，静置1-2h，经过斜板过滤器，去除底部泥沙，减少对后工序设备的磨损，降低处理难度，分离出中层清液用于提碘，收集上层漂浮碱练渣和部分清液A用于生产岩藻多糖。

本实施例采用加温搅拌对褐藻进行洗涤，使藻体表面的岩藻多糖充分溶解在水中，提高产品收率。采用斜板过滤器沉降方式处理洗涤水，有效去除泥沙的同时，将碱练渣液和提碘用清液分离，降低后续离心分离的负担。

2)利用卧螺离心机对上述漂浮碱练渣和部分清液A进行固液分离得到清液和碱炼固体渣B，回收所述清液用于提碘，可以进一步提高碘收率，所述碱炼固体渣用于提取岩藻多糖。上述离心过程可以去除大部分的碱性清液，大大降低稀酸用量，降低离子含量，降低后续脱盐工序的负担。

该过程需要离心的物料量大，且物料固形物含量变化范围较大(5-20％)，综合考虑，采用卧螺离心机进行离心分离，卧螺离心机分离浓度范围为2-40％，能在全速运转下，连续进料、分离、洗涤和卸料；具有结构紧凑、连续操作、运转平稳、适应性强、生产能力大、维修方便等特点。

3)向所述碱炼固体渣B中加1-3倍体积的水，然后加入酸，所述酸为硝酸、醋酸、柠檬酸、盐酸中的一种或几种；调节pH＝4-4.5，浸泡3-5h，并不断搅拌使岩藻多糖充分溶解在酸性溶液中，经过碟式离心，去除不溶性杂质，取上清液C备用。

4)向上述上清液C中加入上清液体积0.1-0.5％的蛋白酶，45-55℃酶解1.5-2.5h，然后经90℃以上高温30-40min灭酶得酶解液D。

使用蛋白酶酶解将碱炼固体渣中大分子蛋白结构降解为小分子物质，破坏腥味蛋白的结构，消除腥味，降解为小分子物质后可减少因蛋白导致的发泡现象，减少后续除盐工序(即步骤6中)对膜的堵塞现象，保护膜材料，降低因堵膜而多次清洗造成的工序耗时和成本。

5)将上述酶解液D进行减压浓缩至固含量为15-25％，加入无水乙醇，进行醇沉处理，至混合液中乙醇浓度为25-30％，碟式离心得沉淀和上清液E，去除沉淀，向上清液E中加入无水乙醇，至混合液中的乙醇浓度为65-70％，离心，留取沉淀F备用；

酶解液中存在多种多糖、少量蛋白、海藻酸盐，当乙醇溶度为25-30％时，岩藻多糖是溶解状态，而其他多数多糖、蛋白会发生醇沉，形成沉淀，离心则可去除这部分杂质；而当乙醇浓度到达65-70％，岩藻多糖发生醇沉，形成沉淀，离心得到的沉淀便是岩藻多糖，完成了岩藻多糖的乙醇分级分离；该过程中使用的乙醇经过回收管道进行蒸馏浓缩可继续循环利用。

此处物料固含量变化较小，采用蝶式离心可满足离心需求。

6)上述沉淀F中加脱色剂漂洗1-2h，经过60℃鼓风干燥至含水量在15％以下，除去残留的脱色剂，得固体物G，然后加入固体物G的4-6倍体积水搅拌均匀，加入0.4-0.6％(w/v)活性炭，搅拌均匀，70-90℃静置0.5-1h，取上层浓缩液，进行精滤，对精滤后的滤液除盐，干燥，制得岩藻多糖。

所述精滤采用二级过滤，一级为真空抽滤或板框压滤，滤布为800-1000目，二级为密闭板式过滤器。所述脱盐采用超滤除盐或透析除盐，膜的截留分子量在8-14KD。所述干燥采用喷雾干燥或冷冻干燥。

上述步骤6)中脱色剂采用三氯乙酸和/或丙酮，当三氯乙酸和丙酮同时使用时，三氯乙酸与丙酮的体积比为25-30:70-75。本实施例采用脱色剂漂洗醇沉后的岩藻多糖，能有效去除脂溶性色素，产品醇沉后只需对沉淀进行脱色，大大降低脱色剂用量；减压浓缩后对剩余色素采用活性炭进行吸附进一步脱色，完成对不同种类色素的有效去除。

实施例1

(1)5kg干海带加入8-10倍质量的水，在50℃，搅拌洗涤4h，洗涤水加氢氧化钠调节pH＝10-11，搅匀后经过斜板沉降，取上层漂浮碱练渣液6kg，经过卧螺离心机得上清4kg用于回收提碘，收集碱炼渣2kg进入岩藻多糖生产工序。

(2)2kg碱练渣加入醋酸调节pH＝4-4.5，搅拌溶解，经过碟式离心，去除不溶性杂质，得溶液3kg。

(3)加入蛋白酶3g，45-55℃酶解2h，酶解后90℃灭酶30min。

(4)酶解液进入浓缩工序，浓缩至固含量20％左右，约有浓缩液0.7kg，加入无水乙醇0.233L，此时混合液中乙醇浓度为25％，搅匀，静置30min后经碟式离心，去除沉淀，留取上清液；在所述上清中加入无水乙醇1.07L，此时混合液中乙醇浓度为65％，搅匀，静置30min后，离心，上清进入酒精回收工序，留取沉淀。

(5)上述沉淀经脱色剂漂洗2h后，溶于5倍体积的水中，浓缩至固含量20％，得浓缩液0.6kg，加入3g活性炭，80℃静置0.5-1h，浓缩液经精滤后脱盐，干燥，制得岩藻多糖。

实施例2

(1)1t裙带菜加入8-10倍质量的水，在50℃，搅拌洗涤4h，洗涤水加氢氧化钾调节pH＝10-11，搅匀后经过斜板沉降，取上层漂浮渣1200kg，经过卧螺离心机得上清800kg用于回收提碘，碱炼渣400kg进入岩藻多糖生产工序。

(2)400kg碱练渣加入盐酸调节pH＝4-4.5，搅拌溶解，经过碟式离心，去除不溶性杂质，得溶液600kg。

(3)加入蛋白酶600g，45-55℃酶解2h，酶解后90℃灭酶30min。

(4)酶解液进入浓缩工序，浓缩至固含20％左右，约有浓缩液140kg，加入无水乙醇46.6L，此时混合液中乙醇浓度为25％，搅匀，30min后经碟式离心，去除沉淀，在上清液中加入无水乙醇214L，此时混合液中乙醇浓度为65％，搅匀，静置30min后，离心，分离上清液进入酒精回收，留取沉淀备用。

(5)上述沉淀经脱色剂漂洗2h后，溶于5倍体积的水中，浓缩至固含量20％，得浓缩液120kg，加入600g活性炭，80℃静置0.5-1h，浓缩液经精滤后脱盐，干燥，制得岩藻多糖。

对比例：

与实施例1相同质量、数量的海带按上述步骤进行实验，其中海带只采取常温静置浸泡，收集斜板沉降上层碱练渣液不进行卧螺离心取渣而是全部进入后工序，不添加蛋白酶酶解，脱色只采用活性炭一种方式，之后按照实例1步骤进行。

将实例1和对比例所得岩藻多糖产品产率和指标对比如下：

表1岩藻多糖产率和指标对比

从上表可以看出，利用本发明方法的实施例1、2所得的岩藻多糖的脱色、脱腥效果较好，实施例产率相对于对比例提高了0.72％、0.61％，其中代表岩藻多糖抗肿瘤生理活性的成分L-岩藻糖和有机-SO₄ ^2-含量分别比对比例高10.87％、10.23％和12.2％、11.64％，说明本发明方法在提高产品产率的同时，保留了岩藻多糖功能性成分的含量，即保证了岩藻多糖的生理活性，由于卧螺离心上清回收提碘，碘收率提高5％、4.8％，实现了褐藻资源的综合利用。

本发明利用蛋白酶降解大分子蛋白质，一方面破坏腥味蛋白的结构，消除腥味，并降低蛋白的大分子结构，减少因蛋白导致的发泡现象，降低除盐工序对膜的堵塞现象，保护膜材料，降低因此而多次清洗膜造成的工序耗时和成本。

以上实施例仅是本发明若干种优选实施方式中的几种，应当指出，本发明不限于上述实施例；对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种岩藻多糖的制备方法，其特征在于，是以褐藻洗涤水为原料提取制得，步骤为：

1）采用褐藻质量8-10倍水洗涤褐藻，洗涤温度为45-55℃，搅拌洗涤2-3h，保留洗涤水；在所述洗涤水中加碱，调节至pH=10-11，发泡漂浮碱炼渣，静置1-2h；静置后经斜板过滤器过滤，去除底部泥沙及中层清液，收集上层漂浮碱炼渣和部分清液A用于生产岩藻多糖；

2）采用卧螺离心机对上述漂浮碱炼渣和部分清液A进行固液分离得到清液和碱炼固体渣B；

3）向碱炼固体渣B中加1-3倍体积水，并加入酸调节pH=4-4.5，浸泡3-5h，并不断搅拌使岩藻多糖充分溶解在溶液中，离心去除不溶性杂质，离心方式为碟式离心，取上清液C；

4）向上述上清液C中加入蛋白酶酶解，蛋白酶加入量为上清液C体积的0.1-0.5%，酶解温度为45-55℃，酶解时间为1.5-2.5h，灭酶温度为90℃以上，灭酶时间为30-40min，得酶解液D；

5）将上述酶解液D进行减压浓缩，加入无水乙醇进行醇沉处理，离心得沉淀和上清液E，去除沉淀，在上清液E中加入无水乙醇，离心，留取沉淀F，离心方式为碟式离心；

6）上述沉淀F中加脱色剂漂洗，干燥脱除脱色剂后，得到固体物G，加水溶解，加入活性炭，搅拌均匀，静置分层，取上层浓缩液，进行精滤，对精滤后的滤液除盐，干燥，制得岩藻多糖。

2.根据权利要求1所述的岩藻多糖的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中经斜板过滤器过滤后得到的中层清液用于提碘；所述步骤2）中固液分离得到的清液用于提碘。

3.根据权利要求1或2所述的岩藻多糖的制备方法，其特征在于，所述步骤5）中将酶解液D减压浓缩至固含量为15-25%，加入无水乙醇至混合液中乙醇浓度为25-30%；离心后的上清液E中加入无水乙醇至混合液中的乙醇浓度为65-70%。

4.根据权利要求1所述的岩藻多糖的制备方法，其特征在于，所述步骤6）脱色剂为三氯乙酸和/或丙酮；脱色剂漂洗后的干燥方式为鼓风干燥，温度为60℃，干燥至含水量在15%以下。

5.根据权利要求1所述的岩藻多糖的制备方法，其特征在于，所述步骤6）中加入固体物G的4-6倍体积水，加入0.4-0.6% w/v活性炭，搅拌均匀，70-90℃静置0.5-1h。