CN107522797B - 一种低粘度高持水性琼脂的生产工艺 - Google Patents

一种低粘度高持水性琼脂的生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低粘度高持水性琼脂的生产工艺。包括如下步骤：江蓠菜经除杂洗净后，加水浸泡，调节pH值4.0~6.0，调节水温45~50℃，加入复合酶处理1~3 h，倾去酶液，漂洗；加水适量，然后加入乙二胺四乙酸二钠，用酸调节pH值3~5，然后加入过氧化氢溶液适量，处理0.5~2 h，过滤，漂洗至中性；加入漂白水处理20~60 min，过滤，漂洗至中性；加水适量，常压下保持沸腾至江蓠菜完全融化，过滤去渣；胶液迅速冷却、推条、分装、油压脱水，烘干、粉碎，过筛，收集粉末。本发明获得的琼脂，具有低强度、低粘度、高持水性等特点。

Description

一种低粘度高持水性琼脂的生产工艺
技术领域
本发明涉及海藻产品加工技术领域，尤其涉及一种低粘度高持水性琼脂的生产工艺。
背景技术
琼脂是一种红藻天然多糖，含有人体必需的十多种有益的矿物质元素、多糖和膳食纤维，具有很好的保健功效。琼脂经过处理得到的琼脂糖，是一种优良的免疫扩散介质，广泛应用于临床、生化、免疫方面的分析和研究。琼脂特有的优良的胶凝性和凝胶稳定性，在食品、轻工、日化、医药等领域中应用广泛。
琼脂的主要生产工艺是采用碱处理工艺从江蓠菜中提取得到。通过碱处理，脱除了藻体细胞内的大部分硫酸基杂质，使琼脂具备较高的凝胶强度，然而间接降低了琼脂的持水性，从而限制了琼脂的应用，如在化妆品领域。
目前，主要通过化学方法对琼脂成品进行改性，以达到获得琼脂的新性能。而从提取工艺上对原料进行处理，从而获得琼脂新的性能，尚未有见报道。有鉴于此，本发明人研究和设计了一种低粘度高持水性琼脂的生产工艺，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低粘度高持水性琼脂的生产工艺，采用生物酶和过氧化氢等清洁试剂在琼脂提取工艺上对江蓠菜进行辅助处理，从而获得具有低粘度、低强度、高持水性的琼脂，扩展了琼脂的应用领域，而无碱处理和试剂的重复利用则大大减少了环境污染，降低了企业生产成本，实为前景可期的绿色经济。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种低粘度高持水性琼脂的生产工艺，包括如下步骤：
步骤一、原料处理：江蓠菜加水漂洗，除去沙土、贝壳杂质；
步骤二、酶处理：将除杂后的江蓠菜，加水浸泡，料液比为1:10 ~ 1:30g/ml，调节pH值为4.0 ~ 6.0，调节温度为45 ~ 50 ℃，然后加入终浓度为0.03 ~ 0.1 wt%的复合酶，恒温水解1 ~ 3h，过滤，滤渣用清水清洗；
步骤三、低粘度处理：将步骤二得到的滤渣加水，料液比为1:10 ~ 1:30 g/ml，然后加入终浓度为0.012wt%乙二胺四乙酸二钠和终浓度为0.02 ~ 0.08 wt%草酸，用硫酸调节pH 值3 ~ 5，加入终浓度为0.25 ~ 1.5wt%的H2O2，常温处理0.5 ~ 2 h，期间间断性搅拌，过滤，滤渣漂洗至中性；
步骤四、漂白处理：将步骤三得到的滤渣加水，料液比为1:10 ~ 1:30 g/ml，然后加入终浓度为0.25 ~ 0.6wt%的NaClO，处理20 ~ 60 min，过滤，滤渣漂洗至中性；
步骤五：煮胶和过滤：将步骤四得到的滤渣加水，料液比为1:5 ~1:10 g/ml，常压下煮沸至江蓠完全融化后，采用板框过滤去渣，得到胶液；
步骤六：成品：过滤后的胶液，利用转盘注胶式凝胶推条机迅速冷却、推条、分装、油压脱水，得到琼脂片；将琼脂片置于带式烘干机，调节干燥温度80～100℃，干燥3 ~ 8h，然后粉碎，过80目筛，收集粉末。
作为实施例的优选方式，上述步骤二中，料液比为1:20 g/ml，pH值5.0，温度50℃，复合酶终浓度为0.06wt %，恒温水解2 h；
作为实施例的优选方式，上述步骤三中，所用酸液为草酸、硫酸、水的混合液，调节pH 值3.8 ~ 4.2；
作为实施例的优选方式，上述步骤三中，过氧化氢终浓度为0.5wt %，常温处理1 -1.5h；
作为实施例的优选方式，上述步骤四中，NaClO终浓度为0.6wt %，处理40 min；
作为实施例的优选方式，上述步骤六中，烘干琼脂所采用的温度为80 ℃。
本发明采用上述方案后，以生物酶替代碱液处理江蓠菜，多种酶复合使用，对藻体的非胶质部分进行充分分解，使藻体细胞壁软化，而且不破坏胶质。因采用无碱处理，保留了部分硫酸基，因而得到了较低凝胶强度的琼脂，同时大大降低了琼脂的泌水性，使琼脂富有保水性。此外，采用过氧化氢处理江蓠菜，对琼脂分子进行氧化分解，降低了琼脂分子量，从而获得了低粘度琼脂。此外，由于在酸性条件下，H2O2在氧化过程产生的醛基与邻近淀粉分子中的羟基发生交联，从而导致琼脂凝胶强度有所提高。因此，本发明拓宽了琼脂的使用范围。
附图说明
图1为对照1、2及实施例1获得的琼脂粉的主要参数对比图。
具体实施方式
对照1
步骤一、原料处理：江蓠菜50 g，加水漂洗，除去沙土、贝壳杂质；
步骤二、碱处理：加入浓度为7wt%的碱液，料液比为1:20 g/ml，于90 ℃下恒温浸泡3 h，过滤，滤渣用清水漂洗至中性；
步骤三、酸化处理：将步骤二得到的滤渣以料液比1:18 g/ml加水浸泡，然后加入终浓度为0.12wt % 乙二胺四乙酸二钠、0.06 wt% 草酸、0.06 wt% 硫酸，处理40 min，过滤，滤渣漂洗至中性；
步骤四、漂白处理：将步骤三得到的滤渣以料水比1:18 g/ml加水浸泡，然后加入终浓度为0.25wt%的次氯酸钠，处理40 min，过滤，滤渣漂洗至中性；
步骤五、煮胶和过滤：将步骤四得到的滤渣以料水比1:12 g/ml加水浸泡，常压下煮沸至江蓠完全融化后，板框压滤，去除藻渣，得到胶液；
步骤六、成品：过滤后的胶液，利用转盘注胶式凝胶推条机迅速冷却、推条、分装、油压脱水，然后将琼脂片置于带式烘干机，调节干燥温度95 ℃，干燥5 h。然后粉碎，过80目筛，收集粉末。
本实施例所得琼脂粉，经检测，粘度为35.4 mPa•s，凝胶强度为1288 g/cm2，脱水率65.7 %。
对照2
步骤一、原料处理：江蓠菜50 g，加水漂洗，除去沙土、贝壳杂质；
步骤二、酶处理：除杂后的江蓠菜，以料水比1:20 g/ml加水浸泡，调节pH值5.0，温度50 ℃，然后加入终浓度为0.06 wt%的复合酶，恒温水解2 h，过滤，滤渣用清水清洗至中性，所述复合酶为纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶按质量比1:1:1组成；
步骤三、酸化处理：将步骤二得到的滤渣以料液比1:20 g/ml加水浸泡，然后加入终浓度为0.12wt % 乙二胺四乙酸二钠、0.08wt % 草酸、0.06wt % 硫酸，处理40 min，过滤，滤渣漂洗至中性；
步骤四、漂白处理：将步骤三得到的滤渣以料水比1:20 g/ml加水浸泡，然后加入终浓度为0.6wt%的次氯酸钠，处理40 min，过滤，滤渣漂洗至中性；
步骤五、煮胶和过滤：将步骤四得到的滤渣以料水比1:15 g/ml加水浸泡，常压下煮沸至江蓠完全融化后，板框压滤，去除藻渣，得到胶液；
步骤六、成品：过滤后的胶液，利用转盘注胶式凝胶推条机迅速冷却、推条、分装、油压脱水，然后将琼脂片置于带式烘干机，调节干燥温度95 ℃，干燥5 h。然后粉碎，过80目筛，收集粉末。
本实施例所得琼脂粉，经检测，粘度为77.9 mPa•s，凝胶强度为282 g/cm2，脱水率42.8 %。实施例1
步骤一、原料处理：江蓠菜50 g，加水漂洗，除去沙土、贝壳杂质；
步骤二、酶处理：除杂后的江蓠菜，以料水比1:20 g/ml加水浸泡，调节pH值5.0，温度50 ℃，然后加入终浓度为0.06wt %的复合酶，恒温水解2 h，过滤，滤渣用清水清洗至中性，所述复合酶为纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶按质量比1:1:1组成；
步骤三、低粘度处理：将步骤二得到的滤渣以料水比1:20g/ml加水浸泡，然后加入终浓度为0.012 wt% 的乙二胺四乙酸二钠和终浓度为0.02 wt%草酸，待溶解后，用硫酸调节pH 值4.0，分别加入终浓度为0.25wt %，0.5 wt %，1.0wt %，1.5wt %的过氧化氢，常温处理1 h，过滤，滤渣漂洗至中性；
步骤四、漂白处理：将步骤三得到的滤渣以料水比1:20 g/ml加水浸泡，然后加入终浓度为0.6wt%的次氯酸钠，处理40 min，过滤，滤渣漂洗至中性；
步骤五、煮胶和过滤：将步骤四得到的滤渣以料水比1:6 g/ml加水浸泡，常压下煮沸至江蓠完全融化后，板框压滤，去除藻渣，得到胶液；
步骤六、成品：过滤后的胶液，利用转盘注胶式凝胶推条机迅速冷却、推条、分装、油压脱水，然后将琼脂片置于带式烘干机，调节干燥温度95 ℃，干燥5 h。然后粉碎，过80目筛，收集粉末。
本实施例所得琼脂粉，经检测，所得粘度、凝胶强度和脱水率结果见表1和图1。
实施例2
步骤一、原料处理：江蓠菜50 g，加水漂洗，除去沙土、贝壳杂质；
步骤二、酶处理：除杂后的江蓠菜，以料水比1:20 g/ml加水浸泡，调节pH值5.0，温度50 ℃，然后加入终浓度为0.06 wt%的复合酶，恒温水解2 h，过滤，滤渣用清水清洗至中性，所述复合酶为纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶按质量比1:1:1组成；
步骤三、低粘度处理：将步骤二得到的滤渣以料水比1:20 g/ml加水浸泡，然后加入终浓度为0.012 wt% 的乙二胺四乙酸二钠和终浓度为0.02 wt%草酸，待溶解后，用硫酸调节pH 值5 ~ 6，分别加入终浓度为0，0.25wt %，0.5 wt%，1.0 wt%，1.5 wt%的过氧化氢，常温处理1 h，过滤，滤渣漂洗至中性；
步骤四、漂白处理：将步骤三得到的滤渣以料水比1:20 g/ml加水浸泡，然后加入终浓度为0.6 wt%的次氯酸钠，处理40 min，过滤，滤渣漂洗至中性；
步骤五、煮胶和过滤：将步骤四得到的滤渣以料水比1:6 g/ml加水浸泡，常压下煮沸至江蓠完全融化后，板框压滤，去除藻渣，得到胶液；
步骤六、成品：过滤后的胶液，利用转盘注胶式凝胶推条机迅速冷却、推条、分装、油压脱水，然后将琼脂片置于带式烘干机，调节干燥温度95 ℃，干燥5 h。然后粉碎，过80目筛，收集粉末。
本实施例所得琼脂粉，粘度和凝胶强度检测结果见表2。从表中数据，可以看出，在pH 值5 ~ 6下，过氧化氢对酶法工艺琼脂的粘度的影响，较于pH值 4下，相对不显著。
实施例3
步骤一、原料处理：江蓠菜50 g，加水漂洗，除去沙土、贝壳杂质；
步骤二、酶处理：除杂后的江蓠菜，以料水比1:20 g/ml加水浸泡，调节pH值5.0，温度50 ℃，然后加入终浓度为0.06 wt%的复合酶，恒温水解2 h，过滤，滤渣用清水清洗至中性，所述复合酶为纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶按质量比1:1:1组成；
步骤三、过氧化氢处理（第一次）：将步骤二得到的滤渣以料水比1:20 g/ml加水浸泡，然后加入终浓度为0.012wt % 的乙二胺四乙酸二钠和终浓度为0.02 wt%草酸，待溶解后，用硫酸调节pH 值4.0，加入终浓度为1.0wt %的过氧化氢，常温处理1 h，过滤，收集滤液，并将江蓠菜漂洗至中性；
步骤四、过氧化氢处理（第二次）：采用步骤三收集的滤液作为过氧化氢溶液使用，重复步骤三步骤进行低粘度处理，处理结束后过滤，收集滤液，并将江蓠菜漂洗至中性；
步骤五、过氧化氢处理（第三次）：采用步骤四收集的滤液作为过氧化氢溶液使用，重复步骤三步骤进行低粘度处理，处理结束后过滤，倾去滤液，并将江蓠菜漂洗至中性；
步骤六、漂白处理：步骤三、四、五的江蓠菜，分别以料水比1:20 g/ml加水浸泡，然后加入终浓度为0.6wt %的次氯酸钠，处理40 min，过滤，滤渣漂洗至中性；
步骤七、煮胶和过滤：将步骤六得到的滤渣以料水比1:6 g/ml加水浸泡，常压下煮沸至江蓠完全融化后，板框压滤，去除藻渣，得到胶液；
步骤八、成品：过滤后的胶液，利用转盘注胶式凝胶推条机迅速冷却、推条、分装、油压脱水，然后将琼脂片置于带式烘干机，调节干燥温度95 ℃，干燥5 h。然后粉碎，过80目筛，收集粉末。
本实施例所得琼脂粉，性质参数检测结果见表3。从表中数据可以看出，过氧化氢在重复使用三次时，仍对酶法工艺琼脂具有一定的降粘度作用。
本发明以清洁、无污染的生物酶和过氧化氢在琼脂提取过程中，对琼脂进行改性处理，得到具有新性能的琼脂，拓宽了琼脂的改性领域及使用范围。此外，过程无碱处理以及过氧化氢的重复利用，对控制环境污染、降低生产成本具有重要意义。
表1对照1-2及实施例1获得的琼脂粉的主要参数对比表
Figure DEST_PATH_IMAGE002
表2 过氧化氢在pH 5 ~ 6下处理江蓠菜所得琼脂的粘度和凝胶强度对比表
Figure DEST_PATH_IMAGE004
表3 重复利用过氧化氢处理江蓠菜所得琼脂性质参数表
Figure DEST_PATH_IMAGE006
以上实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。本领域的普通技术人员能从本发明公开内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种低粘度高持水性琼脂的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、原料处理：江蓠菜加水漂洗，除去沙土、贝壳杂质；
步骤二、酶处理：将除杂后的江蓠菜，加水浸泡，料液比为1:10 ~ 1:30，调节pH值为4.0~ 6.0，调节温度为45 ~ 50 ℃，然后加入终浓度为0.03 ~ 0.1 wt%的复合酶，恒温水解1 ~3h，过滤，滤渣用清水清洗；
步骤三、低粘度处理：将步骤二得到的滤渣加水，料液比为1:10 ~ 1:30，然后加入终浓度为0.012wt%乙二胺四乙酸二钠和终浓度为0.02 ~ 0.08 wt%草酸，用硫酸调节pH 值3.8~ 4.2，加入终浓度为0.25 ~ 1.5wt%的H2O2，常温处理0.5 ~ 2 h，期间间断性搅拌，过滤，滤渣漂洗至中性；
步骤四、漂白处理：将步骤三得到的滤渣加水，料液比为1:10 ~ 1:30，然后加入终浓度为0.25 ~ 0.6wt%的NaClO，处理20 ~ 60 min，过滤，滤渣漂洗至中性；
步骤五：煮胶和过滤：将步骤四得到的滤渣加水，料液比为1:5 ~1:10，常压下煮沸至江蓠完全融化后，采用板框过滤去渣，得到胶液；
步骤六：成品：过滤后的胶液，利用转盘注胶式凝胶推条机迅速冷却、推条、分装、油压脱水，得到琼脂片；将琼脂片置于带式烘干机，调节干燥温度80～100℃，干燥3 ~ 8h，然后粉碎，过80目筛，收集粉末。
2.根据权利要求 1 所述的一种低粘度高持水性琼脂的生产工艺，其特征在于：所述步骤二中，复合酶为纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶中的两种或两种以上。
3.根据权利要求 1 所述的一种低粘度高持水性琼脂的生产工艺，其特征在于：所述步骤二中，复合酶的终浓度为0.06 wt%，处理pH 5.0，温度50 ℃，时间2 h。
4.根据权利要求 1 所述的一种低粘度高持水性琼脂的生产工艺，其特征在于：所述步骤三中，所采用的H2O2试剂为浓度30 %的原液。
5.根据权利要求 1 所述的一种低粘度高持水性琼脂的生产工艺，其特征在于：所述步骤三中，H2O2在低粘度处理体系中，终浓度为0.25 ~ 1.5 wt%。
6.根据权利要求 1 所述的一种低粘度高持水性琼脂的生产工艺，其特征在于：所述步骤三中，低粘度处理时间为1 ~ 1.5 h。
7.根据权利要求 1 所述的一种低粘度高持水性琼脂的生产工艺，其特征在于：所述步骤五中，煮胶的料液比为1:6，所采用的过滤方式为板框压滤。
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