CN110527003B - 一种低温速溶琼脂糖的制备方法 - Google Patents

一种低温速溶琼脂糖的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110527003B
CN110527003B CN201910818500.9A CN201910818500A CN110527003B CN 110527003 B CN110527003 B CN 110527003B CN 201910818500 A CN201910818500 A CN 201910818500A CN 110527003 B CN110527003 B CN 110527003B
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
acid
agarose
exchange resin
agar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910818500.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110527003A (zh
Inventor
罗凯文
徐卓越
谢小玲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Kaiwen Biological Technology Co ltd
Original Assignee
Guangdong Kaiwen Biological Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Kaiwen Biological Technology Co ltd filed Critical Guangdong Kaiwen Biological Technology Co ltd
Priority to CN201910818500.9A priority Critical patent/CN110527003B/zh
Publication of CN110527003A publication Critical patent/CN110527003A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110527003B publication Critical patent/CN110527003B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C9/00—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
    • A23C9/12—Fermented milk preparations; Treatment using microorganisms or enzymes
    • A23C9/13—Fermented milk preparations; Treatment using microorganisms or enzymes using additives
    • A23C9/1307—Milk products or derivatives; Fruit or vegetable juices; Sugars, sugar alcohols, sweeteners; Oligosaccharides; Organic acids or salts thereof or acidifying agents; Flavours, dyes or pigments; Inert or aerosol gases; Carbonation methods
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L29/00—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof
    • A23L29/30—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof containing carbohydrate syrups; containing sugars; containing sugar alcohols, e.g. xylitol; containing starch hydrolysates, e.g. dextrin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0036—Galactans; Derivatives thereof
    • C08B37/0039—Agar; Agarose, i.e. D-galactose, 3,6-anhydro-D-galactose, methylated, sulfated, e.g. from the red algae Gelidium and Gracilaria; Agaropectin; Derivatives thereof, e.g. Sepharose, i.e. crosslinked agarose

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Cosmetics (AREA)

Abstract

本发明涉及琼脂生产技术领域，具体涉及一种低温速溶琼脂糖的制备方法，所述制备方法包括将普通琼脂粉在有机溶剂的保护下，使用复合有机酸进行糖苷键的水解，使小分子琼脂果胶溶解在溶液中，过滤，取滤渣用碱水解，再使用碳酸二甲酯进行甲酯化、过离子交换树脂。本发明具有制备简单、纯度高、带电荷少、低温溶解性好的优点。

Description

一种低温速溶琼脂糖的制备方法
技术领域
本发明涉及琼脂生产技术领域，具体涉及一种低温速溶琼脂糖的制备方法。
背景技术
琼脂，学名琼胶，又名洋菜、冻粉、琼胶、燕菜精、洋粉、寒天、大菜丝，是植物胶的一种，是从石花菜、江蓠菜、紫菜等海洋红藻中提取得到的亲水性多糖类胶体，其主要成分为多聚半乳糖的硫酸脂，是目前世界上用途最广泛的海藻胶之一，因为琼脂在增稠性、稳定性、保形性、凝胶性、薄膜成型性等方面具有显著的优越性，可用作增稠剂，凝固剂，悬浮剂，乳化剂，保鲜剂和稳定剂。琼脂的浓度即使低至1％仍能形成相当稳定的凝胶。在食品领域，琼脂是公认的安全的食品添加剂，此外在医药工业、日用化工、生物工程等许多方面，琼脂也有着广泛而深远的应用。
琼脂是由琼脂糖(agarose)和琼脂果胶(agaropectin)组成的。琼脂糖是线性的多聚物，琼脂果胶是由许多更小的分子组成的异质混合物。它们的结构相似，但琼脂果胶带硫酸根和羧基组分，凝胶能力差。
琼脂糖是线性的多聚物，基本结构是1,3连结的β-D-半乳糖和1,4连结的3,6-内醚-L-半乳糖交替连接起来的长链，琼脂糖含硫酸根比琼脂少，有特殊的胶凝性质，尤其有显著的稳固性和滞后性，并且易吸收水分，有特殊的稳定效应，已经广泛应用于生物、食品、医药、化工、纺织、国防等领域。琼脂糖在水中一般加热到90℃以上溶解，温度下降到35-40℃时形成良好的半固体状的凝胶，这是它具有多种用途的主要特征和基础。
琼脂糖的凝胶性是由存在的氢键所致，凡是能破坏氢键的因素都能导致凝胶性的破坏。琼脂糖具有亲水性，并且几乎完全不存在带电基团，对敏感的生物大分子极少引起变性和吸附，是理想的惰性载体。在琼脂糖制备过程中需要把琼脂果胶尽量去除，否则琼脂糖有可能存在极微量硫酸根和丙酮酸取代电离基团，造成电内渗(EEO)，电内渗对质点的移动产生影响。质量较好的琼脂糖硫酸根含量比较低，通常在0.2％以下，电内渗比较小，通常在0.13以下。
普通琼脂的生产工艺为：
1、预处理：洗涤或冲洗海藻原料，以除去龙须菜、江蓠中的泥砂及其它杂物，尽量排除杂质的干扰。
2、碱处理：将预处理后的龙须菜置于NaOH溶液中，碱液用量一般以覆盖住龙须菜藻为佳，以适宜温度恒温加热一定时间。
3、清洗：用水将碱处理好的龙须菜充分洗涤，清洗干净后，洗至pH在7-8之间。
4、漂白：一定体积的、一定有效氯的NaClO溶液，用盐酸把NaClO溶液的pH调为约9，将洗至中性的龙须菜置于漂白液中，漂白液一般是覆盖住龙须菜为佳，漂白一定时间，为了漂白均匀，将龙须菜投入漂白液时，要迅速搅拌充分，然后静置到规定时间。
5、酸化：将漂白后的龙须菜置于一定浓度的HCl溶液中，HCl溶液用量一般以覆盖住龙须菜藻为佳，酸化5min左右；为了酸化均匀，将龙须菜投入盐酸溶液时，要迅速搅拌充分，然后静置到规定时间。
6、清洗：用水将酸化后的龙须菜充分洗涤，洗至pH在7.5左右。
7、提胶：把已漂洗至中性的龙须菜藻体在沸水中提胶约50min，用水量为龙须菜重的20倍，并观察出胶情祝，提完胶后，趁热过滤，自然冷却凝固。
8、冷冻脱水：将室温冷却后的琼脂进行冷冻，使琼脂完全冻结，然后解冻脱水。
9、干燥与粉碎：将琼脂进行干燥、粉碎。
目前国内主要生产普通琼脂粉，其加工工艺繁琐，使用酸碱量大，用水量大，但所产生的经济效益却较低；相反高附加值的加工技术被国外企业所占据着，国外开发出具有不同物理性质或不同化学性质的琼脂，例如，国外琼脂糖产品就有众多系列，有低凝固点系列、低温溶解系列、高熔点系列、高分辨率系列、高强度等等，而国外琼脂糖价格为国内普通琼脂粉价格的20倍到200倍不等，故而急需提出一种低温速溶琼脂糖的制备方法。
中国专利申请CN 106957375 A公开了一种精制低温速溶琼脂糖的生产工艺，其包括以下步骤：1、低温速溶琼脂以普通琼脂作为原料，在传统的琼脂生产工艺下进行改进，将琼脂进行精制提纯；2、95％乙醇处理；3、碱处理；4、清洗；5、酸化；6、清洗：用水将酸化后的琼脂充分洗涤，洗至pH在7.0左右；7、提胶；8、离心除杂；9、造粒干燥；10、微波杀菌；11、成品。该专利制备得到的琼脂糖外观颜色较普通琼脂浅，杂质少，溶解后清澈透明，其在较低的温度下也能快速的溶解。在45℃、5min就能溶解大部分的琼脂。但是步骤较复杂，需要进行多次清洗，酸碱处理均在水溶液中进行，不利于琼脂糖和琼脂胶的分离，琼脂糖的纯度有待进一步提高。
中国专利CN 103936890 A公开了一种低凝固温度琼脂糖的制备方法，包括以下步骤：琼脂糖与去离子水按(w/v)20:1～30:1混合加热溶胶；溶胶后加入NaBH4，在温度为80℃下反应15min；加入0.5M NaOH活化琼脂糖羟基，随后加入修饰剂硫酸二甲酯；反应结束后用盐酸调节pH至中性，再用乙醇沉淀。该专利中采用硫酸二甲酯，毒性较大，安全性较低，同时琼脂糖的纯度也有待进一步提高。
因此，利用开发一种能解决上述技术问题的低温速溶琼脂糖的制备方法是非常必要的。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种制备简单、纯度高、带电荷少、低温溶解性好的低温速溶琼脂糖的制备方法。
本发明是通过以下技术方案予以实现的：
一种低温速溶琼脂糖的制备方法，包括如下步骤：
(1)原料有机溶剂处理：将普通琼脂粉加入有机溶剂和水，得到混合溶液；
(2)酸解：将混合溶液和有机酸混合，过滤，得滤渣1；
(3)碱水解：将滤渣1加水，加碱，得溶液2；
(4)甲酯化：在溶液2中加入碳酸二甲酯，得溶液3；
(5)过离子交换树脂：将溶液3通过离子交换树脂，干燥，即得。
本发明所用水无特殊说明下均指纯净水，纯净水采用反渗透膜过滤技术处理，要求电导率小于5μs/cm。
步骤(1)中所述普通琼脂粉是从海洋红藻中提取得到的，比如石花菜、江蓠菜或紫菜。
优选地，步骤(1)中所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、乙酸乙酯、甲苯、丙酮中的至少一种。小分子量的琼脂胶溶于一定极性的有机溶剂中，琼脂糖则不溶于有机溶剂。
更优选地，步骤(1)中所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、正丁醇、乙酸乙酯、丙酮中的至少一种。
优选地，步骤(1)中所述普通琼脂粉和所述有机溶剂的质量体积比为1:40-80g/mL。
优选地，步骤(1)中所述普通琼脂粉和水的质量体积比为1:10-20g/mL。
更优选地，所述步骤(1)包括如下步骤：
(1)原料有机溶剂处理：将普通琼脂粉分别按照质量体积比为1:40-80g/mL和1:10-20g/mL加入有机溶剂和水，得到混合溶液。
优选地，步骤(2)中所述有机酸为乙酸、丙酸、酒石酸、柠檬酸、乳酸、草酸、氨基磺酸、氨基乙酸、硬脂酸中的至少一种。
更优选地，步骤(2)中所述有机酸为柠檬酸、氨基磺酸、草酸中的至少一种。
更优选地，步骤(2)中所述有机酸为氨基磺酸、柠檬酸和草酸的复合酸。
更优选地，所述氨基磺酸、柠檬酸和草酸的质量比为1:2-4:3-5。
优选地，步骤(2)中所述有机酸和混合溶液的质量体积比为0.0001-0.001:1g/mL。
更优选地，步骤(2)包括如下步骤：
将有机酸和混合溶液按照质量体积比为0.0001-0.001:1g/mL在70-100℃下混合，时间60-120min，超声辅助酸解，超声功率800-1500w，压滤，压力0.1-1.0MPa，得滤渣1。
有机酸可以将琼脂中的糖苷键水解，主要水解1,3糖苷键和1,4糖苷键，从而使得琼脂分子量变小。小分子量的琼脂胶溶于一定极性的有机溶剂中，琼脂糖则不溶于有机溶剂，同时丙酮酸基团也更倾向于在酸中被水解而除去，通过压滤，可以更好地去除琼脂胶，提高琼脂糖的纯度，降低硫酸盐含量。尤其是当有机酸为氨基磺酸、柠檬酸和草酸的复合酸时，琼脂中的糖苷键和丙酮酸基团在较低浓度的酸性环境下即可发生水解，能耗较低，并且琼脂的水解度较高。
优选地，步骤(3)中所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的至少一种。
更优选地，步骤(3)中所述碱为氢氧化钠、氢氧化钙和碳酸钠中的至少一种。
更优选地，步骤(3)中所述碱为氢氧化钠、氢氧化钙和碳酸钠的复合碱。
更优选地，所述氢氧化钠、氢氧化钙和碳酸钠的的质量比为0.5-2:1:1-4。
优选地，步骤(3)中所述滤渣1与水的质量体积比为1:20-40g/mL。
优选地，步骤(3)中所述碱与水的质量体积比为0.0001-0.001:1g/mL。
更优选地，步骤(3)包括如下步骤：
碱水解：将滤渣1按照质量体积比1:20-40g/mL加水，按照碱与水的质量体积比为0.0001-0.001:1g/mL加碱，加热至90-100℃，时间60-120min，得溶液2。
滤渣1的主要成分为琼脂糖，侧链带有少量硫酸基和半乳糖醛酸，还有少量琼脂果胶，滤渣1在水中加热溶解，使琼脂由双螺旋结构解旋，变成无序状态，加入碱进行水解，琼脂胶侧链的乙酰基、甲氧基、硫酸基等基团更倾向于在该碱性条件下脱去，并且硫酸基基团水解转变为3,6-内醚-L-半乳糖，从而除去了硫酸基等带电基团。3,6-内醚-L-半乳糖是琼脂的一个重要指标，其含量增加琼脂的凝胶强度也会增加。
优选地，步骤(4)中所述溶液2与碳酸二甲酯的体积比为6-12:1。
更优选地，步骤(4)包括如下步骤：
在溶液2中按照体积比6-12:1加入碳酸二甲酯，温度80-100℃，时间60-120min，得溶液3。
步骤(3)碱水解后，琼脂在脱去硫酸基等强离子性基团的同时，也会脱去甲氧基、乙氧基、乙酰基等基团并形成带电荷的羧基，在碱性条件下，碳酸二甲酯对步骤(3)得到的溶液2进行甲酯化，酯化琼脂中原本的半乳糖醛酸以及水解后产生的羧基，可以起到中和羧酸的作用，同时减少电荷。而且碳酸二甲酯与其他二甲酯相比，比如硫酸二甲酯，毒性较低，更安全，并被欧洲列为无毒产品。
经过实验表明，使用碳酸二甲酯和琼脂的半乳糖醛酸甲酯化和甲基化，引入了甲氧基、甲基，甲基化引入的甲基取代琼脂中羟基的氢形成了甲氧基。琼脂糖引入、生成的甲氧基不同于琼脂中天然存在的甲氧基，其溶解温度和凝固点不升反降。可能是琼脂糖双螺旋结构解旋后，衍生的甲氧基，由于其位点的原因，而使琼脂糖再次形成双螺旋结构时，产生了“空间位阻”，但又不破坏其主链，依然保持其凝胶特性，同时琼脂糖再次溶解时所需的热量大大减少。
优选地，步骤(5)中所述离子交换树脂为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂中的至少一种。
更优选地，所述步骤(5)中将溶液3先通过阳离子交换树脂，再通过阴离子交换树脂。
更优选地，所述阴离子交换树脂为强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂、大孔强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂、大孔弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂和大孔弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂中的至少一种。
更优选地，所述阳离子交换树脂为磺酸基聚苯乙烯系凝胶型强酸阳离子交换树脂、磺酸基聚苯乙烯系大孔型强酸性阳离子交换树脂、羧酸基大孔弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂中的至少一种。
更优选地，所述步骤(5)包括如下步骤：将溶液3降温至60-70℃，中和pH为6.0-8.0，过阳离子交换树脂，温度降至45-55℃，过阴离子交换树脂，干燥，即得。
更优选地，所述干燥方式为喷雾干燥。
更优选地，所述干燥方式为溶液3依次通过阳离子交换树脂和阴离子交换树脂后，冷却至30-35℃，压滤得到滤渣，将滤渣真空干燥，温度60-105℃，压强5-20KPa，粉碎，即得。
本发明将溶液3先通过阳离子交换树脂，再通过阴离子交换树脂可以依次除去带电荷的阳离子以及水解的阴离子基团，使琼脂的电荷保持中性，从而达到琼脂糖的要求。
本发明还涉及上述制备方法制备得到的低温速溶琼脂糖在食品、日化用品中的应用。
本发明的有益效果是：
(1)酸解过程中加入有机溶剂，得到的琼脂糖纯度更高。有机酸可以将琼脂主链的糖苷键水解，使得琼脂分子量变小。小分子量的琼脂胶溶于含少量水的有机溶剂中，琼脂糖则不溶于有机溶剂中，通过压滤，可以更好地去除琼脂胶，降低硫酸盐含量，提高琼脂糖的纯度。如果是在只有水的溶液体系中加热进行酸解，琼脂胶和琼脂糖或者都溶于水，或者都不溶于水，无法实现很好的分离，不利于提高琼脂糖的纯度，同时硫酸盐含量大大提高。本发明在有机溶剂体系中进行酸解，只有小分子量的琼脂胶溶于有机溶剂中，实现了琼脂胶和琼脂糖的良好分离，提高了琼脂糖的纯度。尤其当有机酸为氨基磺酸、柠檬酸和草酸的复合酸时，琼脂果胶的糖苷键和丙酮酸基团在较低浓度的酸性环境下即可快速水解，能耗较低，并使得琼脂胶最大限度地水解，并最大限度的溶解在低浓度有机溶剂中。
(2)本发明酸解在前，碱水解在后，通过限定两者的先后顺序，不需要在酸解和碱水解之后添加水洗步骤进行中和，碱水解后直接为甲酯化提供碱性条件，步骤更简单。并且采用本发明的复合碱时，用少量的碱即可发生水解。
(3)本发明添加了甲酯化步骤，碳酸二甲酯与其他二甲酯相比，毒性更低，而且甲酯化对琼脂糖进行改性，降低了凝固点。步骤(3)碱水解后，琼脂在脱去硫酸基等强离子性基团的同时，也会脱去甲氧基等基团形成带电荷的羧基，在碱性条件下，碳酸二甲酯对步骤(3)得到的溶液2进行甲酯化，酯化琼脂中原本的半乳糖醛酸以及水解后产生的羧基，可以起到中和羧酸的作用，同时减少电荷。
(4)本发明通过使用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂，可以除去带电荷的阳离子以及水解的阴离子基团，使琼脂的电荷保持中性，同时，通过限定离子交换柱的使用顺序，避免了先通过阴离子交换树脂产生的氢氧根与阳离子生成沉淀，污染离子柱，从而达到琼脂糖的要求。
附图说明
图1为实施例4和市售琼脂糖的FT-IR图。其中，a为实施例4琼脂糖，b为市售琼脂糖。
图2为实施例4低温速溶琼脂糖和不同比例卡波对化妆品体系粘度的影响图。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1
一种低温速溶琼脂糖的制备方法，包括如下步骤：
(1)将普通琼脂粉20g置于超声化学反应釜中，加入800ml的无水乙醇溶剂和400ml水，得到混合溶液；
(2)将乙酸和混合溶液按照质量体积比为0.0001:1g/mL混合，加热至70℃，超声频率800W，时间60min，板框压滤，压力0.1MPa，时间15min，得到滤渣1；
(3)将滤渣1按照质量体积比1:20g/mL加水，按照碱与水的质量体积比为0.0001:1g/mL加氢氧化钙，加热至90℃，时间60min，得溶液2；
(4)在溶液2中按照体积比6:1加入碳酸二甲酯，温度80℃，时间60min，得溶液3；
(5)将溶液3降温至60℃，中和pH为6.0，过磺酸基聚苯乙烯系大孔型强酸性阳离子交换树脂，待温度降至45℃，过大孔强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂，喷雾干燥，进料、进风、出风温度分别为70℃、160℃、60℃，雾化频率60Hz，即得。
实施例2
一种低温速溶琼脂糖的制备方法，包括如下步骤：
(1)将普通琼脂粉20g置于超声化学反应釜中，加入1600ml乙酸乙酯，加水200ml，得到混合溶液；
(2)将有机酸(氨基磺酸、柠檬酸和草酸的质量比为1:2:3)和混合溶液按照质量体积比为0.001:1g/mL混合，加热至100℃，超声频率1500W，时间120min，板框压滤，压力1.0MPa，时间20min，得到滤渣1；
(3)将滤渣1按照质量体积比1:40g/mL加水，按照碱与水的质量体积比为0.001:1g/mL加碱(氢氧化钠、氢氧化钙和碳酸钠的质量比为0.5:1:1)，加热至90℃，时间60min，得溶液2；
(4)在溶液2中按照体积比12:1加入碳酸二甲酯，温度100℃，时间120min，得溶液3；
(5)将溶液3降温至70℃，中和pH为8.0，过磺酸基聚苯乙烯系凝胶型强酸阳离子交换树脂，温度降至55℃，过大孔弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂，冷却至30℃，使用板框压滤得到滤渣，对滤渣真空干燥，干燥温度60℃、压力5kpa，并进行粉碎，即得。
实施例3
一种低温速溶琼脂糖的制备方法，包括如下步骤：
(1)将普通琼脂粉20g置于超声化学反应釜中，加入1200ml丙酮，加水300ml，得到混合溶液；
(2)将有机酸(氨基磺酸、柠檬酸和草酸的质量比为1:4:5)和混合溶液按照质量体积比为0.0005:1g/mL混合，加热至85℃，超声频率1100W，时间90min，板框压滤，压力0.5MPa，时间18min，得到滤渣1；
(3)将滤渣1按照质量体积比1:30g/mL加水，按照碱与水的质量体积比为0.0005:1g/mL加碱(氢氧化钠、氢氧化钙和碳酸钠的质量比为2:1:4)，加热至95℃，时间90min，得溶液2；
(4)在溶液2中按照体积比9:1加入碳酸二甲酯，温度90℃，时间90min，得溶液3；
(5)将溶液3降温至65℃，中和pH为7.0，过羧酸基大孔弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂，温度降至50℃，过大孔弱碱苯乙烯系阴离子交换树脂，冷却至35℃，使用板框压滤得到滤渣，对滤渣真空干燥，干燥温度105℃、压力20kpa，并进行粉碎，即得。
实施例4
一种低温速溶琼脂糖的制备方法，包括如下步骤：
(1)将普通琼脂粉20g置于超声化学反应釜中，加入1200ml正丁醇、加水300ml，得到混合溶液；
(2)将有机酸(氨基磺酸、柠檬酸和草酸的质量比为1:3:4)和混合溶液按照质量体积比为0.0005:1g/mL混合，加热至85℃，超声频率1100W，时间90min，板框压滤，压力0.5MPa，时间18min，得到滤渣1；
(3)将滤渣1按照质量体积比1:35g/mL加水，按照碱与水的质量体积比为0.0004:1g/mL加碱(氢氧化钠、氢氧化钙和碳酸钠的质量比为1:1:2)，加热至95℃，时间90min，得溶液2；
(4)在溶液2中按照体积比9:1加入碳酸二甲酯，温度90℃，时间90min，得溶液3；
(5)将溶液3降温至65℃，中和pH为7.0，过羧酸基大孔弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂，温度降至50℃，过大孔弱碱苯乙烯系阴离子交换树脂，冷却至35℃，使用板框压滤得到滤渣，对滤渣真空干燥，干燥温度105℃、压力20kpa，并进行粉碎，即得。
对比例1
与实施例4的区别仅在于不添加步骤(2)，其余条件均相同，具体如下：
一种低温速溶琼脂糖的制备方法，包括如下步骤：
(1)将普通琼脂粉20g置于超声化学反应釜中，加入1200ml正丁醇，得到混合溶液；
(2)在混合溶液中加入和实施例4等量的水以及碱(氢氧化钠、氢氧化钙和碳酸钠的质量比为1:1:2)，加热至95℃，时间90min，得溶液2；
(3)在溶液2中按照体积比9:1加入碳酸二甲酯，温度90℃，时间90min，得溶液3；
(4)将溶液3降温至65℃，中和pH为7.0，过羧酸基大孔弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂，温度降至50℃，过大孔弱碱苯乙烯系阴离子交换树脂，冷却至35℃，使用板框压滤得到滤渣，对滤渣真空干燥，干燥温度105℃、压力20kpa，并进行粉碎，即得。
对比例2
与实施例4的区别仅在于步骤(2)中氨基磺酸、柠檬酸和草酸的质量比为4:2:1，其余条件均相同。
对比例3
与实施例4的区别仅在于步骤(3)中氢氧化钠、氢氧化钙和碳酸钠的质量比为4:1:0.5，其余条件均相同。
对比例4
与实施例4的区别仅在于步骤(1)中的有机溶剂替换为等体积的水，其余条件均相同。具体如下：
一种低温速溶琼脂糖的制备方法，包括如下步骤：
(1)将普通琼脂粉20g置于超声化学反应釜中，加入1500ml水，得到混合溶液；
(2)将有机酸(氨基磺酸、柠檬酸和草酸的质量比为1:3:4)和混合溶液按照质量体积比为0.0005:1g/mL混合，加热至85℃，超声频率1100W，时间90min，板框压滤，压力0.5MPa，时间18min，得到滤渣1；
(3)将滤渣1按照质量体积比1:35g/mL加水，按照碱与水的质量体积比为0.0004:1g/mL加碱(氢氧化钠、氢氧化钙和碳酸钠的质量比为1:1:2)，加热至95℃，时间90min，得溶液2；
(4)在溶液2中按照体积比9:1加入碳酸二甲酯，温度90℃，时间90min，得溶液3；
(5)将溶液3降温至65℃，中和pH为7.0，过羧酸基大孔弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂，温度降至50℃，过大孔弱碱苯乙烯系阴离子交换树脂，冷却至35℃，使用板框压滤得到滤渣，对滤渣真空干燥，干燥温度105℃、压力20kpa，并进行粉碎，即得。
测试例1
实施例4和市售琼脂糖进行FT-IR红外测试，测试仪器NICOLET-6700傅立叶红外光谱仪：美国NICOLET公司，市售琼脂糖购买自德国MERCK，产品型号Agarose II(LMP)。
测试结果如图1所示。
测试例2
琼脂糖的标准电内渗EEO和硫酸根含量测试，具体测试方法如下：
(1)硫酸根含量
取干燥的琼脂糖2.0g放入锥形烧瓶中，加入100ml 1mol/L盐酸，在105℃烘箱中消化5h。取出，冷却至室温，定容至100mL，加入0.5g活性炭，静置2h将消化液脱色。过滤后，得到澄清透明的消化液。取消化液1ml并参照HJ 342-2007-T水质硫酸盐的测定铬酸钡分光光度法，进行水溶液中硫酸根含量的测定，最终结果以琼脂糖样品中硫酸根的重量百分数表示。
(2)电内渗测定
取0.3g琼脂糖样品加20ml pH8.6巴比妥缓冲液，加热配成1.5％琼脂糖胶液，趁热倒入胶板上，立即放上梳子，防渗漏，20min后取下挡板和梳子，将胶板和架放入电泳槽，加pH8.6巴比妥缓冲液，液面没过胶板不超过1cm，取葡聚糖和血清蛋白配成的溶液5ul，上样，室温下恒压75V，电泳1.5h，取出琼脂糖胶板，脱色剂浸泡15min，洗去溴百里酚蓝，染色剂浸泡20min染色，然后再用脱色剂浸泡，中间更换2次脱色剂，测量正极蓝斑到上样位置的距离OA，负极白斑到上样处距离OD，则电内渗EEO(-mr)＝OD/(OA+OD)*100％。
实施例1-4和对比例1-4得到的琼脂糖EEO和硫酸根含量测试结果如表1所示。EEO和硫酸根含量数值越低，表明琼脂糖电荷量越低。
表1实施例1-4和对比例1-4琼脂糖EEO和硫酸根含量测试结果
EEO/-mr 硫酸根含量/wt％
实施例1 0.077 0.14
实施例2 0.066 0.11
实施例3 0.062 0.09
实施例4 0.057 0.08
对比例1 0.091 0.20
对比例2 0.075 0.13
对比例3 0.076 0.13
对比例4 0.089 0.19
测试例3
琼脂糖的低温速溶效果和强度测试，具体测试方法如下：
(1)凝胶强度
参照GB 1975—2010的A.5进行测试。
(2)开始溶解温度
250ml烧杯中加200ml蒸馏水，达到测试温度后，添加3.0g样品，搅拌并保温5min，倒凝胶强度杯，并按照GB 1975—2010，使用凝胶强度测定仪测凝胶强度，开始有凝胶强度的对应温度则为琼脂糖开始溶解的温度。
实施例1-4和对比例1-4得到的琼脂糖低温速溶效果和强度测试结果如表2所示。
表2实施例1-4和对比例1-4琼脂糖低温速溶效果和强度测试结果
开始溶解温度/℃ 1.5％凝胶强度/g/cm<sup>2</sup>
实施例1 52 653
实施例2 45 670
实施例3 43 683
实施例4 41 679
对比例1 62 631
对比例2 50 657
对比例3 51 655
对比例4 65 634
测试例4
低温速溶琼脂糖在食品领域的应用
在常温风味发酵乳(配方如表3所示)中额外添加0.15wt％的实施例4低温速溶琼脂糖作为实验组，不添加琼脂糖的作为空白对照组，观察实验组与空白对照组之间的区别，如表4所示。
表3常温风味发酵乳配方
Figure BDA0002186919360000111
表4低温速溶琼脂糖在风味发酵乳中的应用
Figure BDA0002186919360000121
测试例5
低温速溶琼脂糖在日化领域的应用
应用在精华液、面膜类的配方体系中，如表5所示，取实施例4的样品，同时添加0.15wt％的低温速溶琼脂糖与不同比例的卡波(美国路博润、型号U20)，两者协同作用，进行化妆品粘度测试，测试温度25℃、转速30rpm、数字式粘度计NDJ-5S。结果如图2所示。由图2可知，低温速溶琼脂糖与卡波协同作用明显，尤其是同时添加0.15wt％的低温速溶琼脂糖与0.2wt％的卡波时，体系稠度显著增加。
表5基础配方
空白对照组 实验组
EDTA-2Na 0.05％ 0.05％
低温速溶琼脂糖 0.00％ 0.15％
卡波(U20) 0.05％/0.10％/0.15％/0.20％ 0.05％/0.10％/0.15％/0.20％
加水至 100.00％ 100.00％
测试例6使用低温速溶琼脂糖能耗对比；
取实施例4的样品，低温速溶琼脂糖在较低的温度下也能快速的溶解，在60℃、180s就能完全溶解；普通琼脂粉溶解温度高，一般需要95℃以上持续20min以上才能溶解，开胶浓度一样时，溶解相同质量的样品，理论上溶解普通琼脂粉所需的能耗是低温速溶琼脂糖能耗的一倍左右(此时的琼脂吸热忽略不计)。具体如表6和表7所示。
表6用水开胶溶解
Figure BDA0002186919360000122
Figure BDA0002186919360000131
表7用牛奶开胶溶解
Figure BDA0002186919360000132
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种低温速溶琼脂糖的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）原料有机溶剂处理：将普通琼脂粉加入有机溶剂和水，得到混合溶液；
（2）酸解：将混合溶液和有机酸混合，过滤，得滤渣1；
（3）碱水解：将滤渣1加水，加碱，得溶液2；
（4）甲酯化：在溶液2中加入碳酸二甲酯，得溶液3；
（5）过离子交换树脂：将溶液3通过离子交换树脂，干燥，即得；
步骤（1）中所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、丙酮中的至少一种；
步骤（2）中所述有机酸为氨基磺酸、柠檬酸和草酸的复合酸，所述氨基磺酸、柠檬酸和草酸的质量比为1:2-4:3-5。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述碱为氢氧化钠、氢氧化钙和碳酸钠的复合碱。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述氢氧化钠、氢氧化钙和碳酸钠的质量比为0.5-2:1:1-4。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述普通琼脂粉和有机溶剂的质量体积比为1:40-80g/mL；所述普通琼脂粉和水的质量体积比为1:10-20g/mL；步骤（2）中所述有机酸和混合溶液的质量体积比为0.0001-0.001:1g/mL；步骤（3）中所述滤渣1与水的质量体积比为1:20-40g/mL；所述碱与水的质量体积比为0.0001-0.001:1g/mL；步骤（4）中所述溶液2与碳酸二甲酯的体积比为6-12:1。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）包括如下步骤：将混合溶液和有机酸在70-100℃下混合，时间60-120min，超声辅助酸解，超声功率800-1500w，压滤，压力0.1-1.0MPa，得滤渣1。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）包括如下步骤：将滤渣1加水，加碱，加热至90-100℃，时间60-120min，得溶液2；所述步骤（4）包括如下步骤：在溶液2中加入碳酸二甲酯，温度80-100℃，时间60-120min，得溶液3。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（5）中所述离子交换树脂为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）包括如下步骤：将溶液3降温至60-70℃，中和pH为6.0-8.0，过阳离子交换树脂，温度降至45-55℃，过阴离子交换树脂，干燥，即得。
10.权利要求1-9任一项所述制备方法制备得到的低温速溶琼脂糖在食品、日化用品中的应用。
CN201910818500.9A 2019-08-30 2019-08-30 一种低温速溶琼脂糖的制备方法 Active CN110527003B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910818500.9A CN110527003B (zh) 2019-08-30 2019-08-30 一种低温速溶琼脂糖的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910818500.9A CN110527003B (zh) 2019-08-30 2019-08-30 一种低温速溶琼脂糖的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110527003A CN110527003A (zh) 2019-12-03
CN110527003B true CN110527003B (zh) 2020-07-07

Family

ID=68666043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910818500.9A Active CN110527003B (zh) 2019-08-30 2019-08-30 一种低温速溶琼脂糖的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110527003B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115260341B (zh) * 2022-07-29 2023-05-02 国药集团化学试剂有限公司 一种高质量琼脂糖及其制备方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102964469B (zh) * 2012-10-08 2014-12-10 福建省绿麒食品胶体有限公司 一种超声波辅助制备高强度江蓠琼脂的方法
RU2551101C1 (ru) * 2013-12-04 2015-05-20 Общество с ограниченной ответственностью "Зеленые линии" Способ получения агар-агара, растворимого в воде без кипячения
CN103936890B (zh) * 2014-01-21 2016-05-18 汕头大学 低凝固温度琼脂糖的制备方法
US9388252B2 (en) * 2014-02-17 2016-07-12 Aurelien Forget Methods for purifying polysaccharides and pharmaceutical compositions and medical devices containing the same
CN105175579A (zh) * 2015-10-20 2015-12-23 国家海洋局第三海洋研究所 一种速溶琼脂的制备方法
CN105504099B (zh) * 2016-01-19 2018-04-24 集美大学 一种低硫酸根含量琼脂的制备方法
CN107641162A (zh) * 2017-09-20 2018-01-30 华南理工大学 一种基于酸溶解法从琼脂制备低硫琼脂糖的方法
KR102070153B1 (ko) * 2017-12-20 2020-01-28 (주)밀양한천 상온 용해성과 무응고성을 갖는 한천을 포함하는 음료조성물
CN109929062B (zh) * 2019-04-23 2021-05-14 福建省绿麒食品胶体有限公司 一种高白度琼脂的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110527003A (zh) 2019-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shaha et al. Optimized extraction condition and characterization of pectin from kaffir lime (Citrus hystrix)
Kang et al. Characterization of natural low-methoxyl pectin from sunflower head extracted by sodium citrate and purified by ultrafiltration
CN102146144B (zh) 一种菊粉的提取精制方法
CN101358220A (zh) 鲨鱼软骨中提取硫酸软骨素钙的方法
CN103626879B (zh) 机械活化强化法制备醋酸丁酸纤维素或醋酸丙酸纤维素
JP5972165B2 (ja) 高溶解性を有する低次アシル化ジェランゴムのポスト抽出方法
Teng From chitin to chitosan
CN113667034B (zh) 一种复合酶提取柑橘果胶的方法
CN110527003B (zh) 一种低温速溶琼脂糖的制备方法
CN104017105A (zh) 一种从辣椒皮渣提取果胶的方法
CN106912964A (zh) 可溶性膳食纤维及其制备方法
CN102732592A (zh) 酶法制备淡水鱼骨明胶的方法
CN113980153B (zh) 一种高粘度桃胶多糖的提取方法
CN108752499A (zh) 一种从微生物发酵液中分离提纯可得然多糖的方法
CN104448043B (zh) 一种依诺肝素钠的生产及纯化方法
FI129258B (en) Process for the production of xylan
RU2422044C1 (ru) Способ получения пектина и пищевых волокон из тыквенного жома
CN110423290B (zh) 一种去除寡聚透明质酸钠中内毒素的方法
CA2605127C (en) Soluble non-caloric fiber composition and process of preparing the same
CN106148467B (zh) 一种贻贝活性肽的制备方法
CN105440163A (zh) 一种制备及纯化依诺肝素钠的方法
CN104497122A (zh) 一种从猪胃粘膜中提取胃膜素的制备方法
CN104177511A (zh) 反萃取法制备硫酸软骨素的方法
CN111548430A (zh) 一种石斛多糖的制备方法及其制品
CN111647097A (zh) 一种从废弃虾壳中提取甲壳素的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant