CN115417934B - 一种高含量岩藻低聚糖海带提取物的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高含量岩藻低聚糖海带提取物的制备方法，属于寡糖制备技术领域，将新鲜的海带洗净晒干后粉碎成海带粉，加水配制成海带粉混合液，高温高压处理后获得海带提取物，加入氯化钙获得岩藻多糖海带提取物，经过复合液降解获得降解液，离心分离上清液和沉淀，上清液通过浓缩冻干，得到高含量岩藻低聚糖海带提取物，本发明的制备方法操作简单、成本低廉、无污染、易扩大生产且纯度较高。工艺设计巧妙合理，能够直接从海带中获得分子量为1000～5000Da的岩藻低聚糖海带提取物。

Description

一种高含量岩藻低聚糖海带提取物的制备方法
技术领域
本发明涉及寡糖制备技术领域，特别是涉及一种高含量岩藻低聚糖海带提取物的制备方法。
背景技术
海带中富含多种营养物质，其中，岩藻多糖已被广泛报道具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎、免疫调节和抗血栓等生理功能。然而，岩藻多糖具有较高的分子量，溶液粘度高，通透性低，不利于功效的充分发挥。研究表明，低分子量的岩藻低聚糖能够被人体更快吸收，展现出比高分子量的岩藻多糖更强的活性，因此，有必要将岩藻多糖降解为合适分子量的岩藻低聚糖。
针对岩藻多糖的降解方法主要包括物理法、化学法和酶法。物理法降解岩藻多糖无污染且不会破坏多糖的内部结构，但是降解产物分子量较高(>10000Da)；酶法降解岩藻多糖过程温和，且不产生有害物，但是目前岩藻多糖降解酶的研究大部分仍在实验室阶段；化学法是最常见的方法，操作简单，短期内可获得大量低分子量寡糖，但是化学法降解具有随机性和高破坏性的特点；物理法和化学法结合的方法能够使降解反应更温和、高效。海带中含有丰富的海带纤维素和褐藻胶，影响产品的品质和纯度，目前获取岩藻低聚糖的方法是先从海带中分离岩藻多糖，经过多次纯化后再进行降解，步骤繁琐，因此，设计简单的提取工艺对于开发低成本食品级岩藻低聚糖具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种高含量岩藻低聚糖海带提取物的制备方法，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种高含量岩藻低聚糖海带提取物的制备方法，包括以下步骤：
将新鲜的海带洗净晒干后粉碎成海带粉，加水配制成海带粉混合液，高温高压处理后能够获得含有岩藻多糖和褐藻胶的海带提取物，加入氯化钙以去除海带提取物中的褐藻胶，从而获得高岩藻多糖含量的海带提取物；经过过氧化氢-维生素C-甘氨酸复合液降解获得降解液，离心分离上清液和沉淀，上清液通过浓缩冻干，得到高含量岩藻低聚糖海带提取物；与过氧化氢直接降解岩藻多糖海带提取物相比，过氧化氢-维生素C-甘氨酸复合液降解岩藻多糖海带提取物能够获得分子量为1000～5000Da的高含量岩藻低聚糖海带提取物。
进一步地，所述海带粉与水的料液比为1:10～20(g/mL)。
进一步地，所述高温高压处理过程中：压力为0.1～0.3Mpa，温度为120～140℃，时间为10～30min。
进一步地，氯化钙浓度为2～5g/L，氯化钙浓度指的是氯化钙在高温高压处理后获得的海带提取物中的含量。
进一步地，加入氯化钙之后，经过搅拌获得岩藻多糖海带提取物，搅拌转速为130～150rpm。
进一步地，所述复合液为过氧化氢-维生素C-甘氨酸复合液，其中，过氧化氢浓度为0.1wt％～1wt％，维生素C浓度为0.15wt％～0.5wt％，甘氨酸浓度为0.1wt％～0.3wt％。
进一步地，降解温度为55～75℃，降解时间为12～36h。
一种由所述制备方法制备得到的高含量岩藻低聚糖海带提取物，其中岩藻糖摩尔占比高于60％。
进一步地，所述高含量岩藻低聚糖海带提取物分子量为1000～5000Da的组分含量为80～85％。
本发明公开了以下技术效果：
本发明将新鲜的海带洗净晒干后粉碎成海带粉，加水配制成海带粉混合液，高温高压处理后获得海带提取物，加入氯化钙获得岩藻多糖海带提取物，经过复合液降解获得降解液，离心分离上清液和沉淀，上清液通过浓缩冻干，得到分子量为1000～5000Da、岩藻糖摩尔占比高于60％、纯度大于80％的高含量岩藻低聚糖海带提取物。
本发明的制备方法操作简单、成本低廉、无污染、易扩大生产且纯度较高。工艺设计巧妙合理，能够直接从海带中获得分子量为1000～5000Da的岩藻低聚糖海带提取物。本发明所用低浓度过氧化氢和可食用维生素C和甘氨酸降解液降解高岩藻多糖含量海带提取物获得的高岩藻低聚糖含量海带提取物，可作为功能性食品的低成本原料。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明方法的流程示意图；
图2为实施例2岩藻多糖海带提取物降解前后分子量变化情况；
图3为实施例3岩藻多糖海带提取物降解前后分子量变化情况；
图4为实施例4岩藻多糖海带提取物降解前后分子量变化情况；
图5为实施例5岩藻多糖海带提取物降解前后分子量变化情况；
图6为实施例6岩藻多糖海带提取物降解前后分子量变化情况；
图7为实施例7岩藻多糖海带提取物降解前后分子量变化情况；
图8为实施例8岩藻多糖海带提取物降解前后分子量变化情况；
图9为实施例9岩藻多糖海带提取物降解前后分子量变化情况；
图10为实施例10岩藻多糖海带提取物降解前后分子量变化情况；
图11为对比例1岩藻多糖海带提取物降解前后分子量变化情况；
图12为对比例2岩藻多糖海带提取物降解前后分子量变化情况。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值，以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
如图1所示，本发明给出一种高含量岩藻低聚糖海带提取物的制备方法，具体包括：将新鲜的海带洗净晒干后粉碎成粉，用水(优选蒸馏水)配制成均匀的混合液，高温高压处理后获得海带提取物，加入氯化钙获得岩藻多糖海带提取物，经过复合液降解获得降解液，离心分离上清液和沉淀，上清液通过浓缩冻干，获得分子量为1000～5000Da、岩藻糖摩尔占比高于60％、纯度大于80％的岩藻低聚糖海带提取物。
实施例1
(1)取新鲜海带，淘洗晒干后将海带切成碎条，将切碎后的海带条置于粉碎机中粉碎成海带干粉；
(2)向海带干粉中加入蒸馏水进行高温高压提取，海带干粉和蒸馏水的料液比设置为1:10～20(g/mL)，压力设置为0.1～0.3Mpa，温度为120～140℃，提取时间为10～30min，测定不同处理条件下海带提取液的粘度变化，结果见表1；
(3)向步骤(2)中所得海带提取液中加入氯化钙搅拌均匀，氯化钙浓度为2～5g/L，搅拌速度为150r/min，搅拌1h，在4℃中静置12h，得到岩藻多糖海带提取物；在温度为120～140℃，压力为0.1～0.3Mpa，提取时间为10～30min的条件处理下，海带从粘稠糊状物变为可流动的稀溶液，如表1所示，海带提取液粘度大幅度降低。
表1为实施例1中不同处理条件下海带提取液的粘度
实施例2
向实施例1料液比为1:10(g/mL)，温度为130℃，压力为0.3Mpa，提取时间为30min所得的岩藻多糖海带提取物中加入过氧化氢-维生素C-甘氨酸复合液用于降解岩藻多糖，其中过氧化氢浓度为0.1wt％，维生素C浓度为0.15wt％，甘氨酸浓度为0.1wt％，降解温度为55℃，降解时间为36h，测定岩藻多糖海带提取物分子量变化情况。将所得降解液8000rpm离心15min，弃去沉淀，上清液用旋转蒸发仪在55℃进行浓缩，真空冷冻干燥得到岩藻低聚糖海带提取物。岩藻多糖海带提取物分子量变化情况如图2所示，1000～5000Da的产物组分含量为80.22％。
分子量测定液相操作条件如下：
液相仪器：安捷伦1260高效液相色谱仪；示差检测器
液相柱型号：TSK-gel G4000 PWXL
液相条件：0.2mol/L NaNO3溶液、0.01mol/L NaH2PO4溶液为流动相；柱温为30℃；流速为0.3mL/min；进样量为10μL；示差温度为35℃。
实施例3
向实施例1料液比为1:10(g/mL)，温度为130℃，压力为0.3Mpa，提取时间为30min所得的岩藻多糖海带提取物中加入过氧化氢-维生素C-甘氨酸复合液用于降解岩藻多糖，其中过氧化氢浓度为0.1wt％，维生素C浓度为0.15wt％，甘氨酸浓度为0.1wt％，降解温度为65℃，降解时间为24h，测定岩藻多糖海带提取物分子量变化情况。将所得降解液8000rpm离心15min，弃去沉淀，上清液用旋转蒸发仪在55℃下进行浓缩，真空冷冻干燥得到岩藻低聚糖海带提取物。岩藻多糖海带提取物分子量变化情况如图3所示，1000～5000Da的产物组分含量为81.55％。
实施例4
向实施例1料液比为1:10(g/mL)，温度为130℃，压力为0.3Mpa，提取时间为30min所得的岩藻多糖海带提取物中加入过氧化氢-维生素C-甘氨酸复合液用于降解岩藻多糖，其中过氧化氢浓度为0.1wt％，维生素C浓度为0.15wt％，甘氨酸浓度为0.1wt％，降解温度为75℃，降解时间为12h，测定岩藻多糖海带提取物分子量变化情况。将所得降解液8000rpm离心15min，弃去沉淀，上清液用旋转蒸发仪在55℃进行浓缩，真空冷冻干燥得到岩藻低聚糖海带提取物。岩藻多糖海带提取物分子量变化情况如图4所示，1000～5000Da的产物组分含量为82.67％。
实施例5
向实施例1料液比为1:10(g/mL)，温度为130℃，压力为0.3Mpa，提取时间为30min所得的岩藻多糖海带提取物中加入过氧化氢-维生素C-甘氨酸复合液用于降解岩藻多糖，其中过氧化氢浓度为0.5wt％，维生素C浓度为0.25wt％，甘氨酸浓度为0.2wt％，降解温度为55℃，降解时间为36h，测定岩藻多糖海带提取物分子量变化情况。将所得降解液8000rpm离心15min，弃去沉淀，上清液用旋转蒸发仪在55℃进行浓缩，真空冷冻干燥得到岩藻低聚糖海带提取物。岩藻多糖海带提取物分子量变化情况如图5所示，1000～5000Da的产物组分含量为81.37％。
实施例6
向实施例1料液比为1:10(g/mL)，温度为130℃，压力为0.3Mpa，提取时间为30min所得的岩藻多糖海带提取物中加入过氧化氢-维生素C-甘氨酸复合液用于降解岩藻多糖，其中过氧化氢浓度为0.5wt％，维生素C浓度为0.25wt％，甘氨酸浓度为0.2wt％，降解温度为65℃，降解时间为24h，测定岩藻多糖海带提取物分子量变化情况。将所得降解液8000rpm离心15min，弃去沉淀，上清液用旋转蒸发仪在55℃进行浓缩，真空冷冻干燥得到岩藻低聚糖海带提取物。岩藻多糖海带提取物分子量变化情况如图6所示，1000～5000Da的产物组分含量为85.08％。
实施例7
向实施例1料液比为1:10(g/mL)，温度为130℃，压力为0.3Mpa，提取时间为30min所得的岩藻多糖海带提取物中加入过氧化氢-维生素C-甘氨酸复合液用于降解岩藻多糖，其中过氧化氢浓度为0.5wt％，维生素C浓度为0.25wt％，甘氨酸浓度为0.2wt％，降解温度为75℃，降解时间为12h，测定岩藻多糖海带提取物分子量变化情况。将所得降解液8000rpm离心15min，弃去沉淀，上清液用旋转蒸发仪在55℃进行浓缩，真空冷冻干燥得到岩藻低聚糖海带提取物。岩藻多糖海带提取物分子量变化情况如图7所示，1000～5000Da的产物组分含量为84.11％。
实施例8
向实施例1料液比为1:10(g/mL)，温度为130℃，压力为0.3Mpa，提取时间为30min所得的岩藻多糖海带提取物中加入过氧化氢-维生素C-甘氨酸复合液用于降解岩藻多糖，其中过氧化氢浓度为1wt％，维生素C浓度为0.5wt％，甘氨酸浓度为0.3wt％，降解温度为55℃，降解时间为36h，测定岩藻多糖海带提取物分子量变化情况。将所得降解液8000rpm离心15min，弃去沉淀，上清液用旋转蒸发仪在55℃进行浓缩，真空冷冻干燥得到岩藻低聚糖海带提取物。岩藻多糖海带提取物分子量变化情况如图8所示，1000～5000Da的产物组分含量为80.37％。
实施例9
向实施例1料液比为1:10(g/mL)，温度为130℃，压力为0.3Mpa，提取时间为30min所得的岩藻多糖海带提取物中加入过氧化氢-维生素C-甘氨酸复合液用于降解岩藻多糖，其中过氧化氢浓度为1wt％，维生素C浓度为0.5wt％，甘氨酸浓度为0.3wt％，降解温度为65℃，降解时间为24h，测定岩藻多糖海带提取物分子量变化情况。将所得降解液8000rpm离心15min，弃去沉淀，上清液用旋转蒸发仪在55℃进行浓缩，真空冷冻干燥得到岩藻低聚糖海带提取物。岩藻多糖海带提取物分子量变化情况如图9所示，1000～5000Da的产物组分含量为83.44％。
实施例10
向实施例1料液比为1:10(g/mL)，温度为130℃，压力为0.3Mpa，提取时间为30min所得的岩藻多糖海带提取物中加入过氧化氢-维生素C-甘氨酸复合液用于降解岩藻多糖，其中过氧化氢浓度为1wt％，维生素C浓度为0.5wt％，甘氨酸浓度为0.3wt％，降解温度为75℃，降解时间为12h，测定岩藻多糖海带提取物分子量变化情况。将所得降解液8000rpm离心15min，弃去沉淀，上清液用旋转蒸发仪在55℃进行浓缩，真空冷冻干燥得到岩藻低聚糖海带提取物。岩藻多糖海带提取物分子量变化情况如图10所示，1000～5000Da的产物组分含量为80.74％。
测定实施例1所得海带提取物、岩藻多糖海带提取物及实施例2、3、4、5、6、7、8、9和10所得岩藻低聚糖海带提取物的单糖组成，具体方法为：将上述样品冻干后，各称取8.0mg加入2mL 2mol/L三氟乙酸溶液，充氮封管，105℃酸解4h。冷却至室温，50℃旋转蒸发，尽量挥干试剂，加入3～4mL甲醇，50℃旋转蒸去甲醇，以6mol/L NaOH溶液调至中性，定容至0.5mL准备衍生。取定容的样品450μL与50μL乳糖内标混合均匀得到内标样品，从内标样品中吸取100μL加入试管中，加入200μL PMP衍生试剂和210μL 0.3mol/L NaOH，70℃反应60min(期间注意避光)取出冷却，用210μL 0.3mol/L HCl中和，加入1mL二氯甲烷萃取，充分震荡，小心吸弃下层，重复七次，过有机相的膜，取上层水相20μL进行高效液相分析。结果如表2所示，实施例1所得海带提取液中古罗糖醛酸摩尔占比为26.49mol％，甘露糖醛酸摩尔占比为36.32mol％，葡萄糖醛酸摩尔占比为7.98mol％，岩藻糖摩尔占比为12.62mol％，半乳糖摩尔占比为5.84mol％，甘露糖摩尔占比为5.68mol％，葡萄糖摩尔占比为5.07mol％；实施例1所得岩藻多糖海带提取物中古罗糖醛酸摩尔占比为2.24mol％，甘露糖醛酸摩尔占比为4.57mol％，葡萄糖醛酸摩尔占比为9.14mol％，岩藻糖摩尔占比为57.14mol％，半乳糖摩尔占比为9.37mol％，甘露糖摩尔占比为9.01mol％，葡萄糖摩尔占比为8.53mol％；实施例2、3、4、5、6、7、8、9和10所得岩藻低聚糖中古罗糖醛酸摩尔占比为0.94～1.89mol％，甘露糖醛酸摩尔占比为1.27～3.14mol％，葡萄糖醛酸摩尔占比为4.99～9.46mol％，岩藻糖摩尔占比为60.14～70.11mol％，半乳糖摩尔占比为7.86～9.88mol％，甘露糖摩尔占比为5.21～8.5mol％，葡萄糖摩尔占比为7.78～9.47mol％。
单糖组成测定液相操作条件如下：
液相仪器：安捷伦1260高效液相色谱仪；紫外检测器
液相柱型号：Agilent Eclipse XDB-C18
液相条件：0.05mol/L KH2PO4(pH 6.7):CH3CN＝83:17(V:V)为流动相；柱温为30℃；流速为1mL/min；进样量为10μL；检测波长245nm。
表2实施例1～10所得海带提取液、岩藻多糖海带提取物和岩藻低聚糖海带提取物的单糖组成
对比例1
向实施例1料液比为1:10(g/mL)，温度为130℃，压力为0.3Mpa，提取时间为30min所得的岩藻多糖海带提取物中加入0.1wt％过氧化氢用于降解岩藻多糖，降解温度为75℃，降解时间为36h，测定岩藻多糖海带提取物分子量变化情况。将所得降解液8000rpm离心15min，弃去沉淀，上清液用旋转蒸发仪在55℃进行浓缩，真空冷冻干燥得到岩藻低聚糖海带提取物。岩藻多糖海带提取物分子量变化情况如图11所示，未产生分子量为1000～5000Da的产物。
对比例2
向实施例1料液比为1:10(g/mL)，温度为130℃，压力为0.3Mpa，提取时间为30min所得的岩藻多糖海带提取物中加入0.5wt％过氧化氢用于降解岩藻多糖，降解温度为75℃，降解时间为36h，测定岩藻多糖海带提取物分子量变化情况。将所得降解液8000rpm离心15min，弃去沉淀，上清液用旋转蒸发仪在55℃进行浓缩，真空冷冻干燥得到岩藻低聚糖海带提取物。岩藻多糖海带提取物分子量变化情况如图12所示，未产生分子量为1000～5000Da的产物。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种高含量岩藻低聚糖海带提取物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将新鲜的海带洗净晒干后粉碎成海带粉，加水配制成海带粉混合液，高温高压处理后获得海带提取物，加入氯化钙获得岩藻多糖海带提取物，经过复合液降解获得降解液，离心分离上清液和沉淀，上清液通过浓缩冻干，得到分子量为1000~5000 Da的组分含量为80~85%的岩藻低聚糖海带提取物；
所述复合液为过氧化氢-维生素C-甘氨酸复合液，其中，过氧化氢浓度为0.1wt%~1wt%，维生素C浓度为0.15wt%~0.5wt%，甘氨酸浓度为0.1wt%~0.3wt%；
降解温度为55~75 ℃，降解时间为12~36 h；
所述海带粉与水的料液比为1: 10~20；
所述高温高压处理过程中：压力为0.1～0.3 MPa，温度为120～140 ℃，时间为10~30min；
氯化钙浓度为2~5 g/L。
2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，加入氯化钙之后，经过搅拌获得岩藻多糖海带提取物，搅拌转速为130~150 rpm。
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