專利名稱：一種從海帶中制備高粘度褐藻酸鈉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從海帶中制備高粘度褐藻酸鈉的方法，屬于海洋資源深加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
海藻酸鈉作為從褐藻類生物中提取的產(chǎn)品因其具有低熱無毒、易膨化、柔韌度高的特點(diǎn)，以及良好的增稠性、成膜性、穩(wěn)定性、絮凝性和螯合性。廣泛用于食品、紡織、醫(yī)藥、 高分子等領(lǐng)域，可用作食品添加劑，水果、肉類可食用保鮮膜，織物的著色劑，各種藥劑，高分子吸水材料等，具有廣泛的應(yīng)用前景。工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用甲醛溶液作為前處理劑，甲醛能固定蛋白質(zhì)，海帶中與蛋白質(zhì)結(jié)合的色素也被固定下來，因而在分離提取褐藻膠時色素溶出量大大減少，經(jīng)甲醛溶液處理所得的產(chǎn)品粘度、色澤較好。但是甲醛的殘留有潛在致癌作用，已經(jīng)被列入一類致癌物質(zhì)，在醫(yī)藥和食品工業(yè)中的應(yīng)用受到了限制?？紤]到戊二醛可與蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)且其殺菌作用是使細(xì)菌的細(xì)胞壁發(fā)生交聯(lián)皺縮引起，因而本發(fā)明用毒性很小的戊二醛代替甲醛，破壞海帶的細(xì)胞壁，固定蛋白質(zhì)。超聲波浸取法是一種物理強(qiáng)化提取技術(shù)。超聲波是彈性介質(zhì)中的一種機(jī)械波，利用超聲振動能量改變物質(zhì)的組織結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、功能或加速其改變過程。超聲波提取作為一種新型的提取技術(shù)，在天然產(chǎn)物提取方面得到廣泛的應(yīng)用，具有提取時間短、提取效率高、被提取活性物質(zhì)不被破壞等優(yōu)點(diǎn)。微波技術(shù)應(yīng)用于植物有效成分的提取，一方面微波的熱效應(yīng)能使得基質(zhì)材料內(nèi)部的水分升溫和汽化，迅速升溫導(dǎo)致基質(zhì)材料結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，材料變得疏松，減小了傳質(zhì)阻力；另一方面微波的非熱效應(yīng)能使得基質(zhì)材料中各組分之間的作用力減弱，解吸作用增強(qiáng)，溶解度提高，從而達(dá)到顯著提高提取效果的目的。大量研究表明，微波輔助提取大大縮短了提取時間，提取得率也顯著提高。超聲-微波協(xié)同萃取作為一種全新的分離技術(shù)(原理見附圖
)，結(jié)合了超聲、微波兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)生了更好的提取分離效果，采用超聲_微波協(xié)同處理海帶粉末，破壞海帶細(xì)胞結(jié)構(gòu)，促進(jìn)海帶中可溶性色素、無機(jī)鹽、糖類的溶出，使褐藻酸鈉提取時間縮短，提取率和純度大大提高。候振建等在馬尾藻海藻酸鈉漂白的研究中對NaCIO、ClO2、過氧乙酸、連二亞硫酸鈉的漂白效果進(jìn)行了比較，氧化劑在脫色的同時對褐藻酸鈉產(chǎn)生降解，使其粘度降低，分子量下降且氧化劑殘留會對產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。專利CN101717454A使用活性炭處理褐藻酸鈉，得到高純度的褐藻酸鈉。但活性碳的吸附作用不具有選擇性，在吸附色素的同時對多糖也產(chǎn)生較強(qiáng)的吸附，使多糖的損失率較高。大孔樹脂目前已廣泛用于植物多糖的脫色處理中。利用樹脂脫色是新發(fā)展的一種脫色方法，其脫色效果較好。樹脂也是一種具有吸附性質(zhì)的脫色劑，其內(nèi)部具有較高的孔隙率，表面積較大、交換速度較快、機(jī)械強(qiáng)度高、抗污染能力強(qiáng)、熱穩(wěn)定好，在水溶液和非水溶液中都能使用。吸附樹脂具有很好的吸附性能， 它理化性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于酸、堿及有機(jī)溶劑，對有機(jī)物選擇性較好，不受無機(jī)鹽類及強(qiáng)離子低分子化合物存在的影響，可以通過物理吸附從水溶液中有選擇地吸附有機(jī)物質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目 的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種從海帶中制備高粘度褐藻酸鈉的方法，產(chǎn)品的提取率高，避免了因氧化反應(yīng)導(dǎo)致的產(chǎn)品降解，使所得產(chǎn)品的粘度大大提尚。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種從海帶中制備高粘度褐藻酸鈉的方法，特征是， 包括以下工藝步驟
(1)將原料海帶洗凈曬干后，經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后過60 80目篩，得到海帶干粉；
(2)浸泡處理向海帶干粉中加入戊二醛水溶液，海帶干粉與戊二醛水溶液比為 Ig: 15 30ml，在室溫下浸泡10 20h ；所述戊二醛水溶液的質(zhì)量百分濃度為0. 25% 0. 75% ；
(3)超聲-微波協(xié)同處理將海帶粉末的戊二醛水溶液用60 100目絹布進(jìn)行過濾； 向過濾后的固體中加入蒸餾水，海帶干粉與蒸餾水的料液比為Ig: 15 30ml，在超聲、微波條件下進(jìn)行協(xié)同處理；所述超聲波功率為0. 05 1KW，微波功率為0. 1 2. 5KW，處理時間為 0. 5 30min ；
(4)消化反應(yīng)向經(jīng)步驟(3)處理后得到的濾渣中加入Na2CO3溶液，海帶干粉與Na2CO3 溶液的料液比為Ig: 15 20ml，在59 61°C的水浴條件下進(jìn)行消化反應(yīng)2. 5 3. 5h ；然后用30 100目的紗布進(jìn)行過濾，得到的濾液在4000 5000r/min的條件下離心5 20min， 得到褐藻酸鈉粗提液；所述Na2CO3溶液的質(zhì)量百分濃度為2 3% ；
(5)脫色反應(yīng)向褐藻酸鈉粗提液中加入大孔弱堿性苯乙烯型陰離子交換樹脂，所述大孔弱堿性苯乙烯型陰離子交換樹脂加入量與海帶干粉的比例為0. 2 0. 8ml: lg，脫色時間為10 50 min ；經(jīng)大孔弱堿性苯乙烯型陰離子交換樹脂脫色后褐藻酸鈉粗提液在-0. 02 -0. 08 MPa的條件下進(jìn)行減壓抽濾，得到脫色液；
(6)乙醇沉淀向步驟(5)得到的脫色液中加入1.5 2. 5倍體積的乙醇溶液，沉淀后得到的固體即為褐藻酸鈉；所述乙醇溶液的體積百分?jǐn)?shù)為80 95% ；
(7)真空干燥將步驟(6)沉淀得到的褐藻酸鈉固體于40 80°C真空干燥箱中烘干2 8h，粉碎后過80 120目篩，即得到所述的高粘度褐藻酸鈉；所述真空度為-0. 06 -0. 09 MPa0本發(fā)明的有益效果是使用具有交聯(lián)、固化蛋白質(zhì)、防腐、殺菌性等眾多的優(yōu)異特性的戊二醛代替甲醛作為固色交聯(lián)劑，生產(chǎn)高粘度，穩(wěn)定性較好的褐藻酸鈉產(chǎn)品。采用超聲-微波協(xié)同處理海帶粉末，使海帶的細(xì)胞結(jié)構(gòu)在消化反應(yīng)前被破壞，促使消化反應(yīng)充分進(jìn)行。用大孔樹脂進(jìn)行脫色，可避免因使用NaCIO，H2O2等氧化劑脫色導(dǎo)致的產(chǎn)品粘度下降問題，提高產(chǎn)品的粘度，且大孔樹脂可以重復(fù)利用。通過上述處理，使所得褐藻酸鈉產(chǎn)品的提取率大大提高，且產(chǎn)品的粘度、純度都較高，提高了產(chǎn)品的市場競爭力。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例一一種從海帶中制備高粘度褐藻酸鈉的方法，包括以下工藝步驟 (1)將原料海帶洗凈曬干后，經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后過60目篩，得到海帶干粉；(2)浸泡處理向IOg海帶干粉中加入200ml戊二醛水溶液，在室溫下浸泡14h；所述戊二醛水溶液的質(zhì)量百分濃度為0. 3% ；
(3)超聲-微波協(xié)同處理將海帶粉末的戊二醛水溶液用60目絹布進(jìn)行過濾；向過濾后的固體中加入150ml蒸餾水，在超聲、微波條件下進(jìn)行協(xié)同處理；所述超聲波功率為 0. 1KW，微波功率為0. 5KW，處理時間為IOmin ；
(4)消化反應(yīng)向經(jīng)步驟(3)處理后得到的濾渣中加入150ml的Na2CO3溶液，在60°C的水浴條件下進(jìn)行消化反應(yīng)3h ；然后用30目的紗布進(jìn)行過濾，得到的濾液在4000r/min的條件下離心lOmin，得到褐藻酸鈉粗提液；所述 Na2CO3溶液的質(zhì)量百分濃度為2% ；
(5)脫色反應(yīng)向褐藻酸鈉粗提液中加入5ml大孔弱堿性苯乙烯型陰離子交換樹脂，脫色時間為20 min ；經(jīng)樹脂脫色后褐藻酸鈉粗提液在-0. 02MPa的條件下進(jìn)行減壓抽濾，得到脫色液；所述的大孔弱堿性苯乙烯型陰離子交換樹脂可采用西安藍(lán)曉科技有限公司生產(chǎn)的 ADS-22大孔樹脂；
(6)乙醇沉淀向步驟(5)得到的脫色液中加入200ml的乙醇溶液，沉淀后得到的固體即為褐藻酸鈉；所述乙醇溶液的體積百分?jǐn)?shù)為80% ；
(7)真空干燥將步驟(6)沉淀得到的固體于40°C真空干燥箱中烘干8h，粉碎后過120 目篩，即得到所述的高粘度褐藻酸鈉；所述真空度為-0. 06MPao所述高粘度褐藻酸鈉的提取率為91. 6%，粘度為3840 mPa. S。實(shí)施例二 一種從海帶中制備高粘度褐藻酸鈉的方法，包括以下工藝步驟
(1)將原料海帶洗凈曬干后，經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后過80目篩，得到海帶干粉；
(2)浸泡處理向IOg海帶干粉中加入300ml戊二醛水溶液，在室溫下浸泡IOh；所述戊二醛水溶液的質(zhì)量百分濃度為0. 25% ；
(3)超聲-微波協(xié)同處理將海帶粉末的戊二醛水溶液用100目絹布進(jìn)行過濾；向過濾后的固體中加入300ml蒸餾水，在超聲、微波條件下進(jìn)行協(xié)同處理；所述超聲波功率為 0. 05KW，微波功率為0. 1KW，處理時間為30min ；
(4)消化反應(yīng)向經(jīng)步驟(3)處理后得到的濾渣中加入200ml的Na2CO3溶液，在59°C的水浴條件下進(jìn)行消化反應(yīng)3. 5h;然后用100目的紗布進(jìn)行過濾，得到的濾液在5000r/min 的條件下離心5min，得到褐藻酸鈉粗提液；所述Na2CO3溶液的質(zhì)量百分濃度為3% ；
(5)脫色反應(yīng)向褐藻酸鈉粗提液中加入2ml大孔弱堿性苯乙烯型陰離子交換樹脂，脫色時間為IOmin ；經(jīng)樹脂脫色后褐藻酸鈉粗提液在-0.08 MPa的條件下進(jìn)行減壓抽濾，得到脫色液；所述的大孔弱堿性苯乙烯型陰離子交換樹脂可采用西安藍(lán)曉科技有限公司生產(chǎn)的 ADS-8大孔樹脂；
(6)乙醇沉淀向步驟(5)得到的脫色液中加入150ml的乙醇溶液，沉淀后得到的固體即為褐藻酸鈉；所述乙醇溶液的體積百分?jǐn)?shù)為80% ；
(7)真空干燥將步驟(6)沉淀得到的固體于40°C真空干燥箱中烘干8h，粉碎后過80 目篩，即得到所述的高粘度褐藻酸鈉；所述真空度為-0.09 MPa0所述高粘度褐藻酸鈉的提取率為90. 4%，粘度為3950 mPa. S。實(shí)施例三一種從海帶中制備高粘度褐藻酸鈉的方法，特征是，包括以下工藝步驟
(1)將原料海帶洗凈曬干后，經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后過70目篩，得到海帶干粉；(2)浸泡處理向IOg海帶干粉中加入150ml戊二醛水溶液，在室溫下浸泡20h；所述戊二醛水溶液的質(zhì)量百分濃度為0. 75% ；
(3)超聲-微波協(xié)同處理將海帶粉末的戊二醛水溶液用80目絹布進(jìn)行過濾；向過濾后的固體中加入150ml蒸餾水，在超聲、微波條件下進(jìn)行協(xié)同處理；所述超聲波功率為1KW， 微波功率為2. 5KW，處理時間為0. 5min ；
(4)消化反應(yīng)向經(jīng)步驟(3)處理后得到的濾渣中加入180ml的Na2CO3溶液，在61°C的水浴條件下進(jìn)行消化反應(yīng)2. 5h ；然后用50目的紗布進(jìn)行過濾，得到的濾液在4500r/min的條件下離心20min，得到褐藻酸鈉粗提液；所述Na2CO3溶液的質(zhì)量百分濃度為2. 5% ；
(5)脫色反應(yīng)向褐藻酸鈉粗提液中加入8ml大孔弱堿性苯乙烯型陰離子交換樹脂，脫色時間為50 min ；經(jīng)樹脂脫色后褐藻酸鈉粗提液在-0. 05MPa的條件下進(jìn)行減壓抽濾，得到脫色液；所述的大孔弱堿性苯乙烯型陰離子交換樹脂可采用西安藍(lán)曉科技有限公司生產(chǎn)的 NAR-9大孔樹脂；
(6)乙醇沉淀向步驟(5)得到的脫色液中加入250ml的乙醇溶液，沉淀后得到的固體即為褐藻酸鈉；所述乙醇溶液的體積百分?jǐn)?shù)為95% ；
(7)真空干燥將步驟(6)沉淀得到的固體于80°C真空干燥箱中烘干2h，粉碎后過100 目篩，即得到所述的高粘度褐藻酸鈉；所述真空度為-0.08 MPa0所述高粘度褐藻酸鈉的提取率為90. 8%，粘度為3860 mPa. S。
權(quán)利要求
1. 一種從海帶中制備高粘度褐藻酸鈉的方法，其特征是，包括以下工藝步驟(1)將原料海帶洗凈曬干后，經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后過60 80目篩，得到海帶干粉；(2)浸泡處理向海帶干粉中加入戊二醛水溶液，海帶干粉與戊二醛水溶液比為 Ig: 15 30ml，在室溫下浸泡10 20h ；所述戊二醛水溶液的質(zhì)量百分濃度為0. 25% 0. 75% ；(3)超聲-微波協(xié)同處理將海帶粉末的戊二醛水溶液用60 100目絹布進(jìn)行過濾； 向過濾后的固體中加入蒸餾水，海帶干粉與蒸餾水的料液比為Ig: 15 30ml，在超聲、微波條件下進(jìn)行協(xié)同處理；所述超聲波功率為0. 05 1KW，微波功率為0. 1 2. 5KW，處理時間為 0. 5 30min ；(4)消化反應(yīng)向經(jīng)步驟(3)處理后得到的濾渣中加入Na2CO3溶液，海帶干粉與Na2CO3 溶液的比為Ig: 15 20ml，在59 61°C的水浴條件下進(jìn)行消化反應(yīng)2. 5 3. 5h ；然后用 30 100目的紗布進(jìn)行過濾，得到的濾液在4000 5000r/min的條件下離心5 20min， 得到褐藻酸鈉粗提液；所述Na2CO3溶液的質(zhì)量百分濃度為2 3% ；(5)脫色反應(yīng)向褐藻酸鈉粗提液中加入大孔弱堿性苯乙烯型陰離子交換樹脂，所述大孔弱堿性苯乙烯型陰離子交換樹脂加入量與海帶干粉的比例為0. 2 0. 8ml: lg，脫色時間為10 50 min ；經(jīng)大孔弱堿性苯乙烯型陰離子交換樹脂脫色后，褐藻酸鈉粗提液在-0. 02 -0. 08 MPa的條件下進(jìn)行減壓抽濾，得到脫色液；(6)乙醇沉淀向步驟(5)得到的脫色液中加入1.5 2. 5倍體積的乙醇溶液，沉淀后得到的固體即為褐藻酸鈉；所述乙醇溶液的體積百分?jǐn)?shù)為80 95% ；(7)真空干燥將步驟(6)沉淀得到的褐藻酸鈉固體于40 80°C真空干燥箱中烘干2 他，粉碎后過80 120目篩，即得到所述的高粘度褐藻酸鈉；所述真空度為-0. 06 -0. 09 MPa0
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從海帶中制備高粘度褐藻酸鈉的方法，包括以下工藝步驟(1)海帶洗凈曬干，粉碎后過篩，得到海帶干粉；(2)向海帶干粉中加入戊二醛水溶液；(3)海帶粉末的戊二醛水溶液進(jìn)行過濾；過濾后的固體中加入蒸餾水，進(jìn)行超聲-微波協(xié)同處理；(4)得到的濾渣中加入Na2CO3溶液，進(jìn)行消化反應(yīng)；過濾，濾液進(jìn)行離心，得到褐藻酸鈉粗提液；(5)褐藻酸鈉粗提液中加大孔弱堿性苯乙烯型陰離子交換樹脂；褐藻酸鈉粗提液進(jìn)行減壓抽濾，得到脫色液；(6)脫色液中加入乙醇溶液，沉淀得到固體；(7)沉淀后的固體烘干、粉碎，得到高粘度褐藻酸鈉。本發(fā)明使褐藻酸鈉產(chǎn)品的提取率大大提高，且產(chǎn)品的粘度、純度都較高，提高了產(chǎn)品的市場競爭力。
文檔編號C08B37/04GK102180990SQ20111009427
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月15日
發(fā)明者婁在祥, 王洪新, 田洪蕓, 馬朝陽 申請人:江南大學(xué)