CN102153669A - 一种低分子褐藻葡聚糖的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种低分子褐藻葡聚糖的制备方法。通过碱金属碳酸盐溶液将海藻组织和细胞解体，并用酸调节适当pH值，提取出其中的褐藻酸、褐藻多糖和褐藻淀粉，再将此淀粉用过氧化氢降解，使其成为平均分子量在800-1000道尔顿的褐藻葡聚糖。据报道，这种低分子量褐藻葡聚糖可增强人体的免疫力及植物的抗逆性。

Description

一种低分子褐藻葡聚糖的制备方法

技术领域

一种海藻提取物的制备方法。

技术背景

海藻是世界上最丰富的资源之一，特别是海带、裙带菜等大型褐藻，已成功地实现了人工养殖，产量大大增加，据估计世界上的海带产量超过20万吨。我国是世界褐藻养殖大国，估计年产量超过8万吨，目前我国的褐藻胶的生产规模很大，已在食品加工方面得到广泛应用，褐藻糖的生产起步较晚，但发展很快，已应用于保健食品或药品，褐藻淀粉则没有规模化生产和应用。据报道，海带和裙带菜中均含有褐藻淀粉，含量在1％左右，并且为β-1，3结构的葡萄糖构成，也含有少量的β-1，6结构和少量甘露糖。据报道，海藻淀粉与其它海藻多糖一样也具有一定的生理功能，如具有降低血脂和降低胆固醇的活性，低分子量的褐藻葡聚糖还可作为植物生长调节剂，增强植物的抗逆性。

发明内容

本发明目的在于发明并提供一种低分子量的褐藻葡聚糖的制备方法，以便更好地实现褐藻资源的综合利用。

为实现上述目的，褐藻低分子葡聚糖的制备工艺是：

1.浸提

取粉碎到0.1～5cm²的褐藻(海带、裙带菜或羊栖菜)，投入到溶有碱金属碳酸盐的水溶液中，60℃～90℃保温搅拌浸提2小时，使海藻组织和细胞解体，用酸中和到pH 2～5，再搅拌浸提1～4小时，离心或过滤除去固体渣子，得到海藻浸提液。

2.超滤浓缩

浸提液经截留分子量为3000道尔顿的超滤膜或中空纤维超滤柱超滤除盐并浓缩到浸提液体积的1/10～1/40，即为浓缩液。

3.乙醇分级沉淀

在步骤2的浓缩液中加入乙醇，使乙醇浓度达到20％～35％(v/v)，这时褐藻酸被沉淀出来，离心分离出沉淀并脱水干燥，得褐藻酸；在离心液中继续加入乙醇，使乙醇浓度达到60％～70％(v/v)，这时褐藻胶及褐藻糖胶被沉淀出来，离心分离出沉淀并脱水干燥，得褐藻胶及褐藻多糖；然后再在离心液中加入乙醇，使乙醇浓度达到80％～85％(v/v)，此时褐藻淀粉被沉淀出来，经脱水干燥即得褐藻淀粉。

4.降解

将褐藻淀粉溶于水，加入适量过氧化氢，在一定温度下保温搅拌1～6小时，淀粉被降解，加入少许二氧化锰使过量的过氧化氢氧化分解出氧气，然后加入少量VC除掉残留的过氧化氢，在降解液中加入乙醇使葡聚糖沉出，经脱水干燥即得低分子量褐藻葡聚糖。

具体实施方式

实例1：

(1)制备褐藻淀粉

取100g粉碎到1～5cm²的海带，投入到2000mL溶有30g碳酸钠的溶液中，80℃保温搅拌0.5小时，使海带的组织和细胞解体，慢慢滴加盐酸中和到pH 4，再提取2小时；离心或过滤，弃去离心渣或滤渣(可用于生产海藻肥)，清液通过截留分子量为3000道尔顿的超滤膜或中空纤维超滤柱，浓缩到220mL，加入100mL无水乙醇，使海藻酸沉淀出来；然后在300mL离心液中加入250mL无水乙醇，使褐藻胶和褐藻糖胶沉淀出来，离心分离沉淀，并脱水干燥得褐藻胶及褐藻糖胶；然后在530mL离心液中继续加入无水乙醇，使乙醇浓度达到85％，离心分离沉淀，脱水干燥得褐藻淀粉0.8g。

(2)制备褐藻糖葡聚糖

将上述淀粉溶于100mL水中，加入30％过氧化氢溶液10mL，于60℃搅拌保温降解2小时，加入少许二氧化锰颗粒，使过氧化氢分解放出氧气，待无气泡冒出后加入0.05g Vc，除去残留的过氧化氢，完全停止降解反应，离心除去二氧化锰，得到95mL离心液，在其中加入无水乙醇538mL，使葡聚糖析出，离心脱水干燥，得到微黄色葡聚糖粉末0.7g，平均分子量为1000道尔顿。

实例2：

(1)制备褐藻淀粉

取粉碎到20目的裙带菜200g，投入到5000mL溶有50g碳酸钾的溶液中，于80℃搅拌提取0.5小时，用硫酸中和到pH 2，继续搅拌提取4小时，离心或过滤，弃去离心渣或滤渣(可用于生产海藻肥)，清液通过截留分子量为3000道尔顿的超滤膜或中空纤维超滤柱，浓缩到600mL，加入250mL无水乙醇，使海藻酸沉淀出来；然后在810mL离心液中加入620mL无水乙醇，使褐藻胶和褐藻糖胶沉淀出来，离心分离沉淀，并脱水干燥得褐藻胶及褐藻糖胶；然后在1400mL离心液中继续加入无水乙醇，使乙醇浓度达到80％，离心分离沉淀，脱水干燥得褐藻淀粉1.7g。

(2)制备褐藻糖葡聚糖

将上述淀粉溶于200mL水中，加入30％过氧化氢溶液15mL，于60℃搅拌保温降解2小时，加入少许二氧化锰颗粒，使过氧化氢分解放出氧气，待无气泡冒出后加入0.15g Vc，除去残留的过氧化氢，完全停止降解反应，离心除去二氧化锰，得到170mL离心液，在其中加入无水乙醇960mL，使葡聚糖析出，离心脱水干燥，得到微黄色葡聚糖粉末1.5g，平均分子量为800道尔顿。

Claims (7)

1.本发明是一种低分子量褐藻葡聚糖的制备方法，其特征在于用碱金属的碳酸盐(如碳酸钠或碳酸钾)水溶液使褐藻细胞(或组织)解体，释放出其中的化学成份，进一步用酸中和到pH 2～5，继续提取并用超滤除盐浓缩，乙醇分级沉淀，从而分离出褐藻淀粉，此淀粉再经降解制备出低分子量的褐藻葡聚糖。

2.根据权利要求1所述的低分子量褐藻葡聚糖的制备方法，所用褐藻可以是海带、裙带菜、羊栖菜等多种大型褐藻；所用的酸可以是盐酸、硫酸、硝酸、柠檬酸等；所用的碱金属碳酸盐可以是碳酸钠或碳酸钾等水溶性碳酸盐；所用碱金属溶液的浓度为0.1％～1％，最好是0.3％。

3.根据权利要求2所述的低分子量褐藻葡聚糖制备方法，所用碱溶液与褐藻的比例为10∶1～40∶1，并在80℃的条件下搅拌反应0.5小时，酸中和后再在相同条件下搅拌浸提1～4小时，从而制得褐藻浆。

4.根据权利要求3所述的褐藻浆，经离心或过滤除渣制成褐藻浸提液，离心可以采用3000转/分的转速，过滤则采用硅藻土过滤。除渣的清液经超滤膜或超滤柱浓缩并除盐，其特征在于超滤膜或超滤柱的截留分子量不大于3000道尔顿，并且浓缩倍数为原液的1/10～1/40。

5.根据权利要求1～4所述制备的除盐浓缩液，含有褐藻多糖和褐藻淀粉，要用乙醇分级沉淀，将多糖和淀粉分离。其特征在于采用三级沉淀，第一次沉淀为在浓缩液中加乙醇使乙醇含量达到20％～35％(v/v)，此时褐藻酸析出，第二次沉淀是在离心分离出褐藻酸的溶液中继续加入乙醇，使乙醇浓度达到60％～70％(v/v)，此时褐藻糖析出，第三次沉淀是在离心分离出褐藻糖溶液中继续加入乙醇，使乙醇浓度达到80％～85％(v/v)，此时褐藻淀粉析出。离心分离出褐藻淀粉，并脱水干燥，则制得褐藻淀粉。

6.根据权利要求5所制备的褐藻淀粉需要进一步降解，制备权利要求1所述的低分子量褐藻糖，其特征在于在褐藻淀粉的水溶液中加入过氧化氢溶液，在30℃～80℃下保温搅拌1～6小时，褐藻淀粉便降解为分子量在800～1000道尔顿的低分子褐藻葡聚糖，在80％～85％(v/v)乙醇浓度下此低分子量葡聚糖即析出，经脱水干燥便制得褐藻低聚糖粉末。

7.根据权利要求6所述淀粉的降解，其特征在于过氧化氢的加入量为淀粉的1％～5％，最好是3％，并在降解2小时后用少量二氧化锰和Vc终止降解并除去残留的过氧化氢。