CN103665183A - 一种超低黏度褐藻酸钠的生产方法 - Google Patents

一种超低黏度褐藻酸钠的生产方法 Download PDF

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任宪君
张秋艳
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Abstract

本发明公开了一种超低黏度褐藻酸钠的生产方法，海带经浸泡匀浆后，加入纤维素酶、蛋白酶和果胶酶进行酶解，滤去酶解液得到海带渣；向海带渣中加入稀碱进行消化处理，消化液经稀释、过滤，获得的褐藻胶液加入H2O2氧化脱色，再过滤；向褐藻胶清液中加入氯化钙溶液，使褐藻酸钠转化为褐藻酸钙纤维沉淀出来；褐藻酸钙经脱水、洗涤后，加入HCl溶液使其中的褐藻酸钙转化为褐藻酸，然后加入NaOH，使其转化为褐藻酸钠溶液；加入乙醇使褐藻酸钠沉淀出来，50～60℃烘干，获得褐藻酸钠产品，其黏度在10～50mpa.s。本发明工序简单、耗水少、降解速度快，无需高温、高压等苛刻条件。

Description

一种超低黏度褐藻酸钠的生产方法
技术领域
本发明涉及一种超低黏度褐藻酸钠的生产方法，属于海洋资源深加工领域。
背景技术
褐藻酸钠作为一种天然高分子物质以其良好的生物降解性和生物相容性，以及良好的增稠性、成膜性、稳定性、絮凝性和螯合性而被广泛应用于化学、生物、医药、食品等领域。我国的褐藻酸钠的产量占世界总产量的40%，居世界首位。
超低粘度褐藻胶一般是指粘度在1～100 mpa.s的一类产品。近几年来，在我国面食、仿生食品、医药、饮料等方面用低粘度的海藻酸钠作为黏结剂、增稠剂、乳化剂、稳定剂等已获显著成果；由于印染、造纸、食品等工业不断采用新技术和新设备，增加了花色和品种，因此对褐藻胶的粘度要求再不是愈高愈好了。相反，超低粘度褐藻胶则日益活跃于世界市场，成为在真丝、棉、涤纶等天然和合成纤纤维的应用越来越广。超低粘度、低粘度褐藻胶在世界藻胶中占有重要地位，需求量占总需量的30～40％，在德国、美国、日本、韩国和国内市场都很大，但由于国内以往无法生产，多年来处于空白地位。
目前低黏度的褐藻酸钠生产普遍采用的方式是稀酸水解，但该方法降解速度慢，且需要高温、高压，操作复杂，同时后处理耗水量大，造成大量污水排放。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种工序简单、耗水少、降解速度快，无需高温、高压等苛刻条件的超低黏度褐藻酸钠的生产方法。
为达到上述目的，本发明采用以下步骤：一种超低黏度褐藻酸钠的生产方法，其具体步骤如下：
一、海带预处理：将干海带剪碎，然后加入干海带重量8～10倍的水，于40～70℃水浴浸泡2～5 h，使海带充分吸水展开，然后将浸泡后的海带用匀浆机匀浆；
二、酶解：将步骤一得到的海带匀浆用稀盐酸调节pH至2～6，加入0.1～1%的纤维素酶，置于50～55℃水浴中反应2～10 h；然后调节pH为6～9，加入0.01～0.5%的蛋白酶和0.01～0.2%的果胶酶，于50～55℃的水浴中酶解1～5 h；酶解结束后，升温到90℃进行灭酶活处理；
三、褐藻酸钠的提取：向酶处理后的海带渣中加入8～10倍重量的Na2CO3溶液，于50～60℃的水浴中消化0.5～3 h；消化结束后，加入2～6倍的纯化水进行稀释，过滤，得到褐藻酸钠溶液，然后对该溶液进行脱色处理，过滤得到褐藻酸钠清液；
四、褐藻酸钠的分离：向步骤三中得到的褐藻酸钠清液中缓慢加入0.7～1%海带重量的10%氯化钙溶液，使海藻酸钠转换为海藻酸钙纤维沉淀；滤出海藻酸钙，经挤干，加入6～10 mol/L的HCl溶液，调节pH为2～3，搅拌0.5～2 h，再加入2～5倍体积的纯化水，用10%的NaOH调节pH为7～9，使其中的海藻酸钙纤维转化为海藻酸钠溶液；向该海藻酸钠溶液中加入2～3倍体积的95%乙醇，静置0.5 h，使褐藻酸钠完全沉淀，离心，获得褐藻酸钠固体；褐藻酸钠固体重新加入乙醇使其充分脱水，于50～60℃烘干，得到褐藻酸钠产品的黏度在10～50 mpa.s。
进一步的，所述步骤一中，海带剪碎至1～3 cm。
进一步的，所述步骤三中加入Na2CO3溶液的浓度为0.5～1.5%；消化结束后，纯化水稀释并通过400目的绢网过滤，获得褐藻酸钠溶液。
进一步的，所述步骤三中脱色处理指的是：用浓度为0.5～3%的H2O2，在45～55℃条件下，脱色0.5～2 h；然后升温到90～95℃除去残留的H2O2，过滤得到褐藻酸钠清液。
进一步的，所述步骤四中褐藻酸钠固体重新加入95%乙醇脱水处理1～2 h，然后置于烘箱中50～60℃烘干，得到褐藻酸钠产品。
本发明有益效果在于：与现有技术相比，本发明工序简单、耗水少、降解速度快，无需高温、高压等苛刻条件。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。
实施例1
一种超低黏度褐藻酸钠的生产方法，其具体步骤如下：
一、海带预处理：将干海带剪碎至1 cm，然后加入干海带重量8倍的水，于40℃水浴浸泡2 h，使海带充分吸水展开，然后将浸泡后的海带用匀浆机匀浆；
二、酶解：将步骤一得到的海带匀浆用稀盐酸调节pH至2，加入0.1%的纤维素酶，置于50℃水浴中反应2 h；然后调节pH为6，加入0.01%的蛋白酶和0.01%的果胶酶，于50℃的水浴中酶解1 h；酶解结束后，升温到90℃进行灭酶活处理；
三、褐藻酸钠的提取：向酶处理后的海带渣中加入8倍重量的0.5% Na2CO3溶液，于50℃的水浴中消化0.5 h；消化结束后，加入2倍的纯化水进行稀释，通过400目的绢网过滤，得到褐藻酸钠溶液，然后对该溶液进行脱色处理，过滤得到褐藻酸钠清液；所述步骤三中脱色处理指的是：用浓度为0.5%的H2O2，在45℃条件下，脱色0.5 h；然后升温到90℃除去残留的H2O2，过滤得到褐藻酸钠清液。
四、褐藻酸钠的分离：向步骤三中得到的褐藻酸钠清液中缓慢加入0.7%海带重量的10%氯化钙溶液，使海藻酸钠转换为海藻酸钙纤维沉淀；滤出海藻酸钙，经挤干，加入6 mol/L的HCl溶液，调节pH为2，搅拌0.5 h，再加入2倍体积的纯化水，用10%的NaOH调节pH为7，使其中的海藻酸钙纤维转化为海藻酸钠溶液；向该海藻酸钠溶液中加入2倍体积的95%乙醇，静置0.5 h，使褐藻酸钠完全沉淀，离心，获得褐藻酸钠固体；褐藻酸钠固体重新加入95%乙醇脱水处理1 h，然后置于烘箱中50℃烘干，得到褐藻酸钠产品的黏度在10 mpa.s。
实施例2
一种超低黏度褐藻酸钠的生产方法，其具体步骤如下：
一、海带预处理：将干海带剪碎至3 cm，然后加入干海带重量10倍的水，于70℃水浴浸泡5 h，使海带充分吸水展开，然后将浸泡后的海带用匀浆机匀浆；
二、酶解：将步骤一得到的海带匀浆用稀盐酸调节pH至6，加入1%的纤维素酶，置于55℃水浴中反应10 h；然后调节pH为9，加入0.5%的蛋白酶和0.2%的果胶酶，于55℃的水浴中酶解5 h；酶解结束后，升温到90℃进行灭酶活处理；
三、褐藻酸钠的提取：向酶处理后的海带渣中加入10倍重量的1.5% Na2CO3溶液，于60℃的水浴中消化3 h；消化结束后，加入6倍的纯化水进行稀释，通过400目的绢网过滤，得到褐藻酸钠溶液，然后对该溶液进行脱色处理，过滤得到褐藻酸钠清液；所述步骤三中脱色处理指的是：用浓度为3%的H2O2，在55℃条件下，脱色2 h；然后升温到95℃除去残留的H2O2，过滤得到褐藻酸钠清液。
四、褐藻酸钠的分离：向步骤三中得到的褐藻酸钠清液中缓慢加入1%海带重量的10%氯化钙溶液，使海藻酸钠转换为海藻酸钙纤维沉淀；滤出海藻酸钙，经挤干，加入10 mol/L的HCl溶液，调节pH为3，搅拌2 h，再加入5倍体积的纯化水，用10%的NaOH调节pH为9，使其中的海藻酸钙纤维转化为海藻酸钠溶液；向该海藻酸钠溶液中加入3倍体积的95%乙醇，静置0.5 h，使褐藻酸钠完全沉淀，离心，获得褐藻酸钠固体；褐藻酸钠固体重新加入95%乙醇脱水处理2 h，然后置于烘箱中60℃烘干，得到褐藻酸钠产品的黏度在50 mpas.s。
实施例3
干海带50 g，剪碎，加入400 mL水，于60℃水浴浸泡4 h，然后将浸泡后的海带打成匀浆；海带匀浆用稀盐酸调节pH为4.0，加入200 mg的纤维素酶，置于50℃水浴中反应5 h；然后调节pH为8，加入100 mg蛋白酶和25 mg果胶酶，于50℃的水浴中酶解2 h；酶解结束后，升温到90℃进行灭酶活处理，过滤分离滤液和滤渣，滤渣用两倍体积的水清洗两遍；向滤渣中加入1% Na2CO3溶液450 mL，于60℃的水浴中消化3 h；消化结束后，加入2倍的纯化水进行稀释，过滤，得到褐藻酸钠溶液，然后用1%双氧水50℃下漂白1 h；向漂白后的褐藻酸钠清液中缓慢加入10%氯化钙溶液50 mL，此时海藻酸钠转换为海藻酸钙纤维沉淀出来，滤出海藻酸钙，挤干后，加入250 mL水，用HCl溶液调pH为3，搅拌反应2 h，此时褐藻酸钙转化为褐藻酸，再用NaOH溶液调节pH为9，使其中的褐藻酸转化为褐藻酸钠溶液；向该海藻酸钠溶液中加入2倍体积的95%乙醇，静置0.5 h，使褐藻酸钠完全沉淀出来，离心，获得褐藻酸钠固体；褐藻酸钠固体重新加入乙醇使其充分脱水，固体于50℃烘干，得到褐藻酸钠产品。
本发明公开了一种以海带为原料酶法生产超低黏度褐藻酸钠的方法，海带经浸泡匀浆后，加入纤维素酶、蛋白酶和果胶酶进行酶解，滤去酶解液得到海带渣；向海带渣中加入稀碱进行消化处理，消化液经稀释、过滤，获得的褐藻胶液加入H2O2氧化脱色，再过滤；向褐藻胶清液中加入一定量的CaCl2溶液，使褐藻酸钠转化为褐藻酸钙纤维沉淀出来；褐藻酸钙经脱水、洗涤后，加入HCl溶液使其中的褐藻酸钙转化为褐藻酸胶，挤干除去其中的Ca2+，然后加入一定量的NaOH，使其转化为褐藻酸钠溶液；加入乙醇使褐藻酸钠沉淀出来，50～60℃真空烘干，获得褐藻酸钠产品，其黏度在10～50 mpa.s。本方法与传统的中高温、高压和酸化反应相比，减少了化学试剂的用量，并且操作温和，简单。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种超低黏度褐藻酸钠的生产方法，其特征在于，具体步骤如下：
一、海带预处理：将干海带剪碎，然后加入干海带重量8～10倍的水，于40～70℃水浴浸泡2～5 h，使海带充分吸水展开，然后将浸泡后的海带用匀浆机匀浆；
二、酶解：将步骤一得到的海带匀浆用稀盐酸调节pH至2～6，加入0.1～1%的纤维素酶，置于50～55℃水浴中反应2～10 h；然后调节pH为6～9，加入0.01～0.5%的蛋白酶和0.01～0.2%的果胶酶，于50～55℃的水浴中酶解1～5 h；酶解结束后，升温到90℃进行灭酶活处理；
三、褐藻酸钠的提取：向酶处理后的海带渣中加入8～10倍重量的Na2CO3溶液，于50～60℃的水浴中消化0.5～3 h；消化结束后，加入2～6倍的纯化水进行稀释，过滤，得到褐藻酸钠溶液，然后对该溶液进行脱色处理，过滤得到褐藻酸钠清液；
四、褐藻酸钠的分离：向步骤三中得到的褐藻酸钠清液中缓慢加入0.7～1%海带重量的10%氯化钙溶液，使海藻酸钠转换为海藻酸钙纤维沉淀；滤出海藻酸钙，经挤干，加入6～10 mol/L的HCl溶液，调节pH为2～3，搅拌0.5～2 h，再加入2～5倍体积的纯化水，用10%的NaOH调节pH为7～9，使其中的海藻酸钙纤维转化为海藻酸钠溶液；向该海藻酸钠溶液中加入2～3倍体积的95%乙醇，静置0.5 h，使褐藻酸钠完全沉淀，离心，获得褐藻酸钠固体；褐藻酸钠固体重新加入乙醇使其充分脱水，于50～60℃烘干，得到褐藻酸钠产品的黏度在10～50 mpa.s。
2.根据权利要求1所述的超低黏度褐藻酸钠的生产方法，其特征在于：所述步骤一中，海带剪碎至1～3 cm。
3.根据权利要求1所述的超低黏度褐藻酸钠的生产方法，其特征在于：所述步骤三中加入Na2CO3溶液的浓度为0.5～1.5%；消化结束后，纯化水稀释并通过400目的绢网过滤，获得褐藻酸钠溶液。
4.根据权利要求1所述的超低黏度褐藻酸钠的生产方法，其特征在于：所述步骤三中脱色处理指的是：用浓度为0.5～3%的H2O2，在45～55℃条件下，脱色0.5～2 h；然后升温到90～95℃除去残留的H2O2，过滤得到褐藻酸钠清液。
5.根据权利要求1所述的超低黏度褐藻酸钠的生产方法，其特征在于：所述步骤四中褐藻酸钠固体重新加入95%乙醇脱水处理1～2 h，然后置于烘箱中50～60℃烘干，得到褐藻酸钠产品。
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