一種超高粘度褐藻膠的生產工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種褐藻膠的生產工藝，具體是一種超高粘度褐藻膠的生產工藝。
【背景技術】
[0002]褐藻膠是從褐藻中提取的天然多糖類物質，是由甘露糖醛酸和古洛糖醛酸經過1，4糖苷鍵連接而形成的共聚物。褐藻膠具有良好的增稠性、成膜性、凝膠性及成絲性等，這些特點使其在食品、日化化工、醫藥等領域中廣泛應用。同時褐藻膠是一種安全的食品添加齊U，在美國被譽為“奇妙的食品添加劑”，在日本被譽為“長壽食品”。
[0003]褐藻膠在二十世紀八十年代作為天然的食用膠體起增稠、乳化作用，在食品各行業中廣泛使用。迄今用于食品上的增稠劑、乳化劑有40多種，其中膠體類常用的還有黃原膠、瓜爾豆膠、卡拉膠、瓊膠等。黃原膠是經由野油菜黃單孢菌發酵產生多糖類物質，具有酸堿穩定性好、熱穩定性好、粘度高等優點，其1%膠液的粘度可達10000-30000mPa.s，但黃原膠的流動性差，這限制了它的應用前景和領域。瓜爾豆膠由豆科植物瓜爾豆(Cyamposistetragonolobus)的種子去皮去胚芽后的胚乳部分，干燥粉碎后加水，進行加壓水解后用20%的乙醇沉淀，離心分離后干燥粉碎制的。瓜爾豆膠對酸、堿、熱的穩定性也很好，但瓜爾豆膠的價格不穩定，特別易受原料瓜爾豆的影響；而且近幾年，由于石油開采使用瓜爾豆膠，使其價格瘋漲數倍，應用客戶已經無法承受，紛紛開始尋找替代瓜爾豆膠。卡拉膠、瓊膠同褐藻膠類似都是從海藻中提取的天然膠體，但卡拉膠、瓊膠的熱穩定性差，屬于熱可逆凝膠，這大大限制了它們在食品中的應用。比較上述常用的膠體，我們發現褐藻膠有其無法替代的優點，即流動性好、熱不可逆；但我們也清晰的認識到褐藻膠的不足——粘度低，因此要想提高褐藻膠的競爭力、擴大它的應用領域，我們必須想辦法提高褐藻膠的粘度。
[0004]自上世紀七八十年代以來，褐藻膠的傳統提取工藝沒有實現根本性變革，工藝步驟繁雜，提取的褐藻膠粘度普遍較低，冬季制得的褐藻膠的最高粘度在2000mPa.s，夏季在1500mPa.s左右，這嚴重影響了褐藻膠的競爭優勢和應用前景。
[0005]為了提高褐藻膠的粘度，國內外學者進行了大量的試驗研究。專利CN101942121A一種提高海藻酸鈉粘度和穩定性的方法，其工藝基本為將PEG600溶液加入到活化海藻酸鈉溶液中，進行反應，反應結束后采用膜進行超濾、濃縮，最后再將溶液冷凍干燥，制的粘度較高、穩定性好的海藻酸鈉。其中PEG600是一種很好的粘結劑。該方法，借助于PEG600的粘結作用，提高海藻酸鈉的粘度，但PEG600的引入不能根本去除，使得產品不純，此外該方法采用膜進行超濾，與實際生產相比，膜的引入會增加生產成本，不適宜進行規模化工業生產。
[0006]專利CN101423564A —種用于快速制備水凝膠的海藻酸鹽的制備方法，其工藝為將可溶性的二價鹽溶液，加入到海藻酸鹽溶液中，脫水、干燥、粉碎。專利CN101756083A利用褐藻酸鈉與葡萄糖內酯、食用鈣制備果凍。其基本方法是將食品鈣、葡萄糖內酯加入到已溶解、脫泡的海藻酸鈉溶液中，這是制備褐藻膠凝膠常用的一種方法，以上方法的原料都是海藻酸鈉和二價離子化合物，加工工藝是向海藻酸鈉溶液中，添加二價離子，形成凝膠。采用上述方法制備凝膠時，二價離子的加入量和加入時間都要進行嚴格限制，否則會造成局部反應，達不到應有的凝膠效果。
[0007]專利CN102492053A —種高粘度褐藻膠的制備方法，其工藝為褐藻消化制備海藻酸，將制得的海藻酸和0.5%-3%的碳酸鈣加入到中和反應器中，固相中和反應10-20min，目的是先使海藻酸少量轉化成海藻酸鈣，反應后的褐藻酸加堿中和至完全轉化成褐藻膠。此方法采用固相轉化，引入外源性物質碳酸鈣，先與海藻酸反應生成少量的海藻酸鈣再進行中和完全。上述技術生產的褐藻膠粘度也只有2500-4000mPa.s之間，并且生產出的產品雜質含量、細菌數量較高，不符合食品級高端客戶對產品的要求。
【發明內容】
[0008]本發明針對現有技術生產高粘度褐藻膠的現狀，提供了一種超高粘度褐藻膠的生產工藝，可使褐藻膠的粘度提高到5000-100000mPa*s。超高粘度褐藻膠的研發成功不僅可以提高褐藻膠在增稠劑市場中的競爭力，彌補現有褐藻膠粘度低的問題，而且它還是天然的保健品。超高粘度褐藻膠含有一種食品纖維，對預防結腸癌、心血管病、肥胖及鉛、鎘等在人體內的積累有輔助療效作用。
[0009]本發明是對褐藻膠生產工藝的高值化開發和利用，通過簡化褐藻膠的生產工藝制備所需的海藻酸鈣，再將一定配比的海藻酸鈣和海藻酸在堿介質中進行中和反應，生成超高粘度的褐藻膠。根據中和反應不同，可分為固相中和和液相中和反應，前者以碳酸鈉為堿介質進行反應，后者以氫氧化鈉溶液為堿介質進行反應。此方法固相中和制得的褐藻膠具有超聞的粘度，符合現有的固相聞粘度廣品品質要求；液相中和由于添加了酒精，使得終端高粘度褐藻膠產品色澤更白、雜質含量低、微生物含量低、品質更高、產品更穩定。
[0010]為了實現上述發明目的，本發明采用下述技術方案予以實現:
[0011]一種超高粘度褐藻膠的生產工藝，所述方法包括以下步驟:
[0012](I)簡化海藻酸的生產工藝制備所需的海藻酸鈣，即原料一浸泡一切碎一水洗一固色一純堿消化一粗濾一發泡一漂浮一過濾一稀釋一鈣化一離心、脫水一粉碎一海藻酸鈣；
[0013](2)制備所需的海藻酸；
[0014](3)將一定比例的海藻酸鈣和海藻酸加入到反應罐中分別進行固相和液相中和反應；
[0015](4)其中海藻酸鈣:海藻酸=25-50:50_75，海藻酸鈣含量< 25%時，褐藻膠粘度較低；海藻鈣含量> 50%時，制得的成品性質偏向于海藻酸鈣，溶解性很差，粘度很低；
[0016](5)固相反應時，加入固體純堿碳酸鈉中和至完全轉化成褐藻膠；
[0017](6)液相反應時，加入酒精、氫氧化鈉溶液中和至完全轉化成褐藻膠；
[0018](7)采用高效沸騰爐干燥技術烘干制得超高粘度褐藻膠。
[0019]對技術方案進一步改進:所述步驟(I)中原料為干或鮮的海帶、巨藻、F藻、馬尾藻、裙帶菜等褐藻。
[0020]對技術方案進一步改進:所述步驟(I)中海藻酸鈣的CaO含量> 12%，灰分含量在18%-27%。
[0021]對技術方案進一步改進:所述步驟(2)中海藻酸的生產工藝為:原料一浸泡一切碎一水洗一固色一純堿消化一粗濾一發泡一漂浮一過濾一稀釋一鈣化一脫鈣一壓榨脫水一粉碎一海藻酸；
[0022]對技術方案進一步改進:所述步驟(6)中，中和用酒的酒精度為60-85°，中和用堿氫氧化鈉的波美度為20-30Be° ；
[0023]對技術方案進一步改進:所述步驟(7)中，高效沸騰爐烘干時，進風的溫度100-130。。，出風溫度 30-70 0C，氣壓 0.2-0.5Mpa。
[0024]對技術方案進一步改進:所述步驟(7)中超高粘度褐藻膠具有強的保水性、乳化性、增稠性，應用于日化行業。
[0025]與現有技術相比，本發明的優點和積極效果是:
[0026]1、本發明專利采用簡化海藻酸的生產工藝制備所需的海藻酸鈣，是對現有技術的創新和綜合、高值化利用。
[0027]2、本發明無需購買外源輔助鈣化學試劑，避免外源雜質的引入，節約了成本，使產品更純。
[0028]3、經過本研究表明，加入本技術生產的海藻酸鈣，可使得最終產品的粘度更易于控制，并且終產品的粘度穩定性更優于其他鈣鹽所制得的終產品。
[0029]4、本發明中和反應包括固相和液相兩種方式，其中液相中和時酒精具有提取色素、殺菌、去雜質等作用，可以制備聞品質聞粘度揭操月父。
[0030]5、本發明中液相中和時，酒精的使用可以使所得高粘度褐藻膠體積膨脹，易于后續粉碎。
[0031]6、本發明采用高效沸騰爐烘干技術，與傳統烘干技術相比，烘干效率更高，產品質量更好。
[0032]7、本發明工藝簡單，采用本發明所述方法在現有的生產條件下即可完成，不需增加額外設備。
[0033]8、本發明可使褐藻