一種巖藻多糖的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種巖藻多糖的制備方法，是以褐藻洗滌水為原料提取制得，步驟為：1）洗滌褐藻，在所述洗滌水中加堿，發泡漂浮堿練渣，收集上層漂浮堿練渣和部分清液；2）堿練渣液進行固液分離得到清液和堿煉固體渣；3）堿煉固體渣中加稀酸浸泡，離心取上清液；4）上清液進行酶解，滅酶得酶解液；5）酶解液進行減壓濃縮，進行醇沉處理，取沉淀；6）沉淀經脫色劑漂洗，干燥脫除脫色劑后，加水溶解，加活性炭，取上層濃縮液，精濾，干燥，制得巖藻多糖。本發明選擇藻酸鹽提取前處理過程中褐藻的洗滌水來提取巖藻多糖，不單獨占用褐藻資源，達到綜合利用褐藻資源的目的。
【專利說明】
一種巖藻多糖的制備方法
技術領域
[0001] 本發明屬于海藻化工技術領域，具體涉及一種褐藻綜合利用提取巖藻多糖的方 法。
【背景技術】
[0002] 巖藻多糖(fucoidan，FUC)是一類主要由巖藻糖及硫酸酯基團組成的多糖類物質， 廣泛存在于褐藻及一些海洋無脊椎動物(如海參、海膽等）內，具有多種生理活性，如抗凝血 與抗血栓、抗病毒、抗腫瘤、免疫調節、抗炎、降血脂、抗氧化、抗補體特性、胃保護作用等，近 年來，以藥品及保健食品開發為目的的FUC研究越來越多。
[0003] 富含巖藻多糖的褐藻有海蘊、海帶、昆布、裙帶菜等，巖藻多糖是藻體表面分泌的 一種黏滑物質，保持葉片濕潤并防止微生物入侵，起到第一道免疫屏障的作用。目前生產巖 藻多糖的原料主要是海帶等褐藻，但是褐藻類資源有限，不僅要提供越來越多的日常食用， 而且大量的褐藻進入藻酸鹽生產工業中，能夠滿足巖藻多糖生產的原料非常有限，且多數 褐藻中巖藻多糖含量只有1%左右，若只為生產巖藻多糖而利用褐藻，不僅造成褐藻資源的 大大浪費，直接導致產品成本昂貴，相關的應用研究不能深入，市場也難以開拓。
【發明內容】
[0004] 本發明提供了一種巖藻多糖的制備方法，選擇藻酸鹽提取前處理過程中褐藻的洗 滌水來提取巖藻多糖，不單獨占用褐藻資源，是一種能夠保證產量和質量的巖藻多糖的制 備方法，達到綜合利用褐藻資源的目的。
[0005] 為實現上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：
[0006] -種巖藻多糖的制備方法，是以褐藻洗滌水為原料提取制得，步驟為：
[0007] 1)洗滌褐藻，保留洗滌用水，在所述洗滌水中加堿，發泡漂浮堿練渣，靜置后經斜 板過濾器過濾，去除底部泥沙及中層清液，收集上層漂浮堿練渣和部分清液A用于生產巖藻 多糖；
[0008] 2)對上述漂浮堿練渣和部分清液A進行固液分離得到清液和堿煉固體渣B;
[0009] 3)向上述堿煉固體渣B中加稀酸浸泡，并不斷攪拌使巖藻多糖充分溶解在溶液中， 離心去除不溶性雜質，取上清液C;
[0010] 4)向上述上清液C中加入蛋白酶酶解，然后滅酶得酶解液D;
[0011] 5)將上述酶解液D進行減壓濃縮，加入無水乙醇進行醇沉處理，離心得沉淀和上清 液E，去除沉淀，在上清液E中加入無水乙醇，離心，留取沉淀F;
[0012] 6)上述沉淀F中加脫色劑漂洗，干燥脫除脫色劑后，加水溶解，加入活性炭，攪拌均 勻，靜置分層，取上層濃縮液，進行精濾，對精濾后的濾液除鹽，干燥，制得巖藻多糖。
[0013] 為了使藻體表面的巖藻多糖充分溶解在水中，提高產品收率，所述步驟1)中洗滌 褐藻米用褐藻質量8_10倍水洗滌，洗滌溫度為45_55°C，攪拌洗滌2_3h。
[0014] 為了將巖藻多糖在堿性條件下充分析出，所述步驟1)中在所述洗滌水中加堿調節 至PH=10-n，發泡漂浮堿練渣，靜置Hh。
[0015] 為了提高碘收率，所述步驟1)中經斜板過濾器過濾后得到的中層清液用于提碘； 所述步驟2)中清液用于提碘。
[0016] 綜合考慮需要離心的物料量，及物料的固形物含量，所述步驟2)中采用臥螺離心 機對堿練渣液進行固液分離;所述步驟3 )、5)離心方式為碟式離心。
[0017] 為了將巖藻多糖在酸性條件下充分溶解，所述步驟3)中堿煉固體渣中加1-3倍體 積水，并加入酸調節pH=4-4 · 5，浸泡3_5h。
[0018] 為了充分破壞巖藻多糖提取液中的腥味蛋白結構，消除腥味，減少因蛋白導致的 發泡現象，所述步驟4)中蛋白酶加入量為上清液C體積的0.1-0.5%，酶解溫度為45-55Γ， 酶解時間為1.5-2.5h，滅酶溫度為90 °C以上，滅酶時間為30-40min。
[0019] 為了完成巖藻多糖的乙醇分級分離，所述步驟5)中將酶解液D減壓濃縮至固含量 為15-25 %，加入無水乙醇至混合液中乙醇濃度為25-30 % ;離心后的上清液E中加入無水乙 醇至混合液中的乙醇濃度為65-70%。
[0020] 為了去除巖藻多糖提取液中的脂溶性色素，所述步驟6)脫色劑為三氯乙酸和/或 丙酮;所述烘干方式為鼓風干燥，溫度為60°C，烘干至含水量在15%以下。
[0021] 為了去除巖藻多糖提取液中的除脂溶性色素之外的色素，完成對不同種類色素的 有效去除，所述步驟6)中加入烘干后固體物G的4-6倍體積水，加入0.4-0.6 % (w/v)活性炭， 攪拌均勻，70-90°C靜置0.5-lh。
[0022] 與現有技術相比，本發明的優點和積極效果是:本發明以褐藻浸泡水堿練渣為原 料，選擇生長于近海水域褐藻，藻體分泌粘滑的巖藻多糖粘液附著在葉片上，巖藻多糖經過 一定的水洗條件充分溶解在水中，利用堿不溶的性質沉淀出堿練渣，既不浪費日顯匱乏的 褐藻資源，又能保證產量的穩定性。采用斜板沉降方式處理洗滌水，有效去除泥沙的同時， 將堿練渣液和提碘用清液分離，降低后續離心分離的負擔;堿性清液回收進行提碘，有效提 高碘收率；只有固體渣進入巖藻多糖生產工序，大大降低了酸化用酸量，降低離子含量，降 低后續脫鹽工序的負擔。
【具體實施方式】
[0023]下面結合【具體實施方式】對本發明的技術方案作進一步詳細的說明。本發明所提到 的比例、倍數、"份"，如果沒有特別的標記，均以重量為準。
[0024]本實施例提供的巖藻多糖的制備方法，是以褐藻洗滌水堿練渣為原料，利用巖藻 多糖在堿性條件下析出，酸性條件下溶解的特性，經過復雜提取工藝制備而成的，巖藻多糖 產品質量穩定，克服了提取巖藻多糖產量低、價格昂貴的缺點。
[0025]制備方法具體為：
[0026] 1)洗滌褐藻，所述褐藻為海帶、羊棲菜、昆布或裙帶菜。加入褐藻質量8-10倍水洗 滌，洗滌溫度為45-55Γ，攪拌洗滌2_3h。干凈的褐藻進入褐藻膠生產工序，保留洗滌用水。 在所述洗滌水中加堿調節至pH= 10-11，所用堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣中的一種 或幾種;發泡漂浮堿練渣，靜置l_2h，經過斜板過濾器，去除底部泥沙，減少對后工序設備的 磨損，降低處理難度，分離出中層清液用于提碘，收集上層漂浮堿練渣和部分清液A用于生 產巖藻多糖。
[0027] 本實施例采用加溫攪拌對褐藻進行洗滌，使藻體表面的巖藻多糖充分溶解在水 中，提高產品收率。采用斜板過濾器沉降方式處理洗滌水，有效去除泥沙的同時，將堿練渣 液和提碘用清液分離，降低后續離心分離的負擔。
[0028] 2)利用臥螺離心機對上述漂浮堿練渣和部分清液A進行固液分離得到清液和堿煉 固體渣B，回收所述清液用于提碘，可以進一步提高碘收率，所述堿煉固體渣用于提取巖藻 多糖。上述離心過程可以去除大部分的堿性清液，大大降低稀酸用量，降低離子含量，降低 后續脫鹽工序的負擔。
[0029] 該過程需要離心的物料量大，且物料固形物含量變化范圍較大(5-20 % )，綜合考 慮，采用臥螺離心機進行離心分離，臥螺離心機分離濃度范圍為2-40%，能在全速運轉下， 連續進料、分離、洗滌和卸料;具有結構緊湊、連續操作、運轉平穩、適應性強、生產能力大、 維修方便等特點。
[0030] 3)向所述堿煉固體渣B中加1-3倍體積的水，然后加入酸，所述酸為硝酸、醋酸、檸 檬酸、鹽酸中的一種或幾種;調節pH=4-4.5,浸泡3-5h，并不斷攪拌使巖藻多糖充分溶解在 酸性溶液中，經過碟式離心，去除不溶性雜質，取上清液C備用。
[0031] 4)向上述上清液C中加入上清液體積0.1-0.5 %的蛋白酶，45-55 °C酶解1.5-2.5h， 然后經90°C以上高溫30-40min滅酶得酶解液D。
[0032] 使用蛋白酶酶解將堿煉固體渣中大分子蛋白結構降解為小分子物質，破壞腥味蛋 白的結構，消除腥味，降解為小分子物質后可減少因蛋白導致的發泡現象，減少后續除鹽工 序（即步驟6中）對膜的堵塞現象，保護膜材料，降低因堵膜而多次清洗造成的工序耗時和成 本。
[0033] 5)將上述酶解液D進行減壓濃縮至固含量為15-25%，加入無水乙醇，進行醇沉處 理，至混合液中乙醇濃度為25-30 %，碟式離心得沉淀和上清液E，去除沉淀，向上清液E中加 入無水乙醇，至混合液中的乙醇濃度為65-70%，離心，留取沉淀F備用；
[0034]酶解液中存在多種多糖、少量蛋白、海藻酸鹽，當乙醇溶度為25-30%時，巖藻多糖 是溶解狀態，而其他多數多糖、蛋白會發生醇沉，形成沉淀，離心則可去除這部分雜質;而當 乙醇濃度到達65-70%，巖藻多糖發生醇沉，形成沉淀，離心得到的沉淀便是巖藻多糖，完成 了巖藻多糖的乙醇分級分離;該過程中使用的乙醇經過回收管道進行蒸餾濃縮可繼續循環 利用。
[0035]此處物料固含量變化較小，采用蝶式離心可滿足離心需求。
[0036] 6)上述沉淀F中加脫色劑漂洗1-2h，經過60°C鼓風干燥至含水量在15%以下，除去 殘留的脫色劑，得固體物G，然后加入固體物G的4-6倍體積水攪拌均勻，加入0.4-0.6% (w/ v)活性炭，攪拌均勻，70-90°C靜置0.5-lh，取上層濃縮液，進行精濾，對精濾后的濾液除鹽， 干燥，制得巖藻多糖。
[0037]所述精濾采用二級過濾，一級為真空抽濾或板框壓濾，濾布為800-1000目，二級為 密閉板式過濾器。所述脫鹽采用超濾除鹽或透析除鹽，膜的截留分子量在8-14KD。所述干燥 采用噴霧干燥或冷凍干燥。
[0038]上述步驟6)中脫色劑采用三氯乙酸和/或丙酮，當三氯乙酸和丙酮同時使用時，三 氯乙酸與丙酮的體積比為25-30:70-75。本實施例采用脫色劑漂洗醇沉后的巖藻多糖，能有 效去除脂溶性色素，產品醇沉后只需對沉淀進行脫色，大大降低脫色劑用量;減壓濃縮后對 剩余色素采用活性炭進行吸附進一步脫色，完成對不同種類色素的有效去除。
[0039] 實施例1
[0040] (1) 5kg干海帶加入8-10倍質量的水，在50 °C，攪拌洗滌4h，洗滌水加氫氧化鈉調節 pH= 10-11，攪勻后經過斜板沉降，取上層漂浮堿練渣液6kg，經過臥螺離心機得上清4kg用 于回收提碘，收集堿煉渣2kg進入巖藻多糖生產工序。
[0041] (2)2kg堿練渣加入醋酸調節pH = 4-4.5,攪拌溶解，經過碟式離心，去除不溶性雜 質，得溶液3kg。
[0042] (3)加入蛋白酶3g，45-55°C酶解2h，酶解后90°C滅酶30min。
[0043] (4)酶解液進入濃縮工序，濃縮至固含量20 %左右，約有濃縮液0.7kg，加入無水乙 醇0.233L，此時混合液中乙醇濃度為25%，攪勻，靜置30min后經碟式離心，去除沉淀，留取 上清液；在所述上清中加入無水乙醇1.07L，此時混合液中乙醇濃度為65 %，攪勻，靜置 30min后，離心，上清進入酒精回收工序，留取沉淀。
[0044] (5)上述沉淀經脫色劑漂洗2h后，溶于5倍體積的水中，濃縮至固含量20%，得濃縮 液0.6kg，加入3g活性炭，80°C靜置0.5-lh，濃縮液經精濾后脫鹽，干燥，制得巖藻多糖。 [0045] 實施例2
[0046] (1) It裙帶菜加入8-10倍質量的水，在50°C，攪拌洗滌4h，洗滌水加氫氧化鉀調節 pH=10-ll，攪勻后經過斜板沉降，取上層漂浮渣1200kg，經過臥螺離心機得上清800kg用于 回收提碘，堿煉渣400kg進入巖藻多糖生產工序。
[0047] (2)4001^堿練渣加入鹽酸調節?!1 = 4-4.5，攪拌溶解，經過碟式離心，去除不溶性 雜質，得溶液600kg。
[0048] (3)加入蛋白酶600g，45-55°C酶解2h，酶解后90°C滅酶30min。
[0049] (4)酶解液進入濃縮工序，濃縮至固含20 %左右，約有濃縮液140kg，加入無水乙醇 46.6L，此時混合液中乙醇濃度為25 %，攪勻，30min后經碟式離心，去除沉淀，在上清液中加 入無水乙醇214L，此時混合液中乙醇濃度為65 %，攪勻，靜置30min后，離心，分離上清液進 入酒精回收，留取沉淀備用。
[0050] (5)上述沉淀經脫色劑漂洗2h后，溶于5倍體積的水中，濃縮至固含量20%，得濃縮 液120kg，加入600g活性炭，80 °C靜置0.5-lh，濃縮液經精濾后脫鹽，干燥，制得巖藻多糖。
[0051] 對比例：
[0052] 與實施例1相同質量、數量的海帶按上述步驟進行實驗，其中海帶只采取常溫靜置 浸泡，收集斜板沉降上層堿練渣液不進行臥螺離心取渣而是全部進入后工序，不添加蛋白 酶酶解，脫色只采用活性炭一種方式，之后按照實例1步驟進行。
[0053]將實例1和對比例所得巖藻多糖產品產率和指標對比如下：
[0054]表1巖藻多糖產率和指標對比
[0057] 從上表可以看出，利用本發明方法的實施例1、2所得的巖藻多糖的脫色、脫腥效果 較好，實施例產率相對于對比例提高了0.72%、0.61%，其中代表巖藻多糖抗腫瘤生理活性 的成分L-巖藻糖和有機-S〇A含量分別比對比例高10.87%、10.23%和12.2%、11.64%，說 明本發明方法在提高產品產率的同時，保留了巖藻多糖功能性成分的含量，即保證了巖藻 多糖的生理活性，由于臥螺離心上清回收提碘，碘收率提高5%、4.8%，實現了褐藻資源的 綜合利用。
[0058] 本發明利用蛋白酶降解大分子蛋白質，一方面破壞腥味蛋白的結構，消除腥味，并 降低蛋白的大分子結構，減少因蛋白導致的發泡現象，降低除鹽工序對膜的堵塞現象，保護 膜材料，降低因此而多次清洗膜造成的工序耗時和成本。
[0059] 以上實施例僅是本發明若干種優選實施方式中的幾種，應當指出，本發明不限于 上述實施例;對于本領域的普通技術人員來說，依然可以對前述實施例所記載的技術方案 進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換;而這些修改或替換，并不使相應技術方 案的本質脫離本發明所要求保護的技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1. 一種巖藻多糖的制備方法，其特征在于，是以褐藻洗滌水為原料提取制得，步驟為： 1) 洗滌褐藻，保留洗滌用水，在所述洗滌水中加堿，發泡漂浮堿練渣，靜置后經斜板過 濾器過濾，去除底部泥沙及中層清液，收集上層漂浮堿練渣和部分清液A用于生產巖藻多 糖； 2) 對上述漂浮堿練渣和部分清液A進行固液分離得到清液和堿煉固體渣B; 3) 向上述堿煉固體渣B中加稀酸浸泡，并不斷攪拌使巖藻多糖充分溶解在溶液中，離心 去除不溶性雜質，取上清液C; 4) 向上述上清液C中加入蛋白酶酶解，然后滅酶得酶解液D; 5) 將上述酶解液D進行減壓濃縮，加入無水乙醇進行醇沉處理，離心得沉淀和上清液E， 去除沉淀，在上清液E中加入無水乙醇，離心，留取沉淀F; 6) 上述沉淀F中加脫色劑漂洗，干燥脫除脫色劑后，加水溶解，加入活性炭，攪拌均勻， 靜置分層，取上層濃縮液，進行精濾，對精濾后的濾液除鹽，干燥，制得巖藻多糖。2. 根據權利要求1所述的巖藻多糖的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中洗滌褐藻采 用褐藻質量8-10倍水洗滌，洗滌溫度為45-55°C，攪拌洗滌2-3h。3. 根據權利要求1所述的巖藻多糖的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中在所述洗滌 水中加堿調節至pH=10_ll，發泡漂浮堿練渣，靜置l_2h。4. 根據權利要求1所述的巖藻多糖的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中經斜板過濾 器過濾后得到的中層清液用于提碘;所述步驟2)中清液用于提碘。5. 根據權利要求1所述的巖藻多糖的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中采用臥螺離 心機對堿練渣液進行固液分離;所述步驟3 )、5)離心方式為碟式離心。6. 根據權利要求1所述的巖藻多糖的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中堿煉固體渣 中加1-3倍體積水，并加入酸調節pH=4-4.5，浸泡3-5h。7. 根據權利要求1所述的巖藻多糖的制備方法，其特征在于，所述步驟4)中蛋白酶加入 量為上清液C體積的0.1-0.5%，酶解溫度為45-55°C，酶解時間為1.5-2.5h，滅酶溫度為90°C 以上，滅酶時間為30_40min。8. 根據權利要求1所述的巖藻多糖的制備方法，其特征在于，所述步驟5)中將酶解液D 減壓濃縮至固含量為15-25%，加入無水乙醇至混合液中乙醇濃度為25-30%;離心后的上清 液E中加入無水乙醇至混合液中的乙醇濃度為65-70%。9. 根據權利要求1所述的巖藻多糖的制備方法，其特征在于，所述步驟6)脫色劑為三氯 乙酸和/或丙酮;所述烘干方式為鼓風干燥，溫度為60°C，烘干至含水量在15%以下。10. 根據權利要求1所述的巖藻多糖的制備方法，其特征在于，所述步驟6)中加入烘干 后固體物G的4-6倍體積水，加入0.4-0.6%(w/v)活性炭，攪拌均勻，70-90°C靜置0.5-lh。
【文檔編號】C08B37/00GK106046188SQ201610514220
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月4日
【發明人】王春霞, 王曉梅, 姜進舉, 尹宗美, 李可昌, 范素琴, 王正平
【申請人】青島吉海營養科技有限公司