微波辅助碱性蛋白酶提取卡拉胶的方法技术

本发明专利技术公开了一种微波辅助碱性蛋白酶提取卡拉胶的方法，属于卡拉胶的制备技术领域。首先将麒麟菜进行清洗、碱处理、水洗后，切成小块；然后将小块的麒麟菜泵入微波萃取装置A中，并向所述微波萃取装置A中加入碱性蛋白酶和活性炭，设置萃取温度、时间进行微波预提，磨浆后接着通入微波萃取装置B中进行萃取，得胶液一，将胶液一泵入板式叶片密闭过滤机，设定压力开始过滤，收集的滤液作为胶液二，依次进行钾化、冷凝、脱水、造粒、粉碎、杀菌后烘干，得含水量为10％的卡拉胶。本发明专利技术通过物理法和生物法二者结合，通过微波提取降低了提取温度，通过对工艺要素和条件的改变，提高了卡拉胶的产品收率，缩短了提取时间，降低了能耗。

【技术实现步骤摘要】
微波辅助碱性蛋白酶提取卡拉胶的方法
本专利技术涉及一种卡拉胶的制备
，具体涉及一种利用物理提取和生物提取相结合的方式提取卡拉胶的方法。
技术介绍
卡拉胶(Carrageenan),又称为麒麟菜胶、石花菜胶、鹿角菜胶、角叉菜胶，是从麒麟菜、石花菜、鹿角菜等红藻类海藻中提炼出来的亲水性胶体。由于其中硫酸酯结合形态的不同，可分为K型(Kappa)、I型(Iota)、L型(Lambda)。研究发现卡拉胶具有降血脂、抗凝血、抗血栓、免疫调节、刺激结缔组织生长等多种生物学活性，在生物医药领域表现出诱人的应用前景。目前现有技术已有有关卡拉胶提取方法的研究，如CN101983973A公开了一种卡拉胶的提取与加工工艺，提取工艺包括清洗、碱处理、水洗、酶解、提取、过滤、钾化、脱水、粉碎、烘干等步骤，通过采用酶生物工程方法提高卡拉胶的提取率和质量，降低生产周期和能耗，在其中的酶解步骤中，选用了纤维素酶并控制温度为45-50℃酶解1小时，酶解后升高温度至90℃灭酶，接着在提取过程中选用60℃-90℃的热水煮胶，钾化过程中采用氯化钾作为凝胶剂。然而，上述提取工艺存在以下不足：即提取过程中提取温度为95℃时，耗时长且耗能大，提取效率低；采用板框压滤的方式进行渣液分离，效率低，劳动强度大；采用氯化钾作为凝胶剂，所产生的废水直接排放无法二次利用，无法做到清洁生产；采用压榨的方式脱水劳动强度大，脱水效果不好。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的技术问题，本专利技术提出了一种微波辅助碱性蛋白酶提取卡拉胶的方法，该方法通过物理法和生物法二者结合，通过微波提取降低了提取温度，通过对工艺要素和条件的改变，提高了卡拉胶的产品收率，缩短了提取时间，降低了能耗。本专利技术是通过下述技术方案来实现的：一种卡拉胶的提取方法，依次包括以下步骤：a预处理，选取麒麟菜并依次对其进行清洗、碱处理、水洗后，切成5-10mm的小块；b加酶，将小块的麒麟菜泵入微波萃取装置A中，并向所述微波萃取装置A中加入碱性蛋白酶和活性炭，所述碱性蛋白酶的加入量为所述麒麟菜质量的0.05-2％，所述碱性蛋白酶的酶活为10万u/g，所述活性炭的加入量为所述麒麟菜质量的3-10％；c微波预提，设置微波萃取装置A的萃取温度为60℃、时间0.5h，启动微波提取装置A；d磨浆，将步骤c预提得到的麒麟菜进行磨浆，得到胶液一；e微波辅助酶解，将所述胶液一通入微波提取装置B中，设定萃取温度为60℃，萃取0.5-1h；f精滤，将通过步骤e处理后的胶液一泵入板式叶片密闭过滤机，设定压力为0.1-0.4MPa开始过滤，收集滤液作为胶液二；g钾化，向所述胶液二中加入质量分数为3-6％K2SO4溶液，所述K2SO4溶液与胶液二的体积比为1:10，搅拌使胶液二絮凝沉淀，老化0.5-1h后，开启换热器，泵入板框压滤机压滤，收集滤液作为胶液三；h冷凝，将所述胶液三送入冷凝推进器中，并控制温度为50-60℃；i后处理，将冷凝后的胶液三依次脱水、造粒、粉碎、杀菌后烘干，得含水量为10％的卡拉胶。作为本专利技术的一个优选方案，步骤a中，碱处理是将清洗后的麒麟菜用7-11％的NaOH和5-8％的KCl混合液在60-78℃下碱化处理3-4h。作为本专利技术的另一个优选方案，步骤b中，活性炭的目数为40-170。优选的，步骤i中，所述的脱水是通过压滤机在压力为0.5-3.5MPa、压滤3-4h完成的。本专利技术卡拉胶的提取工艺中，与现有技术不同之处主要为：首先，通过向微波萃取装置A中加入一定量的碱性蛋白酶和活性炭，在微波预提过程中，微波萃取装置中的麒麟菜、碱性蛋白酶吸收了微波能，细胞内部的温度将迅速上升，从而使细胞内部的压力超过细胞壁膨胀所能承受的能力，最终细胞破裂，其内的有效成分自由流出，并在较低的温度下溶解于萃取介质中；其次，将预提后的麒麟菜进行磨浆，再送入微波萃取装置B中进行微波辅助酶解，该过程会使有效成分全部流出；然后，精滤步骤选用板式叶片密闭过滤机(NBY系列)，通过进一步的过滤和分离，即可获得所需的萃取物，利用板式叶片密闭过滤机进行渣液分离，其具有体积小，过滤效率高、滤液透明度好，环保、无物料损耗，不消耗滤纸、滤布或纸芯，过滤成本低等优点；最后，在钾化步骤中，选用硫酸钾能达到钾化凝胶效果，同时所产生的富含硫酸钾的废水直接用来做为海藻肥的生产原料,做到了整个生产过程无废渣、废水、废气的排放，既经济又环保。本专利技术首先选用微波预提的方式然后再采用微波辅助碱性蛋白酶萃取技术，物理提取和生物提取相结合，提高了产品收率，降低了提取温度，缩短了提取时间，降低了能耗，本专利技术提取得到的卡拉胶强度为1700-2700g/cm2，白度能达到80％-95％。附图说明下面结合附图对本专利技术做进一步说明：图1为本专利技术卡拉胶的提取流程图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做详细说明。本专利技术所选取的主要原料麒麟菜可通过商业正规渠道购买获得。结合图1所示，本专利技术卡拉胶的提取过程依次包括三大步骤，分别为预处理、提取步骤和后处理步骤；首先，前处理步骤包括以下子步骤：1.1、将麒麟菜(石花菜或鹿角菜)进行清洗，清洗时水面以没过麒麟菜为准，浸泡清洗3-8小时；1.2、碱处理，将清洗后的麒麟菜用7-11％的NaOH和5-8％的KCl混合液在60-78℃下碱化处理3-4h；1.3、水洗，将碱处理后的麒麟菜用水清洗并用盐酸调节至中性；1.4、切菜，将水洗后的麒麟菜切成5-10mm小块，备用；其次，进入提取步骤，包括以下子步骤：2.1、加酶，将小块的麒麟菜泵入微波萃取装置A中，并向微波萃取装置A中加入碱性蛋白酶和活性炭，碱性蛋白酶的加入量为麒麟菜质量的0.05-2％，碱性蛋白酶的酶活为10万u/g，活性炭的加入量为麒麟菜质量的3-10％，微波萃取装置A采用现有技术已有的装置，主要包括内萃取腔、进液口、回流口、搅拌装置、微波加热腔、排料装置、微波源、微波抑制器，利用微波萃取原理结合现有装置即可实现下述预提步骤；2.2、微波预提，设置微波萃取装置A的萃取温度为60℃、时间0.5h，启动微波提取装置A；2.3、磨浆，将步骤c预提得到的麒麟菜进行磨浆，得到胶液一；2.4、微波辅助酶解，将胶液一通入微波提取装置B中，设定萃取温度为60℃，萃取0.5-1h；2.5、精滤，将通过微波处理装置B处理后的胶液一泵入NBY系列板式叶片密闭过滤机，设定压力为0.1-0.4MPa开始过滤，收集滤液作为胶液二；2.6、钾化，向胶液二中加入质量分数为3-6％K2SO4溶液，K2SO4溶液与胶液二的体积比为1:10，搅拌使胶液二絮凝沉淀，老化0.5-1h后，开启换热器，泵入板框压滤机压滤，收集滤液作为胶液三；2.7、冷凝，将胶液三从精滤缓冲罐用螺杆泵通过板式换热器打到冷凝推进器，一级板式换热器换热后胶液三温度控制在50-60℃；最后，进入后处理步骤，包括以下子步骤：3.1、脱水，设置压滤机压力为0.5-3.5MPa，压滤时间3-4h，启动压滤机，压滤排放的废液作为海藻肥、海藻精的生产原料；3.2、造粒、粉碎，并将正常破碎后的胶皮缓缓推入到造粒机入口造粒，造粒后的胶粒进入粉碎机粉碎；3.3、杀菌，打开蒸汽阀门及减压阀加热，压力0.15MPa-0.25MPa，待物料温度达到85℃时关闭蒸汽计时，计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卡拉胶的提取方法，其特征在于，依次包括以下步骤：a预处理，选取麒麟菜并依次对其进行清洗、碱处理、水洗后，切成5‑10mm的小块；b加酶，将小块的麒麟菜泵入微波萃取装置A中，并向所述微波萃取装置A中加入碱性蛋白酶和活性炭，所述碱性蛋白酶的加入量为所述麒麟菜质量的0.05‑2％，所述碱性蛋白酶的酶活为10万u/g，所述活性炭的加入量为所述麒麟菜质量的3‑10％；c微波预提，设置微波萃取装置A的萃取温度为60℃、时间0.5h，启动微波提取装置A；d磨浆，将步骤c预提得到的麒麟菜进行磨浆，得到胶液一；e微波辅助酶解，将所述胶液一通入微波提取装置B中，设定萃取温度为60℃，萃取0.5‑1h；f精滤，将通过步骤e处理后的胶液一泵入板式叶片密闭过滤机，设定压力为0.1‑0.4MPa开始过滤，收集滤液作为胶液二；g钾化，向所述胶液二中加入质量分数为3‑6％K2SO4溶液，所述K2SO4溶液与胶液二的体积比为1:10，搅拌使胶液二絮凝沉淀，老化0.5‑1h后，开启换热器，泵入板框压滤机压滤，收集滤液作为胶液三；h冷凝，将所述胶液三送入冷凝推进器中，并控制温度为50‑60℃；i后处理，将冷凝后的胶液三依次脱水、造粒、粉碎、杀菌后烘干，得含水量为10％的卡拉胶。...

【技术特征摘要】
1.一种卡拉胶的提取方法，其特征在于，依次包括以下步骤：a预处理，选取麒麟菜并依次对其进行清洗、碱处理、水洗后，切成5-10mm的小块；b加酶，将小块的麒麟菜泵入微波萃取装置A中，并向所述微波萃取装置A中加入碱性蛋白酶和活性炭，所述碱性蛋白酶的加入量为所述麒麟菜质量的0.05-2％，所述碱性蛋白酶的酶活为10万u/g，所述活性炭的加入量为所述麒麟菜质量的3-10％；c微波预提，设置微波萃取装置A的萃取温度为60℃、时间0.5h，启动微波提取装置A；d磨浆，将步骤c预提得到的麒麟菜进行磨浆，得到胶液一；e微波辅助酶解，将所述胶液一通入微波提取装置B中，设定萃取温度为60℃，萃取0.5-1h；f精滤，将通过步骤e处理后的胶液一泵入板式叶片密闭过滤机，设定压力为0.1-0.4MPa开始过滤，收集滤液作为胶液二；g钾化，向所述胶液二中加入...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷聪，吴仕鹏，程跃谟，高杰，何山，逄锦烨，王群，孙继，
申请(专利权)人：青岛聚大洋藻业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37