一种从海带中提取超低粘度低M/G值海藻酸钠的绿色工艺制造技术

一种从海带中提取超低粘度低M/G值海藻酸钠的绿色工艺，包括以下步骤：第一步，海带预处理；第二步，海带酶解；第三步，超声消化处理；第四步，乙醇纯化处理；将消化后的海藻酸钠溶液加入同等量的工业酒精，得到大块白色，沉淀取出沉淀，40℃‑60℃真空干燥，粉碎得白色粉末状的超低粘度海藻酸钠成品。本发明专利技术不仅优化了工艺流程、提高了海藻酸钠的纯度与产率、缩短了生产周期，而且在常温常压温和的条件下提取超低粘度低M/G值的海藻酸钠。降低能耗，通过减少工艺流程中酸和碱的用量，降低了对环境的污染，也有助于生产成本的降低。

【技术实现步骤摘要】
一种从海带中提取超低粘度低M/G值海藻酸钠的绿色工艺
本专利技术涉及提取超低粘度低M/G值海藻酸钠领域，具体涉及一种利用复合酶解前处理，超声辅助消化,使得在常温常压的温和条件下从海带中提取超低粘度低M/G值的海藻酸钠的方法。
技术介绍
海藻酸钠(Sodiumalginate，SA)，又称褐藻胶或褐藻酸钠，是一类从海带或马尾藻等褐藻类细胞壁及细胞间质中通过碱提取出来的天然多糖，参照文献1：Lee,K.Y.；Mooney,D.J.,Alginate:Propertiesandbiomedicalapplications.ProgressinPolymerScience2012,37(1),106-126.和文献2：王孝华,海藻酸钠的提取及应用.重庆工学院学报2007。海藻酸钠具有出色的生物相容性和生物降解性，是一种资源丰富的天然高分子材料，参照文献3：Sellimi,S.；Younes,I.；Ayed,H.B.；Maalej,H.；Montero,V.；Rinaudo,M.；Dahia,M.；Mechichi,T.；Hajji,M.；Nasri,M.,Structural,physicochemicalandantioxidantpropertiesofsodiumalginateisolatedfromaTunisianbrownseaweed.InternationalJournalofBiologicalMacromolecules2015,72,1358-1367.和文献4：George,M.；Abraham,T.E.,Polyionichydrocolloidsfortheintestinaldeliveryofproteindrugs:Alginateandchitosan—areview.JournalofControlledReleaseOfficialJournaloftheControlledReleaseSociety2006,114(1),1-14。目前工业提取海藻酸钠的现行工艺繁杂、生产成本高，且产品主要集中在中高粘度的产品，超低粘度(10-100mPa.s)的海藻酸钠所占比例很小。超低粘度藻酸盐在全球藻酸盐行业中占有重要地位，占总需求的30％至40％，其在印染工业、医疗保健、食品生产等领域具有广阔前景。海藻酸钠是由a-L-古罗糖醛酸(a-L-guluronicacid，G)与其同分异构体b-D-甘露糖醛酸(b-D-mannuronicacid，M)通过1-4糖苷键连接而成，参照文献5：Draget,K.I.；Skj？K-Br？K,G.；Smidsr？D,O.,Alginatebasednewmaterials.InternationalJournalofBiologicalMacromolecules1997,21(1-2),0-55。因为古洛糖酸G盐嵌段的结构允许二价离子的高度配位，然后，一种聚合物的古洛糖酸酯嵌段与相邻聚合物链的古洛糖酸酯嵌段形成交联，这被称为“蛋盒交联模型”，参照文献6：Plazinski,W.,Molecularbasisofcalciumbindingbypolyguluronatechains.Revisingtheegg-boxmodel.JournalofComputationalChemistry2011,32(14),2988-2995和文献7：Rhein-Knudsen,N.；Ale,M.T.；Ajalloueian,F.；Meyer,A.S.,CharacterizationofalginatesfromGhanaianbrownseaweeds:Sargassumspp.andPadinaspp.FoodHydrocolloids2017,71(oct.),236-244，从而形成凝胶结构。高G海藻酸盐比高M海藻酸盐产生更强，更易延展的水凝胶。超低粘度海藻酸钠在胃肠里有吸水性、吸附性、阳离子的交换和凝胶过滤等作用，且具有更强的生物活性，具有明显的保健和医疗作用，参照文献8：王秀娟；张坤生；任云霞；姚俊,海藻酸钠凝胶特性的研究.食品工业科技2008,000(002),259-262。因此，超低粘度低M/G水凝胶作为一种新型药物输送载体,因其优良性质而具有广阔的应用前景。目前，工业中在提取低粘度海藻酸钠前处理过程中仍采用传统工艺中的酸提法与醛提法，处理过程中所使用溶剂的处理与排放会对环境造成危害易，参照文献9：马和庆；田栋,海藻酸钠及其提取方法的研究现状.山东食品发酵2014,(2),39-40.。藻酸的高温降解是生产超低粘度藻酸酸钠的主要方法，并利用高温酸化方法破坏M嵌段来降M/G值。但是，高温意味着高能耗和成本，强酸使用容易产生环境污染，参照文献10Gao,F.；Gao,L.；Zhang,D.；Ye,N.；Chen,S.；Li,D.,EnhancedhydrolysisofMacrocystispyriferabyintegratedhydroxylradicalsandhotwaterpretreatment.BioresourceTechnology2015,179,490-496。因此发展更绿色温和的提取工艺以提高效率并最大程度地减少化学品是未来工业的需求。藻酸盐的M/G比可以通过酶或超声波处理，参照文献11：Donati,I.；Holtan,S.；YA,M.；Borgogna,M.；Dentini,M.；G,S.-B.,Newhypothesisontheroleofalternatingsequencesincalcium-alginategels.Biomacromolecules2005,6(2),1031和文献12：Feng,L.；Cao,Y.；Xu,D.；You,S.；Han,F.,Influenceofsodiumalginatepretreatedbyultrasoundonpapainproperties:Activity,structure,conformationandmolecularweightanddistribution.UltrasonicsSonochemistry2016,224-230。以海带为原料，利用复合酶解代替传统工艺中用酸和醛来对海带进行前处理，能有效破坏褐藻细胞壁的结构，促进海藻酸钠的溶出，参照文献13：雷雨.基于生物酶提取海藻酸钠及其纤维制备.大连工业大学,2013；文献14：杨红霞；李博；窦明,酶解法提取海藻酸钠研究.安徽农业科学2007,(12),215-216；文献15：马成浩；刘陆游；于丽娟；彭奇均,纤维素酶提取海藻酸钠的研究.现代食品科技20(4),12-14和文献16：16.Flórez-Fernández,N.；Domínguez,H.；Torres,M.D.,AgreenapproachforalginateextractionfromSargassummuticumbrownseaweedusingultrasound-assistedtechnique.Internationa本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从海带中提取超低粘度低M/G值海藻酸钠的绿色工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：/n第一步，海带预处理/n清洗晾干的海带用药物粉碎机粉碎成50-150目的粉末备用，取干海带加入蒸馏水室温下浸泡1-2h；/n第二步，海带酶解/n将预处理的海带溶液中加入设定比例的纤维素酶、果胶酶酶、蛋白酶，然后加入柠檬酸缓冲溶液控制体系ph至4-6，40℃-60℃下酶解保温，然后90℃保持5min使酶失活；/n第三步，超声消化处理/n加入溶液质量2％-4％的碳酸钠，调节ph至9-11，在设定功率下超声处理30～120min后，40℃-60℃进行碱消化，得到糊状粘稠液体，离心过滤，取上层清液；/n第四步，乙醇纯化处理/n滤液调节ph至6-8，将消化后的海藻酸钠溶液加入同等量的工业酒精，取出沉淀，40℃-60℃真空干燥，粉碎得白色粉末状的超低粘度海藻酸钠成品。/n

【技术特征摘要】
1.一种从海带中提取超低粘度低M/G值海藻酸钠的绿色工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：
第一步，海带预处理
清洗晾干的海带用药物粉碎机粉碎成50-150目的粉末备用，取干海带加入蒸馏水室温下浸泡1-2h；
第二步，海带酶解
将预处理的海带溶液中加入设定比例的纤维素酶、果胶酶酶、蛋白酶，然后加入柠檬酸缓冲溶液控制体系ph至4-6，40℃-60℃下酶解保温，然后90℃保持5min使酶失活；
第三步，超声消化处理
加入溶液质量2％-4％的碳酸钠，调节ph至9-11，在设定功率下超声处理30～120...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾宁，李蓝，王祁宁，刘秋平，黎姗姗，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33