一种抗冻性卡拉胶寡糖及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种抗冻性卡拉胶寡糖及其制备方法和应用，属于工业废弃物再利用及功能性低聚糖制备技术领域。本发明专利技术充分利用卡拉胶生产过程中产生废水通过使用膜法提取抗冻性卡拉胶寡糖的方法，对卡拉胶生产废水进行综合开发，变废为宝，同时降低了污水处理难度，有效降低生产成本，且对不同种类卡拉胶寡糖具有通用性，制备得到的卡拉胶寡糖在食品、保健品和化妆品等领域均具有应用价值。

An antifreeze carrageenan oligosaccharide and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种抗冻性卡拉胶寡糖及其制备方法和应用
本专利技术属于工业废弃物再利用及功能性低聚糖制备
，具体涉及一种抗冻性卡拉胶寡糖及其制备方法和应用。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。卡拉胶(又称角叉菜胶、鹿角菜胶)是自红藻(Rhodophyta)中提取的一种亲水胶体，是一类线性、含有硫酸酯基团的高分子多糖。理想的卡拉胶具有重复的α-(1→4)-D-半乳吡喃糖-β-(1→3)-D-半乳吡喃糖(或3,6-内醚-D-半乳吡喃糖)二糖单元骨架结构。卡拉胶分子量在200,000Da以上，溶解性较差。卡拉胶寡糖是卡拉胶的降解产物，分子量较小，溶解性能好，易于吸收，同时由于分子量中活性基团充分暴露，其活性与卡拉胶相比显著提高。目前卡拉胶寡糖的制备有物理法、化学法和酶解法，其中酶解法使用最多。中国专利CN104894100A公布了一种固定化κ-卡拉胶酶及用其制备卡拉胶寡糖的方法，首先制得固定化κ-卡拉胶酶，后对κ-卡拉胶进行酶解制得卡拉胶寡糖。中国专利CN103290079A公开了一种λ-卡拉胶寡糖的制备方法，该方法先培养胞外能产λ-卡拉胶降解酶的降解菌，后将菌液加入λ-卡拉胶反应液中，反应后经离心、活性炭吸附、乙醇解吸、浓缩、冷冻干燥、得到卡拉胶寡糖。工艺繁琐，成本成本特别是冷冻干燥成本较高，不便于工业化生产。中国专利CN106987574A公开了一种酶法制备抗氧化活性的κ-卡拉胶寡糖的方法。综上，现有卡拉胶寡糖的制备技术中均以卡拉胶本身作为底物，采用酶解方法对卡拉胶分子进行降解制得，对底物要求高，且不同种类的酶只能特定降解某一种卡拉胶得到特定种类的卡拉胶寡糖(如κ-卡拉胶酶只能降解κ-卡拉胶得到κ-卡拉胶寡糖)，不具备通用性。同时，现有卡拉胶生产过程中产生大量废水，这些废水大多直接进入中水处理环节，污水处理费用较高，且对环境造成了一定影响。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术提供一种抗冻性卡拉胶寡糖及其制备方法和应用。本专利技术充分利用卡拉胶生产过程中产生废水通过使用膜法提取卡拉胶寡糖的方法，对卡拉胶生产废水进行综合开发，变废为宝，同时降低了污水处理难度，有效降低生产成本，且对不同种类卡拉胶寡糖具有通用性，因此具有良好的实际应用之价值。本专利技术的第一个方面，提供一种抗冻性卡拉胶寡糖的制备方法，所述方法至少包括采用卡拉胶生产废液经滤膜过滤制备抗冻性卡拉胶寡糖。其中，所述卡拉胶生产废液为如下(a)和/或(b)：(a)海藻原料经过碱处理、水洗后产生的水洗废液；(b)海藻原料经过碱处理、水洗、煮胶、过滤、凝胶(盐析或醇沉)后的卡拉胶凝胶进行脱水时产生的滤液；其中，所述海藻原料为红藻(Rhodophyta)，进一步优选为耳突麒麟菜(Eucheumacottonii)、刺麒麟菜(Eucheumaspinosum)，上述海藻均为提取卡拉胶的常用原料，经碱处理去除细胞壁，将其中的胶质提取出后，部分碱处理过程中因分子链断裂形成的小分子寡糖仍残留在提取液中，因此通过纳滤脱除无机盐同时浓缩提取液，从而实现对卡拉胶寡糖产品的制备。所述滤膜孔径为2-10nm，所述滤膜优选为聚酰胺纳滤膜，采用该孔径下的聚酰胺纳滤膜进行连续过滤、浓缩，同时脱除小分子盐类和色素，得到浓缩液；其中，碱处理过程中pH控制为10-12，碱液处理温度控制为60-80℃；料液比控制为1:10-20；同时，需要说明的是，由于(a)中的水洗废液碱性过高，因此优选加酸进行中和反应，使水洗废液pH降低至弱碱性(pH不高于8)或中性，然后再进行后续制备工艺。本专利技术的第二个方面，提供上述制备方法制备得到的抗冻性卡拉胶寡糖。所述卡拉胶寡糖具有流动性好，不易吸潮的特点，其10％的溶液仍保持类似牛顿流体的特征，经加热冷却后冷形成弹性凝胶，该弹性凝胶具有优异的抗冻性，在-18℃冷冻72h后无水分析出。本专利技术的第三个方面，提供上述抗冻性卡拉胶寡糖在食品、保健品或化妆品领域中的应用，尤其是冷冻食品中的应用。本专利技术有益技术效果：本专利技术提供一种由卡拉胶生产过程中的废水使用膜法提取卡拉胶寡糖的方法，对卡拉胶生产废水进行综合开发，变废为宝，降低了污水处理难度，降低了企业生产成本的同时，创造了新的利润增长点。本专利技术制备得到的卡拉胶寡糖具有流动性好，不易吸潮等特点，同时具有优异的抗冻性，同时本专利技术对于制备不同种类(如Kappa、Iota、Lamda等)卡拉胶寡糖具有通用性，因此具有良好的实际应用之价值。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。如前所述，现有卡拉胶寡糖的制备技术中均以卡拉胶本身作为底物，采用酶解方法对卡拉胶分子进行降解制得，对底物要求高，且不同种类的酶只能特定降解某一种卡拉胶得到特定种类的卡拉胶寡糖(如κ-卡拉胶酶只能降解κ-卡拉胶得到κ-卡拉胶寡糖)，不具备通用性。同时，现有卡拉胶生产过程中产生大量废水，这些废水大多直接进入中水处理环节，污水处理费用较高，且对环境造成了一定影响。有鉴于此，本专利技术的一个具体实施方式中，提供一种抗冻性卡拉胶寡糖的制备方法，所述方法至少包括采用卡拉胶生产废液经滤膜过滤制备抗冻性卡拉胶寡糖。本专利技术的又一具体实施方式中，所述卡拉胶生产废液为如下(a)和/或(b)：(a)海藻原料经过碱处理、水洗后产生的水洗废液；(b)海藻原料经过碱处理、水洗、煮胶、过滤、凝胶(盐析或醇沉)后的卡拉胶凝胶进行脱水时产生的滤液；本专利技术的又一具体实施方式中，所述海藻原料为红藻(Rhodophyta)，进一步优选为耳突麒麟菜(Eucheumacottonii)、刺麒麟菜(Eucheumaspinosum)，上述海藻均为提取卡拉胶的常用原料，经碱处理去除细胞壁，将其中的胶质提取出后，部分碱处理过程中因分子链断裂形成的小分子寡糖仍残留在提取液中，因此通过纳滤脱除无机盐同时浓缩提取液，从而实现对卡拉胶寡糖产品的制备。本专利技术的又一具体实施方式中，所述滤膜孔径为2-10nm，所述滤膜优选为聚酰胺纳滤膜，采用该孔径下的聚酰胺纳滤膜进行连续过滤、浓缩，同时脱除小分子盐类和色素，得到浓缩液；本专利技术的又一具体实施方式中，碱处理过程中pH控制为10-12，碱液处理温度控制为60-80℃；料液比控制为1:10-20；同时，需要说明的是，由于(a)中的水洗废液碱性过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗冻性卡拉胶寡糖的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括采用卡拉胶生产废液经滤膜过滤制备抗冻性卡拉胶寡糖。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗冻性卡拉胶寡糖的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括采用卡拉胶生产废液经滤膜过滤制备抗冻性卡拉胶寡糖。


2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述卡拉胶生产废液为如下(a)和/或(b)：
(a)海藻原料经过碱处理、水洗后产生的水洗废液；
(b)海藻原料经过碱处理、水洗、煮胶、过滤、凝胶(盐析或醇沉)后的卡拉胶凝胶进行脱水时产生的滤液；
优选的，碱处理过程中pH控制为10-12，碱液处理温度控制为60-80℃；料液比控制为1:10-20；
优选的，(a)中的水洗废液加酸处理，使水洗废液pH降低至弱碱性(pH不高于8)或中性。


3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述滤膜孔径为2-10nm，所述滤膜优选为聚酰胺纳滤膜。


4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，经滤膜过滤后的浓缩液中可溶性固形物含量不大于10Bx。


5.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁海凤，张立峰，宋玉伟，
申请(专利权)人：临沂艾德森生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37