一种Iota-卡拉胶的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种Iota-卡拉胶的制备方法，将原料于质量百分比为3-7％氢氧化钾中进行碱改性，改性处理后的原料经稀酸溶液中和至pH为7-8，中和后用水清洗改性后原料液，而后于微波辐射功率为180-450W下微波辐射处理5-20min，高温水煮提胶，提胶时加入0.01-0.1％焦磷酸钾助剂，即得到高产率和高凝胶强度的Iota-卡拉胶。采用氢氧化钾可减少碱处理中的胶质损失，稀酸中和处理大大减少了了用水量，微波辐射处理和加入助剂提胶，使胶质更容易溶出且凝胶强度提高，具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海洋化工程
，特别是涉及一种Iota-卡拉胶的制备方法。
技术介绍
卡拉胶(也称角叉菜胶或鹿角藻胶)是从海洋红藻中提取的天然高分子亲水多糖。其化学结构是由D-半乳糖和3，6-脱水-D-半乳糖残基所组成的线形多糖化合物。不同的来源有不同的精细结构，其胶体性质也不尽相同，已命名的有kappa(卡帕)，iota(阿欧塔)，lambda(莱姆达)，mu(缪)，nu(纽)，theta(塞塔)，xi(西)型卡拉胶等，但商业化生产的主要是前三种，产量大的是kappa型，Iota型和Lambda型产量较小。卡拉胶在食品、医药、日用化工、生物化学，建筑涂料、纺织印染和食品等方面的用途十分广泛。在食品工业中作为胶凝剂、增稠剂、稳定剂、悬浮剂和澄清剂，可用在软糖、果冻、火腿肠、肉罐头、冰淇淋、饮料、调味品、牛奶、仿生食品、果酱、啤酒、面包以及宠物食品中。在生物化学上可用作微生物载体和固定化细胞载体等。卡拉胶的凝胶特性取决于卡拉胶的类型，kappa-型和iota-型卡拉胶能形成热可逆凝胶，lambda-型卡拉胶则不能胶凝。Iota-卡拉胶主要存在于刺生麒麟菜及小孔叶麒麟菜中。Iota-卡拉胶形成的凝胶比kappa-卡拉胶更加柔软、富有弹性且透明性好，并具有无脱水收缩性和耐高盐等性质，在牛奶及水系统中呈触变型流体特性等。由于Iota-卡拉胶的诸多物理化学特性与kappa-卡拉胶和其他胶体有明显的不同，使得其在食品、化妆品、医药等行业中有着广泛的应用价值和潜力。近年来，Iota-卡拉胶在国内外发展迅速，需求量逐年增加。Iota-卡拉胶来源于菲律宾海域Eucheuma Spinosum海藻，而kappa-卡拉胶来源于Eucheuma cottonii海藻，二者原料差异很大，提取工艺也应不同。但现有Iota-卡拉胶的提胶工艺大多还是氢氧化钠碱处理，大量清水浸泡洗至中性，水煮提胶后过滤，用醇沉工艺获得Iota-卡拉胶。基本沿用了kappa-型提胶工艺，只做了少量改进，造成溶胶严重、胶得率低，凝胶强度不高。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的不足，提供一种Iota-卡拉胶的制备方法。为实现上述目的本专利技术采用的技术方案为：一种Iota-卡拉胶的制备方法：以刺生麒麟菜(Eucheuma Spinosum)为原料，将原料于质量百分比为3-7％氢氧化钾中进行碱改性，改性处理后的原料经稀酸溶液中和至pH为7-8，中和后用水清洗改性后原料液，而后于微波辐射功率为180-450W下微波辐射处理5-20min，高温水煮提胶，提胶时加入的0.01-0.1％焦磷酸钾助剂，即得到Iota-卡拉胶。所述原料藻体与温度为50-70度的氢氧化钾溶液以固液比1∶5-10进行混合，混合后改性处理处理时间为1-4小时，而后取出原料沥干碱液。所述稀酸溶液为稀盐酸，浓度为0.05-0.5M/L；中和后用清水浸泡2次，每次1小时，而后取出原料沥干。所述高温水煮提胶时，将藻体投入其重量20-30倍的水中，并在水中添加体积质量比添加0.01-0.1％焦磷酸钾作为提胶助剂，提胶温度95-100度。所述高温水煮提胶后趁热于300目筛网过滤，胶液装盘，冷却后置于-18℃冷冻24小时，在经低温水漂解冻、脱水，冷冻干燥，即得干燥处理后的Iota-卡拉胶。本专利技术所具有的优点：1.本专利技术采用氢氧化钾进行碱处理，保持了藻体的完整和降低了卡拉胶的损失，提取率和凝胶强度明显高于其它试剂。2.本专利技术采用微波辐射预处理和添加提胶助剂焦磷酸钾，使藻体胶质顺利溶出，提高了卡拉胶产率。微波辐射处理使藻体细胞壁出现裂痕、破碎，有利于胶质的溶出。磷酸盐容易吸附于藻体纤维质及卡拉胶表面，自身所带负电荷较多，大大增加了界面电势，减弱它们之间的粘附力，同时磷酸盐吸附大量的水分子，使纤维质和卡拉胶溶胀，在加热情况下使其容易溶于水中。3.本专利技术采用稀酸中和处理，减少了水洗次数2-3次，减少耗水量40-50％，而且排污水量减少，直排水酸度接近中性，水处理成本大为降低。4.采用本专利技术的方法后，Iota-卡拉胶产率为24.6％，凝胶强度为77g/cm2。具体实施方式实施例1以菲律宾海洋红藻刺生麒麟菜(Eucheuma Spinosum)为原料，将配制质量百分比7％氢氧化钾液加热至70度，在以固液比为1∶10，加入原料藻体，恒温反应1小时，300目筛网过滤，取出藻体沥干碱液，而后以0.5M/L盐酸溶液浸泡，调PH至7-8，再加清水浸泡2次，每次1小时，取出藻体沥干。将沥干藻体置于微波炉中处理，微波功率450w，反应时间10min。经微波处理后的藻体投入其藻体重量20-30倍的水中，并在水中添加体积质量比0.05％的焦磷酸钾作为提胶助剂，提胶温度100度，提胶时间60min。提胶后趁热300目筛网过滤，胶液装盘，冷却后置于冰箱中-18℃冷冻24小时，低温(水温≤15度)水漂解冻脱水，冷冻干燥，即得到Iota-卡拉胶。将上述所得胶体进行测定产率为21.0％，凝胶强度为66g/cm2。(产率Y(％)＝产品重量×(1-产品水分％)/原料重量×(1-原料水分)；凝胶强度测定方法：准确配制1.5％的卡拉胶溶液(含2％氯化钙)，加热微沸，倒杯后20度恒温8-12小时，用凝较强度测定仪测定，取平均值。)现有采用碱改性处理能除去大部分硫酸基，减少了因硫酸基所造成的静电斥力，从而提高凝胶强度。另外碱处理有助于除去杂质，提高卡拉胶的纯度和性能。但同时碱液使藻体皮层细胞受损，部分卡拉胶也受热溶解或分解而流失于碱液中，造成“跑胶”现象，因此卡拉胶的提取率降低。采用氢氧化钠进行碱处理，造成溶胶损失严重。而本专利技术采用氢氧化钾进行碱处理，钾离子能促进卡拉胶分子间的交联。钾离子进入藻体组织后，沉积于细胞间质中，作为键桥连接了卡拉胶分子的双螺旋结构，使其进一步交联成更大的分子团，不易于溶胀和溶解于水中，保持了藻体的完整和降低了卡拉胶的损失，提取率和凝胶强度明显高于其它试剂。同时提胶工艺和碱改性正好相反。这是因为碱处理时要保护藻体不让卡拉胶流失在碱液中，在提胶中却希望卡拉胶尽量地溶入水中，以提高提取率。由于含Iota-卡拉胶Eucheuma Spinosum藻体中含纤维质较高，阻碍了胶质的顺利溶出。所以要提高提取率，就必须设法破坏纤维质或胶质与纤维质的相互作用来达到目的。本专利技术中，通过提胶前用微波辐射预处理藻体的方法和提胶时添加助剂实现了胶质的顺利溶出，提高了产率。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种Ｉｏｔａ－卡拉胶的制备方法，其特征在于：以刺生麒麟菜（ＥｕｃｈｅｕｍａＳｐｉｎｏｓｕｍ）为原料，将原料于质量百分比为３－７％氢氧化钾中进行碱改性，改性处理后的原料经稀酸溶液中和至ｐＨ为７－８，中和后用水清洗改性后原料液，而后于微波辐射功率为１８０－４５０Ｗ下微波辐射处理５－２０ｍｉｎ，高温水煮提胶，提胶时加入０．０１－０．１％的焦磷酸钾助剂，即得到Ｉｏｔａ－卡拉胶。

【技术特征摘要】
1.一种Iota-卡拉胶的制备方法，其特征在于：以刺生麒麟菜(Eucheuma 
Spinosum)为原料，将原料于质量百分比为3-7％氢氧化钾中进行碱改性，改性处
理后的原料经稀酸溶液中和至pH为7-8，中和后用水清洗改性后原料液，而后于
微波辐射功率为180-450W下微波辐射处理5-20min，高温水煮提胶，提胶时加入
0.01-0.1％的焦磷酸钾助剂，即得到Iota-卡拉胶。
2.按权利要求1所述的Iota-卡拉胶的制备方法，其特征在于：所述原料藻
体与温度为50-70度的氢氧化钾溶液以固液比1∶5-10进行混合，混合后改性处理
处理时间为1-4小时，而后取出原料沥干碱液。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘松，李鹏程，邢荣娥，李荣锋，李克成，冯金华，于华华，
申请(专利权)人：中国科学院海洋研究所，
类型：发明
国别省市：95