專利名稱：一種iota-型卡拉膠的脫水式制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機(jī)化學(xué)產(chǎn)品制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種iota-型卡拉膠脫水精制的新工藝，特別是一種iota-型卡拉膠脫水式制備方法。
背景技術(shù)：
卡拉膠Carrageenan又叫作鹿角菜膠或鹿角藻膠，是從麒麟菜屬、杉藻屬或角叉菜屬等紅藻中提取的極有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的紅藻多糖，屬于由D-半乳糖和3，6_內(nèi)醚半乳糖殘基所組成的線性多糖，殘基中帶有酯式硫酸鹽基團(tuán)。常見(jiàn)的卡拉膠根據(jù)含有硫酸酯的位置和數(shù)量的多少分為κ -(Kappa)型、t -(Iota)型和X-(Lamda)型等幾種類型；κ -卡拉膠是 D-半乳糖-4-硫酸鹽和3，6-內(nèi)醚-D-半乳糖的交互聚合物；t -卡拉膠和κ -卡拉膠類似，其特殊之處在于3，6-內(nèi)醚半乳糖是在2位碳形成硫酸鹽。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年卡拉膠的年國(guó)產(chǎn)量已突破2. 5萬(wàn)噸，并且市場(chǎng)需求量每年仍以5% 10%的速度遞增?？ɡz有著優(yōu)異的凝膠特性和流變特性，能與其它食品膠共混并有協(xié)同增效作用，因此，在食品、醫(yī)藥、日化及其它科研領(lǐng)域有著極為重要的應(yīng)用。由于卡拉膠不易被其它膠體所取代，因此它是一種具有高附加經(jīng)濟(jì)價(jià)值的海藻膠。目前世界上約80%以上的卡拉膠產(chǎn)品均屬κ-卡拉膠， 而事實(shí)上ι-卡拉膠在很多方面都比κ-卡拉膠更具優(yōu)勢(shì)，尤其在成本上t -卡拉膠的提取原料大約是κ-卡拉膠的提取原料耳突麒麟菜Eucheuma cottonii價(jià)格的三分之二。但是，國(guó)際市場(chǎng)每噸ι-卡拉膠成品的價(jià)格卻比κ-卡拉膠高2. 5倍左右，這是由于t -卡拉膠的生產(chǎn)過(guò)程中脫水工藝較難。現(xiàn)有的脫水工藝都是采用酒精脫水或冷凍脫水方法，這兩種脫水方法不僅工藝復(fù)雜，生產(chǎn)環(huán)境差，設(shè)備要求高而且占地面積也比較大，諸多原因造成 ι -卡拉膠成本居高不下。因此，尋求一種新型的脫水式制備iota-型卡拉膠的方法，簡(jiǎn)化其提取工藝，降低生產(chǎn)成本，是目前此領(lǐng)域亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種原料豐富低廉，工藝科學(xué)合理，生產(chǎn)成本明顯降低且具有良好應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)前景的iota-型卡拉膠的脫水式精制新工藝方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的iota-型卡拉膠脫水式制備方法，先將現(xiàn)有技術(shù)提取得到的iota-型卡拉膠膠液依次分別經(jīng)過(guò)粗濾、精濾、調(diào)整pH值、發(fā)泡、鹽析、固液分離、壓榨脫水和除鹽工藝步驟制成凝膠后，再將上述脫水后的凝膠干燥并粉碎得到 iota-型卡拉膠產(chǎn)品；其所述粗濾和精濾采用常規(guī)工藝方法進(jìn)行；調(diào)整pH值是在得到精濾的膠液后，用重量百分比為6 8 % NaOH或者6 8 %的KOH調(diào)整膠液pH值在8. 5 10范圍內(nèi)，該過(guò)程中維持膠液溫度在65 80°C范圍內(nèi)；所述的發(fā)泡工藝過(guò)程是采用液體粉碎機(jī)或膠體磨使膠液產(chǎn)生豐富細(xì)膩的泡沫，發(fā)泡過(guò)程中的膠液溫度維持在60 85°C，持續(xù)發(fā)泡 0. 5 lh，發(fā)泡裝置的轉(zhuǎn)速控制在2000 lOOOOr/min ；所述的鹽析步驟是在發(fā)泡過(guò)程中趁熱加入鹽析劑，攪拌速度控制在600 2000r/min，鹽析過(guò)程第一部分加入的鹽析劑為KCl和CaCl2溶液，添加時(shí)先加重量百分比濃度為7 % 10 %的KCl溶液再加入重量百分比濃度為8 12%的CaCl2溶液，KCl的加入重量為卡拉膠干基的0. 1 3%，CaCl2的加入重量為卡拉膠干基的0. 5 2. 5%，此時(shí)的膠液溫度控制在60 75°C范圍內(nèi)；第二部分加入的鹽析劑為十二烷基三甲基溴化銨(以下簡(jiǎn)稱CTAB)的乙醇溶液；添加時(shí)將CTAB溶于乙醇中配置成重量百分比濃度范圍為1 3%的溶液，加入重量為卡拉膠膠液的0. 3 (W/V)， 該過(guò)程中膠液的溫度控制在65°C以上，加入時(shí)間要求在第一部分鹽析劑加入10 15min后再加第二部分鹽析劑；鹽析劑用噴霧發(fā)生裝置以噴霧形式加入；所述的固液分離步驟是將漂浮的iota-型卡拉膠打撈起來(lái)，用200目的篩絹濾去游離水，浙干至膠體表面發(fā)澀，然后常規(guī)方式壓榨脫水；經(jīng)壓榨脫水后的卡拉膠用重量百分比濃度為65%的酒精浸洗2 3h， 除鹽后干燥和粉碎即得產(chǎn)品。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其技術(shù)工藝簡(jiǎn)單，提供的iota-型卡拉膠的脫水式精制原理可靠，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量好，市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步描述iota-型卡拉膠的脫水式精制工藝。本實(shí)施例先將現(xiàn)有技術(shù)提取得到的iota-型卡拉膠膠液依次分別經(jīng)過(guò)粗濾、精濾、調(diào)整PH值、發(fā)泡、鹽析、固液分離、壓榨脫水和除鹽工藝步驟制成凝膠后，再將上述脫水后的凝膠干燥并粉碎得到iota-型卡拉膠產(chǎn)品；所述的調(diào)整pH值是指在得到精濾的膠液后，采用6 8 % NaOH或者6 8 %的KOH調(diào)整膠液pH值在8. 5 10范圍內(nèi)，該過(guò)程中維持膠液溫度在65 80°C范圍內(nèi)；所述的發(fā)泡過(guò)程是采用液體粉碎機(jī)或膠體磨來(lái)使膠液產(chǎn)生豐富細(xì)膩的泡沫，發(fā)泡過(guò)程中的膠液溫度維持在60 85°C，持續(xù)發(fā)泡0. 5 lh，并且發(fā)泡裝置的轉(zhuǎn)速控制在2000 lOOOOr/min ；所述的鹽析步驟具體包括發(fā)泡過(guò)程中趁熱加入鹽析劑，此時(shí)的攪拌速度控制在600 2000r/min即可，該鹽析過(guò)程分為兩部分，第一部分加入的鹽析劑為KCl和CaCl2溶液，添加時(shí)的具體操作為先加KCl再加CaCl2溶液，KCl的濃度為7% 10%，CaCl2的濃度為9 12%，KCl的加入量為卡拉膠干基的0. 1 3%， CaCl2的加入量為卡拉膠干基的0. 5 2. 5%，此時(shí)的膠液溫度應(yīng)控制在60 75°C范圍內(nèi)； 第二部分加入的鹽析劑為十二烷基三甲基溴化銨(以下簡(jiǎn)稱CTAB)的乙醇溶液；添加時(shí)的具體操作為將CTAB溶于乙醇中配置成濃度范圍為1 3%的溶液，加入量為卡拉膠膠液的0.3 (W/V)，該過(guò)程中膠液的溫度控制在65°C以上，同時(shí)，加入時(shí)間上要求在第一部分鹽析劑加入10 15min后再加第二部分鹽析劑；所述的鹽析步驟還包括所有的鹽析劑都以噴霧的形式加入，即在該鹽析過(guò)程中要加一個(gè)噴霧發(fā)生裝置；所述的固液分離步驟具體包括將漂浮的iota-型卡拉膠打撈起來(lái)，用200目的篩絹濾去游離水，浙干至膠體表面發(fā)澀，然后壓榨脫水；經(jīng)壓榨脫水后的卡拉膠用重量百分比濃度為65%的酒精浸洗2 3h， 除鹽后經(jīng)常規(guī)工藝干燥和粉碎即得產(chǎn)品。實(shí)施例1 先稱取除雜晾干后的刺麒麟菜原料15g，將該原料依次經(jīng)過(guò)堿處理，水洗至中性， 剪細(xì)，提膠，精濾后得到約400ml膠液；用重量百分比濃度為7%的NaOH溶液將膠液調(diào)整至 pH = 9. 5，該過(guò)程中膠液的溫度要維持在70°C ；在3500r/min發(fā)泡過(guò)程中，趁熱先加入重量百分比濃度為8%的KCl溶液，再加重量百分比濃度為9%的CaCl2溶液，KCl的加入重量為卡拉膠干基的1%，CaCl2的加入重量為卡拉膠干基的1. 5%，此時(shí)的膠液溫度應(yīng)控制在 70°C范圍內(nèi)；待上述鹽析劑加入反應(yīng)IOmin后，以噴霧形式再加入重量百分比濃度為1 % 的CTAB的乙醇溶液，加入重量為卡拉膠膠液的0. 3% (W/V)，該過(guò)程中膠液的溫度控制在 65°C;將大量泌水的iota-型卡拉膠沉淀先用200目篩絹濾去游離水，浙干至膠體表面發(fā)澀再收集起來(lái)，壓榨脫水，用重量百分比濃度為65 %的酒精浸洗2h，除鹽，干燥，粉碎后得到成品卡拉膠粉末；制得產(chǎn)品6. 89g ；得率45. 9% ；凝膠強(qiáng)度為lOOg/cm2 (濃度2%，10°C )；粘度為500mPa. s (濃度1. 5% )；其余質(zhì)量指標(biāo)均符合FA0/QH0(1984)標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例2: 稱取除雜晾干后的刺麒麟菜原料10kg，將該原料依次經(jīng)過(guò)堿處理，水洗至中性，剪細(xì)，提膠，精濾后得到約270L膠液；用重量百分比濃度為7 %的KOH溶液將膠液調(diào)整至pH = 9. 5，該過(guò)程中膠液的溫度要維持在75。C ；在4500r/min發(fā)泡過(guò)程中，趁熱先加入重量百分比濃度為的KCl溶液，再加重量百分比濃度為8%的CaCl2溶液，KCl的加入量為卡拉膠干基的l%，CaCl2的加入量為卡拉膠干基的1. 5%，此時(shí)的膠液溫度應(yīng)控制在70°C范圍內(nèi)； 待上述鹽析劑加入反應(yīng)12min后，以噴霧形式再加入重量百分比濃度為1. 5%的CTAB的乙醇溶液，加入量為卡拉膠膠液的0.5% (W/V)，該過(guò)程中膠液的溫度控制在70°C ；將大量泌水的iota-型卡拉膠沉淀先用200目篩絹濾去游離水，浙干至膠體表面發(fā)澀再收集起來(lái)， 用重量百分比濃度為65%的酒精浸洗2.證，壓榨脫水，除鹽，干燥，粉碎得到成品卡拉膠粉末；制得產(chǎn)品4. 31kg ；得率43. ；凝膠強(qiáng)度為120g/cm2 (濃度2%，10°C)；粘度為490mpa. s (濃度1. 5% )；其余質(zhì)量指標(biāo)均符合FA0/QH0(1984)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施例3:稱取除雜晾干后的刺麒麟菜原料20kg，將該原料依次經(jīng)過(guò)堿處理，水洗至中性，剪細(xì)，提膠，精濾后得到約MOL膠液；用重量百分比濃度為6%的NaOH溶液將膠液調(diào)整至pH =9. 5，該過(guò)程中膠液的溫度要維持在70°C ；在6500r/min發(fā)泡過(guò)程中，先加入濃度為10% 的KCl溶液，再加重量百分比濃度為12%的CaCl2溶液，KCl的加入量為卡拉膠干基的1%， CaCl2的加入量為卡拉膠干基的1. 5%，此時(shí)的膠液溫度應(yīng)控制在75°C ；待上述鹽析劑加入反應(yīng)15min后，以噴霧形式再加入重量百分比濃度為2. 5%的CTAB的乙醇溶液，加入量為卡拉膠膠液的1 % (W/V)，該過(guò)程中膠液的溫度控制在75°C ；將大量泌水的iota-型卡拉膠沉淀先用200目篩絹濾去游離水，浙干至膠體表面發(fā)澀再收集起來(lái)，壓榨脫水，用重量百分比濃度為65%的酒精浸洗3h，除鹽，干燥，粉碎后制得產(chǎn)品8. 98kg ；得率44. 9% ；凝膠強(qiáng)度為115g/cm2 (濃度2%，10°C )；粘度為500mpa. s (濃度1. 5% )；其余質(zhì)量指標(biāo)均符合FAO/ QHO (1984)標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種iota-型卡拉膠的脫水式制備方法，其特征在于先將現(xiàn)有技術(shù)提取得到的 iota-型卡拉膠膠液依次分別經(jīng)過(guò)粗濾、精濾、調(diào)整pH值、發(fā)泡、鹽析、固液分離、壓榨脫水和除鹽工藝步驟制成凝膠后，再將上述脫水后的凝膠干燥并粉碎得到iota-型卡拉膠產(chǎn)品；粗濾和精濾采用常規(guī)工藝方法進(jìn)行；調(diào)整PH值是在得到精濾的膠液后，用重量百分比為6 8 % NaOH或者6 8 %的KOH調(diào)整膠液pH值在8. 5 10范圍內(nèi)，該過(guò)程中維持膠液溫度在65 80°C范圍內(nèi)；發(fā)泡是采用液體粉碎機(jī)或膠體磨使膠液產(chǎn)生豐富細(xì)膩的泡沫，發(fā)泡過(guò)程中的膠液溫度維持在60 85°C，持續(xù)發(fā)泡0. 5 lh，發(fā)泡裝置的轉(zhuǎn)速控制在 2000 lOOOOr/min ；鹽析步驟是在發(fā)泡過(guò)程中趁熱加入鹽析劑，攪拌速度控制在600 2000r/min，鹽析過(guò)程第一部分加入的鹽析劑為KCl和CaCl2溶液，添加時(shí)先加重量百分比濃度為7% 10%的KCl溶液再加入重量百分比濃度為8 12%的CaCl2溶液，KCl的加入重量為卡拉膠干基的0. 1 3% ,CaCl2的加入重量為卡拉膠干基的0. 5 2. 5%，此時(shí)的膠液溫度控制在60 75°C范圍內(nèi)；第二部分加入的鹽析劑為十二烷基三甲基溴化銨或簡(jiǎn)稱CTAB的乙醇溶液；添加時(shí)將CTAB溶于乙醇中配置成重量百分比濃度為1 3%的溶液， 加入重量為卡拉膠膠液的0.3 (W/V)，該過(guò)程中膠液的溫度控制在65°C以上，加入時(shí)間要求在第一部分鹽析劑加入10 15min后再加第二部分鹽析劑；鹽析劑用噴霧發(fā)生裝置以噴霧形式加入；固液分離是將漂浮的iota-型卡拉膠打撈起來(lái)，用200目的篩絹濾去游離水，浙干至膠體表面發(fā)澀，然后常規(guī)方式壓榨脫水；經(jīng)壓榨脫水后的卡拉膠用重量百分比濃度為65%的酒精浸洗2 3h，除鹽后干燥和粉碎即得產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明屬于有機(jī)化學(xué)產(chǎn)品制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種iota-型卡拉膠脫水精制的新工藝，特別是一種iota-型卡拉膠脫水式制備方法，先采用常規(guī)技術(shù)用原料提取得到卡拉膠膠液，再將現(xiàn)有技術(shù)提取得到的iota-型卡拉膠膠液依次分別經(jīng)過(guò)粗濾、精濾、調(diào)整pH值、發(fā)泡、鹽析、固液分離、壓榨脫水和除鹽工藝步驟制成凝膠后，再將上述脫水后的凝膠干燥并粉碎得到iota-型卡拉膠產(chǎn)品；其技術(shù)工藝簡(jiǎn)單，提供的iota-型卡拉膠的脫水式精制原理可靠，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量好，市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。
文檔編號(hào)C08B37/00GK102174118SQ201110022258
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月15日
發(fā)明者張立新, 朱敏, 聶毅 申請(qǐng)人:青島大學(xué)