酶解法从海带中提取褐藻胶寡糖新工艺研究与开发可行性研究报告
(1)制海带粉
海带用清水冲洗干净,用粉碎机粉碎,然后过60-100目筛得到干粉,未过筛的海带重新粉碎、过筛;
(2)浸泡
将海带粉投入酶解罐中,加入海带粉重量8~12倍的水,搅拌至充分溶解;
(3)纤维素酶酶解
将1200~1600 U/g的纤维素酶制剂投入酶解罐中,加入量为海带粉重量的8~12%,搅拌均匀,加10%的盐酸溶液调节至PH为4-5,在55~65℃的温度条件下酶解3-4小时,得到纤维素酶酶解产物;
(4)消化
向纤维素酶酶解产物中加入海带粉重量8~13%的碳酸钠和海带粉重量10-15倍的热水,在50-80℃的温度条件下,消化120~180分钟,得到褐藻酸纳泥状物;
(5)离心过滤
将得到的褐藻酸纳泥状物700-900 r/min条件下离心20-40 min,分离出残渣,得到一次胶液;用适量水洗涤残渣,再次离心;将一次胶液泵入裂解罐,残渣再次进入消化工序;
(6)漂白
向一次胶液中加入30-35%的H2O2溶液,加入量为海带粉重量的2-4%,在70-90℃的温度条件下漂白1-2 小时;
(7)褐藻胶裂解酶酶解
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将800-1200 U/g的褐藻胶裂解酶投入裂解罐中,加入量为海带粉的10-15%,搅拌均匀,加31%的NaOH溶液调pH至7-9,在20~45℃的温度条件下酶解反应3-4小时,得到褐藻胶裂解酶酶解液;
(8)高速离心精滤
将褐藻胶裂解酶酶解液1500-2000 r/min条件下离心20-30 min,分离出残渣,得到二次胶液;用适量水洗涤残渣,再次离心;残渣用于生产海藻饲料;
(9)酒精脱水
将二次胶液泵入酒脱工序,加入无水乙醇脱水得到固相褐藻胶寡糖,无水乙醇与二次胶液的体积比为1.2:1,脱水后酒精回收;
(10)粉碎、烘干
将酒精脱水后得到的固相褐藻胶寡糖进行粉碎和烘干处理,烘干至含水量≤15%。
2、项目技术路线图如下:
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海带包装挑拣烘干粉碎粉碎过筛酒精脱水海带粉高速离心精滤浸泡纤维素复合酶制剂酶解碳酸钠消化滤渣裂解褐藻胶裂解酶漂白过氧化氢溶液离心过滤滤渣生产海藻饲料 3、项目创新点:
①酶解细胞壁,使反应更加充分
将海带制成海带粉与纤维素酶反应,增加纤维素复合酶与底物的作用面积,提高反应速率,反应更加完全,提高细胞壁的破碎程度,进而提高产品产率;
②褐藻胶裂解酶对褐藻胶的特异性
褐藻胶裂解酶对褐藻胶具有特异性,大大提高褐藻胶降解速度,该工艺与物理降解法、酸降解法、氧化降解法相比,反应条件温和,具备很强的可控性和特异性,减少化学原料的使用量,节能环保;
③酒精脱水
采用酒精脱水,免除传统工艺中的钙化和脱钙等工艺步骤,减少化学原料的使用,降低褐藻胶寡糖在这些工艺中的损耗,进而大大提
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高产品回收率;
④过氧化氢的漂白作用
利用褐藻胶自身的微酸环境进行氧化降解,充分发挥过氧化氢的漂白作用,有效去除色素,产品色泽洁白;此外,过氧化氢与褐藻胶裂解酶无交叉反应,不影响褐藻胶裂解酶的活性,还能促进褐藻胶的降解,“三废”污染少,易于大规模工业化生产;
(二)、主要技术指标 1、项目关键技术指标
①海带前处理工艺:清洗干净的海带切块、粉碎,得80目干粉; ②褐藻胶裂解酶酶解技术:加入800-1200U/g的褐藻胶裂解酶,加入量为海带粉的10-15%,pH值7-9,减少化学原料的使用量,节能环保;
③酒精脱水技术:加入无水乙醇脱水,无水乙醇与二次胶液的体积比为1.2:1,脱水后酒精回收,大大提高产品回收率;
④过氧化氢漂白技术:加入30-35%的过氧化氢溶液,加入量为海带粉重量的2-4%,有效去除色素,产品色泽洁白。
2、项目申请一项国家发明专利,获得褐藻胶裂解酶酶解技术、酒精脱水技术、过氧化氢漂白技术,技术水平为国际先进。产品主要技术指标:
执行标准 指标值 指标 色泽及性 状
2010年版中华人民共和GB1976-2008 国药典 乳白色至浅黄色或浅8
白色至浅棕黄色粉末;酶解法从海带中提取褐藻胶寡糖新工艺研究与开发可行性研究报告
黄褐色粉末或粒状 几乎无臭,无味。在水中溶胀程胶体溶液,在乙醇中不溶。 氯化物/% ≤ 干燥失重/% ≤ 灰分 (以干基计) /% 重金属/ppm ≤ 砷(As)/(mg/kg) ≤ 细菌/(个/g) ≤ 霉菌及酵母菌/(个/g) ≤ 大肠埃希菌 沙门氏菌(10g) pH值 水不溶物/% ≤ 透光率/% 铅(Pb)/(mg/kg) ≤ 15 18~27 2 6.0~8.0 0.6 符合规定 4 1 15 30~36 40 2 1000 100 不得检出 不得检出 (三)、主要经济、社会、环境效益
项目达产后预计将实现年销售收入800万元,利税121万元。 项目通过一种酶解细胞壁从海带中提取褐藻胶寡糖的新工艺技术,提高了海带的利用率,增加了海带加工业的产品附加值,提高了产品的生产加工水平并提增加了褐藻胶寡糖的品质。项目的产业化推广将进一步提高青岛市海藻工业技术水平和产品档次,提升了青岛市海藻工业在全国的地位。
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