专利名称：一种低硫酸基低黏度卡拉胶的制备方法
技术领域：
本发明属于海藻多糖制备技术领域，具体涉及一种低硫酸基低黏度卡拉胶的制备方法。
背景技术：
卡拉胶主要存在于红藻纲中的麒麟菜属(耳突麒麟菜和刺麒麟菜)、角叉菜属、杉菜属和沙菜属等的细胞壁中，目前只要以麒麟菜为主。卡拉胶是由l，3-i3_D-吡喃半乳糖和l，4-a_D-吡喃半乳糖作为基本骨架，交替连接而成的线性硫酸基多糖，根据硫酸基的连接位置，可分为K -卡拉胶，λ -卡拉胶，μ -卡拉胶，V -卡拉胶，I -卡拉胶，ξ -卡拉胶，Θ-卡拉胶等7种主要类型。卡拉胶的生产是20世纪才开始的，目前美国年产4500吨，丹麦年产3000吨，法国 2800吨，我国产I. 5万吨，主要用于果冻生产、高级软糖、食品饮料增稠剂、肉类粘合剂等， 国内销售约6000吨/年，在世界三大海藻胶中排在褐藻胶之后，居第二位。卡拉胶最重要的质量指标是凝胶强度、硫酸基含量及黏度的大小，而凝胶强度、黏度与硫酸基有非常密切的关系，硫酸基含量高，凝胶强度小，黏度大；硫酸基含量低，凝胶强度大，黏度小。传统的方法是对硫酸基含量较高的原料(目前主要是麒麟菜)采用高温稀碱处理的方法，即90±2°C，
5-10% NaOH, 5% KCI，处理4小时。NaOH碱处理可以脱除麒麟菜中半乳糖3，6位上的硫酸基，使这些单位变成3，6_内醚半乳糖，降低了卡拉胶的硫酸基含量和黏度，也提高卡拉胶的凝胶强度；KCI的作用是高温处理时，阻止麒麟菜中小分子的卡拉胶溶入碱处理液中，但是此方法还是存在许多缺陷(I)卡拉胶的硫酸基含量太高达到15-40%。(2)卡拉胶的黏度高，I. 5%的浓度,在75°C测定结果大于IOmpa. S。(3)灰分高，由于卡拉胶中硫酸基含量高达15-40%，水不溶物达到I. 0%左右。(4)氢氧化钠和氯化钾处理液，不能无限次循环使用，因为氯化钾中钾离子不能完全阻止麒麟菜中小分子卡拉胶溶出，每处理一批麒麟菜总有少量的卡拉胶溶到碱液中，污染了碱液，处理20批麒麟菜后，就再也不能使用了，不仅增加了卡拉胶成本，也对环境产生了巨大污染。(5)高耗能、高污染，传统技术生产卡拉胶的最大问题是前期用水量和用碱量大， 每生产I吨卡拉胶，需要用水1000多吨，消耗化学碱I吨多，而且产生大约500 700吨含碱废水，需要进行大量污水处理。由于上述技术上的缺陷，严重影响了卡拉胶的质量，制约了卡拉胶在高端领域的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种低硫酸基低黏度卡拉胶的制备方法，它不仅能弥补现有技术的上述不足，而且还可以提高卡拉胶的得率，处理碱液可以无限次循环使用，达到低碳节能减排的目的。
本发明的方法，是用氢氧化钾替代氢氧化钠和氯化钾来从麒麟菜中制备卡拉胶。本发明的低硫酸基低黏度卡拉胶的制备方法，其特征是首先称取麒麟菜加入4-8 倍麒麟菜重量的7-40%氢氧化钾碱溶液，升温至20-90°C处理2-168小时；再将麒麟菜与碱溶液分离，并用清水将麒麟菜洗至中性；然后加入5-10倍麒麟菜重的水，升温至100°C煮胶
I.5-2. 5小时，立即将溶液通过硅藻土过滤，过滤液经凝胶，脱水，烘干后制成低硫酸基低黏度卡拉胶。所述的麒麟菜为耳突麒麟菜或刺麒麟菜，耳突麒麟菜含K-卡拉胶高，刺麒麟才含I -卡拉胶高。上述的氢氧化钾碱溶液与麒麟菜分离后再回收利用。本发明的低硫酸基低黏度卡拉胶的制备方法，是采用KOH替代传统的NaOH+KCI的碱处理方法，极大提高了脱除麒麟菜中半乳糖3，6位上硫酸基的能力，降低了卡拉胶中硫酸基含量和黏度，提高卡拉胶的凝胶强度和得率，并且氢氧化钾可以无限次循环使用，降低企业生产成本，达到低碳节能减排的目的，打开了制约我国高端卡拉胶制备技术瓶颈，拓宽了卡拉胶精深加工应用领域。
具体实施例方式本发明的低硫酸基低黏度卡拉胶的制备方法，其特征是称取麒麟菜加入4-8倍麒麟菜重量的质量百分数为7-40%的氢氧化钾碱溶液，升温至20-90°C，碱处理2-168小时， 将麒麟菜与碱液分离，并用清水将麒麟菜洗至中性，然后加入5-10倍麒麟菜重的水，升温至100°C煮胶I. 5-2. 5小时，趁热硅藻土过滤，过滤液经凝胶，脱水，烘干，粉碎，包装，得到本发明的低硫酸基低黏度卡拉胶。所述的氢氧化钾的质量百分数为7-40%，若氢氧化钾的质量百分数小于7%，则极大削弱了脱除麒麟菜中硫酸基的能力，但随着氢氧化钾的质量百分数的逐渐增加，则会增加麒麟菜的洗涤次数和用水量，增加生产成本，相应的污染也会加大。实施例I :称取IOOKg麒麟菜，加入质量百分数为10%的氢氧化钾溶液500如，90±21，碱处理3小时，氢氧化钾中的钾离子可以完全阻止麒麟菜中小分子的卡拉胶溶出，使氢氧化钾溶液可以无限次回收循环利用，降低成本，节能减排30-40%，而且还可以更有地效将麒麟菜多糖中3，6位上的硫酸基除掉，使硫酸基含量由传统方法制得的卡拉胶从15-40%降至5%以下，黏度从大于IOmpa. s降至小于lmpa. s,凝胶强度从1000g/cm2左右提高至大于1200g/cm2，提高了卡拉胶的质量，拓宽了卡拉胶在医药、保健食品及化妆品领域的应用。 将碱处理好的麒麟菜与氢氧化钾溶液分离，麒麟菜用自来水冲洗至中性，然后加入到煮胶罐，并加入600Kg自来水，升温至100°C，煮胶2小时，趁热硅藻土过滤，过滤液经冷却凝胶， 压榨脱水，烘干，粉碎，包装，得到本发明低硫酸基低黏度卡拉胶21. 2Kg。卡拉胶的黏度为
O.78mpa. S，硫酸基含量4. 12%，灰分8. 4%，凝胶强度1220g/cm2。实施例2称取IOOKg麒麟菜，加入质量百分数为18%的氢氧化钾溶液500如，60±21，碱处理8小时，将碱处理好的麒麟菜与氢氧化钾溶液分离，麒麟菜用自来水冲洗至中性，然后加入到煮胶罐，并加入600Kg自来水，升温至100°C，煮胶2小时，趁热硅藻土过滤，过滤液经冷却凝胶，压榨脱水，烘干，粉碎，包装，得到本发明低硫酸基低黏度卡拉胶23. 5Kg。卡拉胶的黏度为O. 56mpa. s，硫酸基含量3. 1%，灰分6. 4%，凝胶强度1280g/cm2实施例3称取IOOKg麒麟菜，加入质量百分数为38%的氢氧化钾溶液500如，20±21，碱处理72小时，将碱处理好的麒麟菜与氢氧化钾溶液分离，麒麟菜用自来水冲洗至中性，然后加入到煮胶罐，并加入600Kg自来水，升温至100°C，煮胶2小时，趁热硅藻土过滤，过滤液经冷却凝胶，压榨脱水，烘干，粉碎，包装，得到本发明低硫酸基低黏度卡拉胶24. 7Kg。卡拉胶的黏度为O. 14mpa. s，硫酸基含量I. 8%，灰分4. 1%，凝胶强度1340g/cm2随着氢氧化钾质量百分数的增加，碱处理的温度相应降低，处理时间也相应延长， 生产成本也增加，但是卡拉胶的硫酸基、黏度及灰分含量却大幅降低，凝胶强度不断提高， 卡拉胶的产品质量不断提高。
权利要求
1.一种低硫酸基低黏度卡拉胶的制备方法，其特征在于，是用氢氧化钾替代氢氧化钠和氯化钾来从麒麟菜中制备卡拉胶。
2.如权利要求I所述的制备方法，其具体步骤如下首先称取麒麟菜加入4-8倍麒麟菜重量的7-40%氢氧化钾碱溶液，升温至20-90°C处理2-168小时；再将麒麟菜与碱溶液分离，并用清水将麒麟菜洗至中性；然后加入5-10倍麒麟菜重的水，升温至100°C煮胶I.5-2. 5小时，立即将溶液通过硅藻土过滤，过滤液经凝胶，脱水，烘干后制成低硫酸基低黏度卡拉胶。
3.如权利要求I所述的制备方法，其特征在于所述的麒麟菜为耳突麒麟菜或刺麒麟菜。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述的氢氧化钾碱溶液与麒麟菜分离后可以无限次再回收利用。
5.一种卡拉胶，是由权利要求I所述的方法制备的。
全文摘要
本发明涉及一种低硫酸基低黏度卡拉胶的制备方法，首先称取麒麟菜加入4-8倍麒麟菜重量的7-40％氢氧化钾碱溶液，升温至20-90℃处理2-168小时；再将麒麟菜与碱溶液分离，并用清水将麒麟菜洗至中性；然后加入5-10倍麒麟菜重的水，升温至100℃煮胶1.5-2.5小时，立即将溶液通过硅藻土过滤，过滤液经凝胶，脱水，烘干后制成低硫酸基低黏度卡拉胶。本发明的低硫酸基低黏度卡拉胶的制备方法，是采用KOH替代传统的NaOH+KCI的碱处理方法，极大提高了脱除麒麟菜中半乳糖3，6位上硫酸基的能力，降低了卡拉胶中硫酸基含量和黏度，提高卡拉胶的凝胶强度和得率，并且氢氧化钾可以无限次循环使用，降低企业生产成本，达到低碳节能减排的目的。
文档编号C08B37/00GK102585025SQ201210024428
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月5日 优先权日2012年2月5日
发明者付晓婷, 刘雪平, 王学良, 许加超, 许帆, 邱炜峰, 高昕 申请人:中国海洋大学, 福建环球海洋生物科技有限公司