巨藻生产褐藻胶工艺改进方法的探讨
高效产褐藻胶裂解酶菌株产酶条件优化及降解寡糖结构分析
第２期
国晶晶ꎬ等: 高效产褐藻胶裂解酶菌株产酶条件优化及降解寡糖结构分析
２５３
通过对菌株形态、 生理生化鉴定及 １６Ｓ ｒＲＮＡ 基因 鉴定ꎬ 并优化其产酶条件ꎬ 进行发酵罐中试发酵ꎬ 利用菌株产粗酶液制备褐藻胶低聚糖或寡糖ꎬ 并对 降解的低聚糖或寡糖进行结构分析ꎬ 以期找到高效 产褐藻胶裂解酶的微生物菌株ꎬ 为后续褐藻胶寡糖 的分离纯化和生理活性研究提供数据资料ꎮ
第 ３４ 卷第 ２ 期 ２０ １ ９ 年 ４ 月
大连海洋大学学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＤＡＬＩＡＮ ＯＣＥＡＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
Ｖｏｌ.３４ Ｎｏ.２ Ａｐｒ . ２ ０ １ ９
ＤＯＩ:１０.１６５３５ / ｊ.ｃｎｋｉ.ｄｌｈｙｘｂ.２０１９.０２.０１５
文章编号:２０９５ － １３８８( ２０１９) ０２ － ０２５２ － ０８
收稿日期: ２０１８－０６－０９ 基金项目: 国家自然科学基金资助项目 (３１４７１６１０) ꎻ 国家重点研发计划 (２０１８ＹＦＤ０９０１１０４) ꎻ 现代农业产业技术体系专项 ( ＣＡＲＳ－５０) 作者简介: 国晶晶 (１９９３—) ꎬ 女ꎬ 硕士研究生ꎮ Ｅ－ｍａｉｌ: ４７８７７１１８７＠ ｑｑ������ ｃｏｍ 通信作者: 汪秋宽 (１９６２—) ꎬ 女ꎬ 教授ꎮ Ｅ－ｍａｉｌ: ｗｑｋ３２０＠ ｄｌｏｕ������ ｅｄｕ������ ｃｎ
海星 Ａｓｔｅｒｏｉｄｅａ ｓｐ������ 作为海洋无脊 椎 动 物ꎬ 隶 属于棘皮动物门ꎬ 主要食用海参、 牡蛎等以海藻等 作为主要食物的海洋动物ꎬ 其体内可以存在与消化 酶共同参与褐藻胶消化及吸收的微生物菌群ꎮ 目 前ꎬ 从海星内脏中筛选得到产褐藻胶裂解酶的菌株 鲜有报道ꎮ 本研究中ꎬ 主要以褐藻胶作为唯一碳 源ꎬ 在海星内脏中筛选出一株产褐藻胶裂解酶菌株ꎬ
褐藻胶提取工艺文献摘要
Extraction 提取褐藻胶原料：马尾藻、海带。
1、酸化法：海带用甲醛液浸泡后, 加纯碱消化, 生成可容性揭藻酸钠, 随后过滤, 滤液用盐酸（或硫酸）进行酸化, 即得揭藻酸将其压滤脱水后, 溶于酒精中, 加入苛性碱液, 使其转化为中性盐。
再经分离、干燥, 即制得揭藻酸钠成品。
2、钙化法：海带浸泡后, 加纯碱消化（同酸化法）过滤后, 滤液中加CaCl2（凝聚剂）反应生成揭藻酸钙。
分离后加盐酸, 脱钙后制得揭藻酸。
再经压榨脱水、醇溶、加碱转化, 最后分离, 烘干, 即制得褐藻酸钠成品。
从野生马尾藻中提取褐藻酸钠的条件研究：消化的温度过高, 时间过长, 都会降低产品的粘度。
本研究在温度控制上采用先高后低, 分段渐降的方法。
同时增大碱的浓度, 使消化时间比一般报道的时间1. 5 h 左右缩短到30 min, 操作简单,提高消化效率, 产率几乎不变。
这是因为高温和高碱度, 能使马尾藻表皮迅速脱落, 增大碱与胶质作用速度, 大大缩短消化时间。
但是如果高温处理时间过长, 胶质的高分子链容易断裂, 引起粘度下降。
所以应当适时降低温度, 加水稀释以利于搅拌。
如上处理一般可使粘度提高3～5漂白最易使产品的高分子链断裂, 降低粘度。
漂白液的浓度和漂白时间对产品的粘度都有严重影响, 以往是先用次氯酸钠漂白后再用氯化钙钙化, 漂白和钙化分开进行。
而我们采用酸化废液与比较便宜的漂白粉配制成适宜的钙浓度和氯浓度的钙化漂白液, 在一定的pH 条件下, 使钙化和漂白同时进第4期谢天俊等:从野生马尾藻中提取褐藻酸钠条件的研究311行。
钙化和漂白合并进行, 使褐藻酸钙较快地从溶液中分离出来, 减少与氯的接触时间, 防止高分子链的氧化降解, 而可溶性有色物又能充分地与氯作用, 缩短漂白时间, 提高漂白的效果,得到颜色较浅, 粘度较大的产品。
这样处理还能大大减少废酸的排放, 变废为宝, 降低酸耗,降低成本,减少环境污染。
改两步酸化为三步酸化通常酸化方法是采用两步套用酸化法, 常常因为酸化时间不够而无法将钙脱净, 酸化时间太长使残余氯对海藻胶氧化作用加剧, 降低产品的粘度。
海藻化工生产—褐藻胶生产技术
②凝析
水溶性的褐藻酸钠在无机酸或钙离子的作用下与溶液分离，形成水不 溶性褐藻酸或褐藻酸钙沉淀，使溶于水的大量无机盐、色素等杂质随水排 除，提高产品纯度。凝析前要先通过打泡机将清胶液与空气充分混合。 酸析法：用盐酸或硫酸作凝析剂，盐酸的效果优于硫酸：
NaAlg+HCl→HAlg↓+NaCl 钙析法：用氯化钙作凝析剂：
我国主要以海带为原料生产褐藻胶。 海带制海藻酸钠工艺流程：
海带→浸泡→切碎→消化→稀释→粗虑→高压泵打泡→漂浮→ 过滤→凝析→漂白→脱水→中和→干燥→粉碎→包装
1. 原料预处理：
鲜海带要经过稀酸处理、水洗、甲醛处理等预处理才进入消化过程。 甲醛有固定蛋白质和色素的作用，同时，甲醛对海带体内的有机物质有 溶胀作用并能破坏和软化细胞壁纤维组织，从而在碱提取过程中有利于褐 藻酸盐的置换与溶出。 甲醛处理方法：新鲜海藻用浓度为8%的甲醛溶液浸泡或喷淋后,贮藏于 样仓中备用，干海带则先用清水浸泡水洗后，再以0.5%-1.0%的甲醛溶液 浸泡即可。
2HAlg + Na2CO3 →2NaAlg + CO2 + H2O
小作业：
用简单方框图画出海带制备海藻酸钠的工艺流程？
二、褐藻胶的制备工艺
从海藻中提取海藻胶工艺目前主要有酸化法和钙化法。 酸化法提取工艺：
原藻→水洗→碱提取→过滤、漂浮→加酸（海藻酸析出） →脱水→在 酒精溶液中中和转化→干燥→成品 钙化法提取工艺：
原藻→水洗→碱提取→过滤、漂浮→加钙盐（海藻酸析出） →酸洗取 得Hale Waihona Puke 离海藻酸→脱水→中和转化→干燥→成品
任务七：褐藻胶生产工艺
一、褐藻胶的工艺发展
1881年英国化学家Stanford从海藻中发现了褐藻胶。 从用途来看：
褐藻胶生产工艺
褐藻胶生产工艺褐藻胶是一种由海藻中提取的天然胶体，具有良好的稳定性和增稠性，在食品、医药、化妆品以及工业领域有着广泛的应用。
褐藻胶的生产工艺包括海藻采集、制浆、提取、净化、干燥等几个步骤。
首先是海藻的采集。
褐藻主要生长在海洋中，不同的海域和季节都会影响褐藻的生长情况。
采集时，需要选择生长在纯净海域，没有受到污染的褐藻。
采集的褐藻需要立即处理，避免褐藻的变质。
接下来是制浆。
采集回来的褐藻需要进行处理，去除海水、杂质以及不可溶性物质。
这一步可以通过洗涤、筛选和浸泡等方式来实现。
制浆后的褐藻会变得柔软，易于后续的处理。
然后是提取。
褐藻中的褐藻胶存在于细胞壁中，需要将其提取出来。
提取可以采用酶解的方式，将褐藻胶酶加入到制浆后的褐藻中，使其溶解并释放出褐藻胶。
酶解后的液体中含有褐藻胶和其他杂质，需要进行下一步的净化。
净化是褐藻胶生产过程中非常重要的一步，目的是去除杂质和其他不需要的物质，使提取后的褐藻胶纯净。
净化可以通过沉淀、过滤和洗涤等方式进行。
经过净化后的褐藻胶质量更加纯净，适用于各种应用领域。
最后是干燥。
褐藻胶是一种高分子化合物，含有较高的水分，需要进行干燥以提高稳定性和延长保存期限。
干燥可以采用自然风干、喷雾干燥或真空干燥等方法。
干燥后的褐藻胶成为粉末状或颗粒状，方便储存和使用。
褐藻胶的生产工艺通常还包括一些辅助工序，比如海藻预处理、提取液的浓缩和纯化等。
不同的生产厂家可能会有不同的工艺流程和设备选择，但总的来说，海藻采集、制浆、提取、净化和干燥是褐藻胶生产的关键步骤。
褐藻胶作为一种天然、环保的胶体材料，在现代工业中发挥着重要作用。
随着对可持续发展和环境保护的重视，褐藻胶的生产工艺和技术也在不断完善和创新，以提高褐藻胶的品质和生产效率，同时减少对环境的影响。
产褐藻胶裂解酶菌种的筛选、鉴定及发酵条件优化
海带中褐藻糖胶的超声提取工艺的优化
海带中褐藻糖胶的超声提取工艺的优化简介海带中的褐藻糖胶是一种有机高分子化合物，具有黏性、稳定性、透明度高等特点，被广泛应用于食品、医药、化妆品等领域。
传统的提取方法包括水浸提、酸提、碱提等，但存在提取率低、耗时长、成本高等问题。
超声波技术因其高效、环保、无害等特点成为了一种新型的提取方法，逐渐被应用于海带中褐藻糖胶的提取。
本文主要就海带中褐藻糖胶的超声提取工艺优化进行分析和研究。
超声波的基本原理超声波是波长小于20kHz的频率范围内的声波。
由于其频率高和波长短，其穿透性强，容易在液体中产生强烈的物理效应，如剪切力和破碎力，能够有效破坏细胞壁和细胞膜，促进物质的释放和传递。
超声波提取工艺的影响因素超声波提取工艺的影响因素主要包括超声波功率、超声波振幅、提取时间、提取温度等。
超声波功率和振幅是超声波提取过程中的重要参数，其中功率是能流的强度和振幅的平方与频率的乘积。
提高功率和振幅可以提高超声波在液体中产生的作用效果，但也会增加消耗和液体剧烈振荡造成的负面影响。
提取时间是指超声波在液体中的作用时间，一般情况下提取时间越长，浸提深度越大，提取效果越好。
但是时间过长也会引起褐藻糖胶的降解和疏水性增强，提取效果会有所降低。
提取温度是指超声波浸提过程中的运行温度，温度过高会导致褐藻糖胶的降解和不同分子量的糖胶的分离度不同，影响到提取效果。
同时温度过高还会降低褐藻糖胶的稳定性，容易引起氧化和降解。
海带中褐藻糖胶的超声提取工艺海带中褐藻糖胶的超声提取工艺包括以下几个步骤：1.浸提准备：将海带样品处理干净，切成1cm左右的小块，称取10g入250mL三角瓶中，加入适量水进行前处理。
2.超声波浸提：对海带样品进行超声波处理，超声波浸提参数为功率300W、振幅50μm、频率20kHz，液体的体积为100mL，处理时间为30min。
3.残余物过滤：经处理后的样品过滤取得提取液，过滤膜孔径为0.25μm4.溶剂沉淀：将提取液添加至3倍的乙醇中，沉淀2小时后，用离心机以1500rpm的速度离心20min，得到沉淀物。
膜技术纯化褐藻胶的工艺研究
利 于膜 运行 ， 因此先用 淀粉酶 将褐藻 淀粉 酶解 ， 然后再 进行 膜除杂 纯化 。
作 者 简 介 ： 爱 芬 （９ ９ ， ， 江丽 水人 ， 士 ， 究 方 向 ： 工技 术 与 工 程 ， － ｉ ａｆ ｚｏ ８ ＠ １ ６ｃ ｒ； 讯 作 者 ｌ 华 蓉 ， 周 １６ 一） 女 浙 硕 研 轻 Ｅ ｍａ ：ｉ ｎ ｈ ｕ８ ２ ．ｏ 通 ｌ ｅ ｎ 邹 硕
１ ２ １ 海 带 酸 性 提 取 液 的 制 备 ．．
褐 藻 淀 粉 是 一 种 细 胞 内 多 糖 ， 量 一 般 为 １ 左 含 ％
右 引。
称 取适 量 海 带 粉 ， ｐ 值 为 ２ 在 浸 提 温 度 为 调 Ｈ ，
７ ０℃ 、 固 比为 ８： 液 １的条 件下 浸 提 ２ ｈ 用 离 心机 离 ， 心 ， 到 浸 提 液 。重 复 浸 提 ３次 ， 浸 提 液 混 合 ， 得 将 调
件进行 了优 化 。
ｐ 值为 ６ ０ 即得海带酸 性提取 液 。 Ｈ ．，
１ ２ ２ 海 带酸性 提取 液的膜 除杂处 理 ．． 取海 带酸 性 提 取 液 ， 别 选 用 微 滤 膜 （ 分 ＭＦ） 超 和 滤膜（ ） ＵＦ 对其 进行 除杂处 理 ， 到滤 液和浓 缩 液 。测 得
２１，ｏ２ ｏ ０２ＶＩ ９ ． ． Ｎ ６亿 与 生 劬 Ｚ 程
Ｃｈ ｍｉｔ ＆ Ｂｉｅｎ ｉｅ ｉｇ ｅ ｓｒ ｙ ｏ ｇ ｎ ｅｒ ｎ
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊｉ ｎ １ ７ — ５ ２ ． ０ ２ ０ ． １ ｏ：０ ３ ６ ／．ｓ ． ６ ２ ４ ５ ２ １ ． ６ ０ ４ ｓ
膜 技 术纯化 褐藻胶 的 工艺 研 究
周 爱芬 ‘邹华 蓉 。
（ ． 江丽水 广播 电视 大 学 ， 江 丽 水 ３ ３ ０ ；． １浙 浙 ２ ０ ０ ２ 湖北工 业大 学化 学与环境 工程 学院 ， 湖北 武汉 ４ ０ ６ ） ３ ０ ８
一种褐藻胶胶液制备高纯度褐藻胶的方法
一种褐藻胶胶液制备高纯度褐藻胶的方法
褐藻胶是一种常用的天然胶类，其高纯度的制备方法可以通过以下步骤实现：
1. 褐藻原料的预处理：选择优质的褐藻原料，并进行清洗、去除杂质、晾干等处理，确保原料的纯度和质量。
2. 褐藻胶提取：将预处理后的褐藻原料粉碎成粉末，并加入适量的水中，搅拌均匀形成褐藻胶浆。
然后通过加热、酶解等方法，将褐藻胶从胶浆中提取出来。
3. 褐藻胶纯化：将褐藻胶溶液经过过滤、离心、沉淀等步骤去除悬浮固体、杂质、溶解物等杂质，获得纯净的褐藻胶液。
4. 褐藻胶浓缩：将褐藻胶液经过蒸发、浓缩等方法，将其溶液中的水分含量减少，使褐藻胶的浓度增加，获得高纯度的褐藻胶浓缩液。
5. 褐藻胶干燥：将褐藻胶浓缩液进行干燥处理，可以通过喷雾干燥、真空干燥等方法将其水分蒸发，得到高纯度的褐藻胶固体。
通过以上步骤，可以制备出高纯度的褐藻胶，以满足不同领域的需求。
在实际生产中，也可以根据需要进行定制化处理，根据产品要求调整褐藻胶的提取、纯化和浓缩等步骤。
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衰 Ｉ 因 子与 水平 排列 表
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确有 成效 的 实验 法—— 正 交设计 法 ，参 照 Ｌ ５ ５ ）方 ２ （６ 案设 计 刚， 因子 与水 平排 列 见表 １ 以 ２ Ｏ 消 化液 中 。 Ｏ 用酒 精 沉 淀 所 得褐 藻 胶 干重 作 为 消 化 结 果 并 填 入 正 交设 计方 案 （ 见表 ２ ）右 侧 ＝ 由此 计 算 出的分 散度 表 明， 该组 实 验 的 拳件 下 消化温 度 的影 响是 最 主 要 在 的 其 次 是 “ ） 浓 度 ， 其 次 就 是 消 化 时 间 、 胀 再 膨 剂浓 度 及处 理 时间 、 ％ 甲醛 处理 时 间。据此 选 出的 最 ２ 佳工 艺 条 件 为 Ａ３ １ ３ Ｅ４ ３ 即 ２ Ｂ Ｃ Ｄ４ Ｆ ． ％醛 处理 时 闻 为 １ ．膨胀 剂浓 度 为 ０ ０ ％，处理 时 间 为 ４ｈ ０ｈ ５ ．消化 温 度为 ８ ０℃ ， 消化 时间 为 ３ ５ｈ 消 化 用 ，
恒温 水潜 、 拌 机 、 度计 、 度计 等 。 搅 粘 色
２ 生 产 二 艺 流 程
巨藻 （ 块状 ） 甲醛浸 泡一 膨 张 剂浸 泡一 切 碎一 一 消化 一 过 滤 一 钙 化 一 水 洗 一 脱钙 一 水洗 一 压 榨一 转 化一造 粒 一 干燥 一 粉 碎一 包装一 成 品
３ ２ 改 进 后 的 Ｉ 艺 特 点 ．
３２ １ ２ 甲醛 浸 泡 ％ 在 加 温 条 件 下 进 行 。 温
度 控 制在 ３ ～３ ５ ７℃ ， 间 ６ １ 。 时 ～ ４ｈ ３ ２ ２ 膨 胀 剂 浸泡 为 了使 藻体 充分 嗳水 膨 胀 便 消化 ， 加膨 胀剂 （ 浓度 在 ０ ０ ％～０ ４ ％ ） 在 ５ ．０ ， ３ ～４ ７ ０℃ 下 处理 藻体 ２ ６ｈ ～ 。
４ 结 果 与 讨 论
４ １ Ｉ 艺 条件 优 选
影 响 上 述 藻 体 消 化 过 程 及 产 品 品 质 的 因 素 很 多 ．主要 有 ２ 甲醛浸 泡 时间 ．岿胀剂 浓度 及 浸泡 时 ％ 间、 消化 用 温度 、 间及 Ｎ ３ ， 时 ａ ０ 浓度 等 。为 了选 出最
佳工 艺条 件 ， 本实 驻 方 案的 设计 选 用解 决 多 因素 问题
３ 生 产 二 艺 改 进 及 技 术 要 点
第 一 作 者 ； 玉 西 ，出生 于 １ ６ 魏 ９４年 ． 士 ．副 教 授 ． 究 方 砸 研
３ １ 改 进 前 Ｉ 艺 的 主 要 缺 点 ．
原 生 产 工 艺 在 甲醛 浸 泡 后 切 碎 直 接 消 化 ． 消 化
将破 碎后 的巨藻投入 消化 器 内， 加
（ 度 在 ０ ６ ％ 滩 ．０
３ ０倍 干 藻 重 量 的 Ｎ （ ，溶 液 ａ ｚ３ ０
ｌ２％） ０ ・ ，在 ６ ～８ ℃ 范 围 内 加热 ２ ５ ． ５ ５ －４ ５ ＾先焖 后 ｈ
搅， 、 焖 搅交替进 行。 消化完 毕。 取消化液 检查 消化情 况 。
时 间长达 ｌ ～１ ， ２ ８ｈ 由于 时间 延 长， 仅 耗能 ， 不 生产 效 率低 还使 产 品品 质如 粘度 、 明度 等 下降 。 透
因 此 ， 研 究 生 产 工 艺 的 改 进 主 要 针 对 如 何 缩 短 本
消 化时 阿， 即改 进 消化 过 程以 及该 过 程前 的工 艺 。
ＣＹ ＳＴＩ Ｓ
（ 青 岛大学 生 物 系 ２ ６ ７ ） ’ ６０ １ （ 国科学 院 海 洋研 究所 青 岛 ２ ６７ ） 中 ６０ １
关 键词 臣藻 ， 褐藻 胶 ， 优选 工 艺 条件
避 谒 藻 胶是 一 种多 糖 。 它是 线性 长链 聚 合 物 ， 基 其 本单 元几 乎 都是 糖 醛 酸组 分。 普 通 的褐藻 胶 是 褐藻 最 酸钠 ， 具有 增 稠 、 浮 、 它 悬 乳化 、 定 、 成凝 肢和 形成 稳 形 薄膜 等特 性 ． 量 、 泛地 被应 用 于食 品 、 药 、 大 广 医 化妆 品 及纺 织 、 纸 、 料等 工业 方 面 ” 造 涂 自 １６ ９ ９年 以 来 ，我 国的褐 藻 胶 工业 主要 以 海 带 为原 料 生产褐 藻胶 。但 巨 藻个体 太 、 生长 陕、 产量 高 、 分 布 广 且价 格 低 ， 困 此 国 外 广泛 采 用 巨藻 生 产 褐 藻 胶 。进 入 ９ ０年 代 来 ． 内众 多厂家 纷纷 采用进 口巨 国 藻作 原料 生 产 褐藻 胶 。 所 用工 艺基 本 上是 沿袭 以海 但 带 为 原料 的 生 产工 艺 ， 时长 ， 耗 效益 低 。因此 利 用 巨藻 生产 褐 藻胶 的 工 艺亟待 改 进 ：
３２３ 切 碎
１ｄ ｎ以 下 。
膨 胀 后 巨 藻 块 再 机 械 切 碎 至 长
１ 原 料 及 设 备
１ 原 料 １
巨藻 （ 品 ， 利 进 口） 业级 纯碱 、 干 智 工 甲醛 ， 业 工 酒精 等 。
１ 设 奋 ２
～
３ ２ ４ 消化
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巨 藻 生 产 褐 藻 胶 工 艺 改 进 方 法 的探 讨
Ａ ＳＴＵＤ Ｙ ｏ Ｎ ＴＨ Ｅ Ｉ ＰＲ ０ ＶＩ Ｇ Ｍ ＥＴＨ ０ Ｄ Ｓ Ｍ Ｎ ０ Ｆ ＴＨ Ｅ Ｌ ． Ａ Ｇ Ｉ Ａ ＴＥ ＰＲ ０Ｄ Ｕ ＣＴ１ Ｎ ＴＥＣ Ｈ Ｎ ｏ Ｌ０ Ｇ Ｙ ＦＲ ｏ Ｍ Ｍ Ａ ＣＲ ｏ ． Ｎ ０
向 ： 藻 化 学 与 簿 洋 药 物 。 Ｅ ｎｉ ￣ｅ ｍ ＠ ｓｈ 海 ｒａ ｌ ｉ ａ ｏ㈣ ｙ
收稿 日期 ：０ ￣ １ ０ 修 改 日期 ：０ １ ＂２ ２ ０ １ １ ２ ２ ０４ ０ ￣
海 洋 科 学 ／ ０ ２年 ／ ２ ２０ 第 ６卷 ／ ６期 第
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