馬尾藻提取物的制備工藝研究

王春霞 高鵬 王曉梅 安豐欣 范素琴 張娟娟 劉海燕 解素花

摘要 [目的] 研究?jī)?yōu)化從馬尾藻中提取馬尾藻粉的工藝。[方法]以馬尾藻為原料，通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)選擇合適的酶制劑、脫色樹(shù)脂，降解馬尾藻中各類大分子物質(zhì)，提高水溶性成分含量，然后對(duì)終產(chǎn)品中的有效成分進(jìn)行分析和含量測(cè)定。[結(jié)果]試驗(yàn)表明，復(fù)合酶（纖維素酶28.57%、果膠酶42.86%、木瓜蛋白酶28.57%）添加量為5‰，在pH 5.0，50 ℃下酶解4.0 h，此時(shí)酶解液中多糖含量達(dá)到23.38%，且通過(guò)對(duì)6種大孔樹(shù)脂的脫色試驗(yàn)，選擇大孔樹(shù)脂AB8為生產(chǎn)用脫色劑，產(chǎn)品脫色效果好，氣味愉悅，多糖含量穩(wěn)定在20% 以上。[結(jié)論] 制成的馬尾藻粉不僅改善原海藻的不愉悅氣味，同時(shí)能做到完全水溶，可結(jié)合先進(jìn)食品加工技術(shù)，應(yīng)用到各類營(yíng)養(yǎng)保健食品中。

關(guān)鍵詞 馬尾藻；水溶性；正交試驗(yàn)；酶解條件；大孔樹(shù)脂

中圖分類號(hào) S609.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2014）31-11105-03

Processing Technology of Sargassum Extract

WANG Chunxia， GAO Peng， WANG Xiaomei et al

（Qingdao Bright Moon Sea Science and Technology Co. Ltd. Qingdao， Shandong 266400）

Abstract [Objective] To optimize the technique for extracting Sargassum. [Method] This paper focused on the soluble seaweeds extract of Sargassum.The main principle of this study is to try to make the content of Sargassum dissolved in water as much as possible.Firstly， select the appropriate enzymes and bleaching resin through single factor tests and orthogonal experiments， which could promote the degradation of the macromelecules of organism reserved in Sargassum and raise the level of watersoluble ingredients. Secondly， analyze and determine the content of the active ingredients in the final product under various circumstances. [Result] The result shows the best reaction conditions to optimize the amount of polysaccharide in final product to 23.38% are pH at 5.0， reaction temperature at 50 ℃ and reacting with 5 ‰ complexed enzymes for 4.0 hours， which consist of 28.57% cellulase， 42.86% pectinase and 28.57% papain. Finally， select AB8 macroporous resin as the production decolorant from six kinds of macroporous resins， because AB8 makes the product colorless， goodsmelling and keep stable polysaccharide content above 20%. [Conclusion] The produced Sargassum can be applied in nutritional health food combined with advanced food processing technology.

Key words Sargassum； Watersoluble； Orthogonal experiment； Enzymatic hydrolysis； Macroporous resin

馬尾藻是褐藻的一種，大多數(shù)為暖水性種類，廣泛分布于暖水和溫水海域，特別是印度-西太平洋和澳大利亞。我國(guó)是馬尾藻主要產(chǎn)地之一，有馬尾藻60種，盛產(chǎn)于廣東和廣西沿海，尤其是海南島與洲島和潿洲島。馬尾藻生長(zhǎng)在低潮帶石沼中或潮下帶2～3 m水深處的巖石上，多用來(lái)提取海藻酸鹽。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)，由于馬尾藻生活的環(huán)境比較多變，藻體內(nèi)含有較多的抗逆因子，以增強(qiáng)藻體的抗逆性和抗病性，使藻體能夠?qū)苟嘧兊沫h(huán)境，這些抗逆因子對(duì)人體也有較多的好處。如可減輕人、貓和狗的菌斑、動(dòng)脈硬化斑、動(dòng)脈粥樣硬化斑、胸膜斑、牙結(jié)石、腎結(jié)石、膽結(jié)石和前列腺結(jié)石等疾病^[1]。除此之外，馬尾藻含有的巖藻多糖硫酸酯，具有較強(qiáng)的抗腫瘤效能^[2]。

馬尾藻中含有豐富的海藻多糖、藻類蛋白、維生素等營(yíng)養(yǎng)及功能成分，能防止多種代謝性疾病，還具有防癌抗癌、降血壓、降血糖、預(yù)防動(dòng)脈硬化和血栓形成、排除體內(nèi)鉛毒等功效，長(zhǎng)期食用可以強(qiáng)身健體，提高免疫力^[3]。

由于馬尾藻口感風(fēng)味都不適合人類直接食用，而且就算直接食用，藻內(nèi)大分子物質(zhì)也不易被人體吸收，無(wú)法達(dá)到相應(yīng)的生理活性。因此，近年來(lái)不少專家考慮將海藻制成海藻粉，作為營(yíng)養(yǎng)配料直接添加到食物和飼料之中。傳統(tǒng)的海藻粉生產(chǎn)工藝是簡(jiǎn)單地對(duì)海藻進(jìn)行粉碎即成成品，其溶解性極差，且?guī)в刑厥獾脑逍任叮嘤糜陲暳闲袠I(yè)。

筆者首先以馬尾藻為原料，研究馬尾藻粉的制備。盡量保留巖藻多糖硫酸酯，使馬尾藻多糖盡可能多地溶出，并通過(guò)工藝保留其他可溶性營(yíng)養(yǎng)成分，最后制成的馬尾藻粉不僅可改善原海藻的不愉悅氣味，同時(shí)能做到完全水溶，可結(jié)合先進(jìn)食品加工技術(shù)，應(yīng)用到各類營(yíng)養(yǎng)保健食品中。

1 材料與方法

1.1 材料

原料：馬尾藻，愛(ài)爾蘭。

主要試劑：食用醋酸，廣州市加樺貿(mào)易有限公司；

纖維素酶、果膠酶、蛋白酶，諾維信（中國(guó)）生物技術(shù)有限公司；

Na2CO3，青島捷隆化工有限公司；

大孔樹(shù)脂NKA9、AB8、D392、D280，天津南開(kāi)大學(xué)化工廠；

大孔樹(shù)脂D101、D315，安徽三星樹(shù)脂科技有限公司。

主要儀器：

SHAB恒溫振蕩器，常州國(guó)華電器有限公司；

飛鴿牌高速離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠；

AL104電子天平（0.000 1 g），梅特勒-托利多儀器有限公司；

膠體磨，上海協(xié)盛流體混合設(shè)備有限公司；

恒溫水浴鍋，天晶石泰斯特儀器有限公司；

PHS3C精密pH計(jì)、L5S紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海精密科學(xué)儀器有限公司；

SD2000旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海亞榮生化儀器廠；

SD1500噴霧干燥機(jī)，上海沃迪科技有限公司。

1.2 水溶性馬尾藻粉制作工藝

1.2.1 工藝流程。

馬尾藻→熟化→打漿→酶解→高溫滅酶→離心→上清→脫色→干燥→粉末成品。

1.2.2 操作要點(diǎn)。

原料預(yù)處理：挑選整齊、無(wú)霉?fàn)€的馬尾藻，加入藻體重量5～8倍清水，浸泡 3～4 h，使其充分吸水。

熟化：浸泡后的干凈馬尾藻，在95 ℃環(huán)境中熟化1 h，熟化結(jié)束后用膠體磨打成漿狀。

酶解：食用醋酸調(diào)節(jié)漿液pH 4.5～5.5，然后投入酶解罐中，加入酶，攪拌均勻，控制溫度 45～55 ℃，酶解3～4 h。

滅酶：混合液體放置90 ℃環(huán)境中20 min，使酶滅活。

離心：4 000 r/min離心10 min。

脫色：大孔樹(shù)脂脫色。

干燥：先用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀對(duì)脫鹽后的馬尾藻溶液進(jìn)行濃縮，約濃縮至固含量為20%后，噴霧干燥成粉末。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 復(fù)合酶酶解提取工藝的研究。

多糖是褐藻中的主要功能成分，包括褐藻寡糖、褐藻糖膠、褐藻淀粉。研究結(jié)果表明，食用海藻具有良好的輔助降血壓、降血脂、抑制腫瘤等功能，其主要原因就是馬尾藻中含有的多糖在發(fā)揮功能^[4]。

因此該試驗(yàn)以多糖含量作為酶解的效果評(píng)價(jià)，主要應(yīng)用的檢測(cè)方法是硫酸苯酚法^[5]，對(duì)纖維素酶、果膠酶、木瓜蛋白酶3種酶進(jìn)行單因素試驗(yàn)，確定復(fù)合酶最佳的比例，然后與酶解溫度、時(shí)間、pH共同進(jìn)行正交試驗(yàn)。

1.3.2 大孔樹(shù)脂脫色工藝的研究。

大孔樹(shù)脂脫色技術(shù)較傳統(tǒng)的活性炭、雙氧水等工藝有諸多的優(yōu)點(diǎn)，如脫色范圍廣、處理能力大、可再生等，能克服傳統(tǒng)脫色方法的不足和缺點(diǎn)，并更好地滿足工業(yè)上對(duì)于脫色的要求^[6]。

通過(guò)比較6種大孔樹(shù)脂對(duì)馬尾藻粉的脫色效果，分別向滅酶后的酶解液中加入6.5 g/g（處理液固形物）的大孔樹(shù)脂，置于50 ℃的恒溫振蕩器中振蕩2 h。過(guò)濾得到濾液，研究不同樹(shù)脂對(duì)脫色效果的影響，從中篩選出效果最好的大孔樹(shù)脂作為脫色材料進(jìn)行生產(chǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 酶解提取工藝的研究

2.1.1 水解酶添加量的確定。

固定酶解溫度50 ℃，酶解時(shí)間4 h，pH 5.0的條件下，分別通過(guò)單因素試驗(yàn)改變纖維素酶、果膠酶、蛋白酶的添加量，以酶解液中總糖含量為評(píng)價(jià)因素，確定復(fù)合酶的比例。

由圖1可以看出，隨著纖維素酶添加量的增大，酶解液中總糖含量隨之提高，當(dāng)纖維素酶添加量超過(guò)2‰，酶解液中多糖含量的增加幅度會(huì)大大降低。因此可以認(rèn)為，單獨(dú)添加2‰的纖維素酶，馬尾藻的酶解效果基本達(dá)到最高。

溶性，較市場(chǎng)上直接用海帶粉碎而成的海藻粉更容易被人體吸收。水溶性馬尾藻粉的一個(gè)關(guān)鍵工藝就是酶解，酶解法通過(guò)降低大分子聚合物的聚合度，顯著增加了水溶性成分，提高了馬尾藻粉的收率和人體的利用率。

試驗(yàn)結(jié)果表明，該工藝制備水溶性馬尾藻粉的具體工藝參數(shù)：復(fù)合酶（纖維素酶28.57%，果膠酶42.86%，木瓜蛋白酶28.57%）添加量為5‰，在pH 5.0，50 ℃下酶解4.0 h，此時(shí)酶解液中多糖含量達(dá)到23.38%。

經(jīng)過(guò)大孔樹(shù)脂AB8脫色后，產(chǎn)品顏色較淺，氣味也比較愉悅，由于脫除了色素和部分呈味蛋白，產(chǎn)品產(chǎn)率雖有所下降但是多糖含量并沒(méi)有明顯下降，保持在20%以上。

該工藝制備的活性馬尾藻粉打破了現(xiàn)有海藻粉加工的常規(guī)技術(shù)，拓展了海藻粉的應(yīng)用領(lǐng)域，在國(guó)內(nèi)外有較大的市場(chǎng)需求和市場(chǎng)潛力，有利于推動(dòng)食品、保健食品行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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