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海藻提取甘露糖醛酸寡糖生产的研究进展

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褐藻胶的最初发现还要归功于碘素生产相关产业的发展,Standford在1881年首次对褐藻胶进行了描述。褐藻胶在自然界的存在相当普遍,海洋褐藻(Phaeophyceae)细胞壁的成分主要是褐藻胶(高达干重的45 %),此外,它们也常以细菌(假单胞菌属和固氮菌属)产生的乙酰化的胞外多糖形式出现。发酵法生产褐藻胶在技术上是可行的,但实际的经济价值并不高。工业上,褐藻胶通常是从海洋褐藻中提取,种类包括巨藻(Macrocystis) 、海带 (Laminaria) 、昆布 (Ecklonia) 等。巨藻(Macrocystis)和海带(Laminaria)为太平洋上常见属种,而在亚洲沿岸海带的栽培与收获量极大;昆布(Ecklonia)则主要分布在亚洲和非洲海岸。无论是收获野生或人工栽培的海藻或提取海藻胶作为生产原料,均具有非常可观的经济价值,这是由于褐藻是地球上生长最快、易于培养的植物有机体,因而藻酸盐可以被看作是无限的可再生原料。据世界粮农组织(FAO)统计,为满足行业稳定增长需求和绿色工程与可持续发展的原则,2001年全球贸易以海藻酸钠为代表的产值达到2.13亿美元。目前,藻酸盐的主要市场是技术应用(纺织印染,造纸),食品(增稠剂),药物(抗酸剂),医疗(伤口敷料)和生物技术应用(活细胞封装)。海藻酸钙也是一种具有高韧性和阻燃性能的特殊纤维材料。从海藻中提取海藻酸和藻酸盐的生物工业过程是基于溶液两种基本的性质:(1)海藻酸和海藻酸钙不溶于水;(2)海藻酸钠溶于水。这是两个从海藻中提取藻类物质行之有效的路线。


IP属地:山东1楼2022-12-09 10:42回复
    为了进一步简化获取褐藻酸盐的工艺流程,开发直接以新鲜或干的海藻为起始原料生产褐藻酸盐的新工艺。新工艺应用主要是从海藻中生产各种甘露糖醛酸寡糖的混合物:通过(1)酸处理(饱和寡聚物)或(2)酶水解法(不饱和寡聚物)制备获得D-甘露糖醛酸的寡糖混合物。该生产工艺流程是包括以下步骤(图1):(1)取用新鲜或干燥的海藻原料,95 ℃经过硫酸搅拌(pH 1.1,硫酸浓度:0.15 mol/L)2h,含钙、镁的藻酸盐转化为褐藻酸,通过对褐藻胶混合块的水解,使得藻类分解成为可溶性的分子状态(包括:糖硫酸酯、甘露醇、蛋白质、肽、氨基酸);(2)溶液经过滤后加入硅藻土,使不溶性的D-甘露糖醛酸或L-古罗糖醛酸均聚物和藻类纤维素,以及混合有两类糖醛酸可溶物的混合溶液之间实现有效地的分离;(3)不溶物中含有D-甘露糖醛酸、L-古罗糖醛酸以及纤维素,将它们溶解于pH为2.85的溶液中(30 % NaOH调节pH),D-甘露糖醛酸均聚物被分解成小的固体颗粒;(4)简单过滤,获得酸化的甘露糖醛酸聚合物溶液;(5)95 ℃,pH为3的条件下,加热滤液8h,形成饱和的甘露糖醛酸寡糖(总收率:14.4 %,60 g微化的海带样品中获得7.5 g寡聚物);(6)同时,中和甘露糖醛酸聚合物溶液(使用1N的NaOH调节pH为7.5),酶法处理(AL951)生产不饱和低聚甘露糖醛酸产物(总收率:14.7 %,60 g微化的海带样品中获得7.9 g寡聚物)。


    IP属地:山东2楼2022-12-09 10:45
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      IP属地:山东3楼2022-12-09 10:45
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        研究开发以褐藻胶(褐藻的细胞壁多聚糖醛酸)的甘露糖醛和藻类资源所产生衍生脂肪烃链作为绿色表面活性剂原材料,采用可控的化学和/或解聚酶工艺对褐藻胶进行饱和和/或不饱和化处理,将甘露糖醛酸寡糖进行功能修饰,最终生产出具有绿色化工特征的产品是可行的。关于天然可再生资源为基础的表面活性剂的开发目前还处于起步阶段,目的是为获得可供人们使用的洗涤剂,化妆品及其他绿色化工产品,这类新产品具有生物降解和生物相容性的“绿色”特征且环保高效,伴随着消费需求的增长越来越受到关注。为了实现这些目标,就必须使用可再生的低成本大批量材料,并通过绿色设计过程改造材料的分子结构,增进材料本身的性能,使其具有良好的生态毒理学特性并减少对环境的影响作用。此外,清洁化学工艺中允许使用中性或阴性的双性分子对低聚物进行高效转化,这类绿色表面活性剂作为代表发泡/乳化特性的新型表面活性剂,具有十分广阔的发展前景与市场空间。


        IP属地:山东4楼2022-12-09 10:49
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