Um dispositivo e método para extração assistida por ultrassom de polissacarídeos de algas marinhas

Tecnologia de fundo

Os polissacarídeos de algas marinhas são um tipo de mistura de vários componentes. A composição e a atividade dos polissacarídeos obtidos de diferentes algas marinhas por diferentes métodos de extração variam bastante. Os polissacarídeos de algas marinhas são compostos macromoleculares polares que contêm um grande número de grupos hidroxila e são facilmente solúveis em água. Atualmente, a extração de polissacarídeos brutos de algas marinhas em casa e no exterior adota principalmente o método de álcalis diluídos, diluir ácido e extração de água quente. Suas vantagens são um processo simples, operação conveniente e baixo custo, mas também possui desvantagens, como baixa taxa de extração, grande perda de atividade e dificuldade em filtração e purificação, o que limita muito a produção industrial em larga escala de polissacarídeos de algas marinhas.

Os métodos tradicionais para extrair polissacarídeos de algas marinhas são principalmente extração ácida, extração de alcalina, extração enzimática, etc. A extração de ácido é usada para extrair polissacarídeos solúveis em solução aquosa de ácido diluído, e um menor valor de pH pode evitar a dissolução do alginato; A extração alcalina é frequentemente usada para extrair polissacarídeos solúveis em alcalina e alginato de sódio; As condições de extração enzimática são leves e podem efetivamente manter a naturalidade dos polissacarídeos de algas marinhas. No entanto, todos os métodos de extração acima têm certos defeitos: o método de extração de ácido causa facilmente hidrólise de polissacarídeo, o método de extração alcalina causa facilmente a atividade biológica de polissacarídeo, a diminuição, o método de extração de enzima é demorado, a produção industrial requer uma grande quantidade de enzima e o custo é alto.

A patente chinesa CN102850410A divulga um método para extrair polissacarídeos de algas marinhas do fermento de cerveja residual, que pertence à categoria de biotecnologia. Este método usa o fermento de cerveja como matéria -prima para preparar polissacarídeos de algas marinhas. O processo principal é pré-tratar o fermento de cerveja para remover as impurezas e depois secar e inativar a enzima e depois usar a extração de soxhlet para obter o extrato de polissacarídeo de algas marinhas e descolorizar ainda mais com o carbono ativado, precipitar e despachar os sais de metal e cristalina, remover a troca de poloneto, a concentração de poloneto, a concentração de polonetos, a alcatrões de alcoólatra e a queda de polaticamente. A pureza atinge mais de 98,5%, que pode ser usada nos campos da medicina, cosméticos e alimentos. A presente invenção possui as características de alta utilização da matéria -prima, baixo custo, processo simples, método fácil, operação segura e alta pureza do produto, e é fácil de industrializar. No entanto, o tempo necessário para todo o processo ainda é relativamente longo, e há defeitos como demorados e consumidores de mão-de-obra.

Conteúdo da invenção

Para superar as deficiências da arte anterior, a presente invenção fornece um dispositivo e um método para a extração assistida por ultrassom de polissacarídeos de algas marinhas.

A device for ultrasonic-assisted extraction of seaweed polysaccharides, the device comprising an extraction reactor, an ultrasonic generator and a temperature control device, the extraction reactor is provided with an extraction tube for placing the extract, the tube wall of the extraction tube is provided with a plurality of through holes, the number of the ultrasonic generator is more than one, each ultrasonic generator is connected to the inner cavity of O reator de extração através de uma sonda ultrassônica correspondente, a sonda ultrassônica é uniformemente organizada no reator de extração e fora do tubo de extração; O dispositivo de controle de temperatura compreende um controlador de temperatura, uma sonda de detecção de temperatura e um tubo de aquecimento, a sonda de detecção de temperatura e o tubo de aquecimento estão conectados respectivamente ao controlador de temperatura, a sonda de detecção de temperatura e o tubo de aquecimento são dispostos no tubo de extração; A parte inferior da cavidade interna do reator de extração é conectada a uma bomba.

O projeto do orifício através da presente invenção permite que o líquido de extração não apenas se infiltre o líquido de extração para obter uma extração eficaz, mas também impede que os detritos do líquido de extração sejam misturados no líquido de extração, o que é conveniente para o próximo passo do processamento. Além disso, ajuda o líquido no tubo de extração e o líquido no reator de extração para realizar a alternância da circulação. Quando a concentração do líquido no tubo de extração é alta, ele começa a fluir para o reator de extração fora do tubo de extração. Ao mesmo tempo, o líquido no reator de extração fora do tubo de extração entra no tubo de extração, evitando a influência de alta viscosidade na eficiência da extração. Após a conclusão da extração, o extrato pode ser bombeado por uma bomba conectada à parte inferior da cavidade interna do reator de extração, que é mais propício à automação.

Na presente invenção, mais de uma sonda ultrassônica é organizada uniformemente no reator de extração, de modo que a ação ultrassônica é uniforme e o efeito de extração é melhor. A sonda de detecção de temperatura e o tubo de aquecimento são dispostos no tubo de extração, que pode controlar com mais eficácia a temperatura.

De preferência, o dispositivo também inclui um dispositivo de agitação, o dispositivo de agitação inclui um agitador e uma raquete de agitação, a raquete de agitação é conectada ao agitador, e a raquete de agitação se estende da parte superior do reator de extração e está localizada no tubo de extração. Melhore ainda mais a eficiência da extração.

De preferência, a extremidade superior e a extremidade inferior do tubo de extração são respectivamente separadas da extremidade superior e da extremidade inferior do reator de extração. Para que a energia ultrassônica do extrato a ser tratada possa ser realizada de maneira uniforme e suave e a eficiência da extração é melhorada.

De preferência, o tubo de extração está localizado concentricamente no reator de extração.

Um método para a extração de polissacarídeos de algas marinhas compreende as seguintes etapas:

(1) Alga esmagadora, hijiki ou wakame, passando por uma peneira de 60 malhas e colocando a altura em um saco de papel de filtro ou gaze para obter um extrato;

(2) colocando o extrato em um tubo de extração, adicionando um certo volume de água a um reator de extração e extraindo por esmagamento ultrassônico por um período de tempo para obter um extrato; em que as várias condições no reator de extração são controladas respectivamente da seguinte forma: uma proporção de massa material-líquido de 1: 32-46, uma frequência ultrassônica de 20-100 kHz, uma potência ultrassônica de 120-200 W, uma temperatura de extração de 25-55 ° C e um tempo de extração de 22-28 min;

(3) o extrato é ainda mais centrifugado, concentrado, etanol precipitado e filtrado para obter polissacarídeos de algas marinhas brutas;

(4) Purificar os polissacarídeos de algas marinhas petrolas por cromatografia em coluna Deae Cellulose e, finalmente, secar ou congelar a secagem para obter polissacarídeos de algas puras.

De preferência, na etapa (2), a proporção de massa material-líquido é de 1: 35-38, a frequência ultrassônica é de 35-60kHz, o poder ultrassônico é de 145-167W, a temperatura de extração é de 30-40 ° C e o tempo de extração é 23-26min.

De preferência, na etapa (3), o extrato após a centrifugação é concentrado em 1/5-1/7 do volume original, e a razão de volume do concentrado em etanol é de 1: 3,2-3.7.

De preferência, na etapa (4), o eluente é um buffer de pH 7,2, 0,01 mol/L Nah2PO4-NAHPO4.

A etapa (2) da presente invenção pode ser extraída repetidamente mais de 2 vezes, de acordo com as condições reais. Quando a cromatografia em coluna de celulose Deae é usada para purificação na etapa (4), a taxa de eluição pode ser ajustada de acordo com as condições reais.

A presente invenção é adequada para a produção industrial, e sua produção em expansão ainda pode manter um bom efeito de extração, o que não apenas reduz a temperatura de extração e melhora a taxa de extração, mas também diminui bastante o tempo de extração.

A extração de assistência ultrassônica usa os efeitos de cavitação, mecânica e térmica gerados pela oscilação de alta frequência de ultrassom para formar um ambiente local de alta temperatura e alta pressão dentro do objeto, causando deformação e ruptura dos tecidos de plantas e células animais e promovendo a dissolução de ingredientes eficazes nas células. Tem as vantagens de menos perda de ingredientes ativos e alta eficiência de extração.

Quando um objeto é acionado por ultrassom com a mesma energia, mas diferentes frequências, os resultados podem ser diferentes. Obviamente, os resultados do ultrassom com a mesma frequência, mas poderes diferentes, ou seja, energias diferentes, também são diferentes.

Os polissacarídeos de algas marinhas extraídos pela presente invenção podem ser desenvolvidos em bebidas, líquidos orais, cápsulas e outros produtos.

O método da presente invenção é simples e fácil de operar. Os polissacarídeos de algas marinhas extraídos pelo método da presente invenção têm pouco tempo e alta pureza, que podem atingir mais de 98%; Ele pode não apenas economizar custos, reduzir o consumo de energia e facilitar a automação, mas também melhorar a eficiência da extração.