[发明专利]一种基于微波化学的褐藻活性多糖的高效提取方法

说明书

技术领域：

本发明涉及褐藻活性多糖领域，具体为一种基于微波化学的褐藻活性多糖的高效提取方法。

背景技术：

海藻为海产藻类的统称，通常固著于海底或某种固体结构上，是由基础细胞所构成的单株或一长串的简单植物。海藻中的营养成分包括多糖类、蛋白质、脂质、色素及低分子物质。经传统中药及现在科学研究证明，海藻中具有增强免疫力及抗癌活性的物质主要成分是多糖类。

海藻包括红藻、绿藻、褐藻等，而目前海藻多糖中研究和应用比较深入的主要为褐藻类多糖。褐藻为一类较高级的藻类，约有250属，1500多种。褐藻类的藻体呈黄褐色或深褐色，含有多糖类、蛋白类、脂类和甘露醇等物质。有的种类，如海带，细胞内还含有大量碘。

褐藻多糖是褐藻重要的组成成分，其中包括褐藻胶、褐藻糖胶、褐藻淀粉等。褐藻胶，通常是指褐藻酸钠，是由β-D-甘露糖醛酸(简称M)和α-L-古罗糖醛酸(简称G)两种糖醛酸单体依靠1-4糖苷键连接成的线性多糖嵌段共聚物，在褐藻中含量很高。其段链结构有三种类型：由连续M单元组成的M嵌段，由连续G单元形成的G嵌段，以及由G单元和M单元交替连接形成的MG嵌段。褐藻胶也是一类最具代表性的海藻化工产品，有据数据显示，目前我国褐藻胶年产量已高居世界首位。为便于保存和使用，一般将褐藻胶转化为褐藻酸钠作为最终产品。作为一种聚阴离子多糖(海藻酸)的钠盐，褐藻酸钠以其固有的理化性质，在工业上有着极为广泛的用途。在食品工业上，褐藻酸钠低热无毒、易膨化、柔韧度高，添加到食品中可起到凝固、增稠、乳化、悬浮、稳定和防止食品干燥等诸多功能，是一种优良的食用添加剂。在纺织工业中，褐藻酸钠具有易着色、得色量高、色泽鲜艳和印花织物手感柔软等特点，是棉织物活性染料印花中最常用的糊料。同时，它还可作为经纱浆料、防水加工、制造花边用等工艺过程的水溶纤维。在化妆品工业中褐藻酸钠用作牙膏基料、洗发剂、整发剂等。在造纸工业上可作为施胶，在橡胶工业中用作胶乳浓缩剂，还可以制成水性涂料和耐水性涂料。褐藻酸钠还是一种重要的生物医用材料，被广泛用作药物缓释剂、聚合物薄膜、细胞封装、伤口敷料、手术海绵和栓塞剂等，在生物医用材料学、临床医学、组织工程学和药物学等领域正在受到越来越多的关注。至今，褐藻胶的生产基本上仍沿用碱消化工艺，基本原理是利用纯碱(Na₂CO₃)把各种不溶于水的褐藻酸盐转化成褐藻酸钠，并溶解在水中，再经过滤后得到干燥的海藻酸钠粉末。

褐藻糖胶是一种杂多糖，组成除了含有岩藻糖和硫酸根外，还含有半乳糖、木糖、甘露糖和糖醛酸等单糖。由于具有独特的结构和优异的生理活性，如调节血脂、降血糖、降血压、抗凝血、抗肿瘤、抗突变和防辐射、抗病毒、增强免疫功能等，褐藻糖胶已成为本世纪海洋药物研究的热点之一。褐藻淀粉又名昆布多糖，同样是一种具有多种生理活性的多糖。褐藻糖胶及褐藻淀粉的制取主要利用生产褐藻胶、碘及甘露醇的废弃物为主要原料，经水浸提后分级醇沉。

现有褐藻胶生产工艺方法的主要缺点：

耗水耗能严重，污染大。这也是制约海藻工业发展的关键因素。碱消化工艺原理简单，但实际工业制备中往往需要数十道过程，有些步骤是非常困难的。例如，海带经过碳酸钠处理形成的褐藻酸钠浓浆中，有许多不溶于水的纤维素等成份需要滤除，由于浓浆粘度过高，除了需要加入硅藻土等助滤剂外，还需要消耗大量的水进行稀释，而且对用水的水质要求很高。据统计，生产1吨成品海藻酸钠约需用700-1000吨水。另外，现有碱消化工艺的化学过程主要有加酸和加钙盐两种方法：首先把褐藻中不溶于水的褐藻酸盐转换成可溶于水的褐藻酸钠，加入酸或钙离子使褐藻酸钠形成褐藻酸或褐藻酸钙沉淀，然后清洗后转换回褐藻酸钠，最后再进一步把褐藻酸钠加工成各类产品。无论采用哪种方法，都要产生的大量工业废水，对生态环境构成了严重的威胁。