[发明专利]一种高效提取裙带菜孢子叶中营养物质的方法

说明书

技术领域

本发明涉及裙带菜孢子叶利用领域，具体涉及一种高效提取裙带菜孢子叶中营养物质的方法。

背景技术

当前世界面临着能源短缺和环境污染的巨大压力，开发清洁的可再生能源已经成为解决石化资源和能源危机的重要手段。生物乙醇作为一种清洁燃料及汽油添加剂而受到广泛关注。目前，我国制备燃料乙醇主要侧重于秸秆、甘蔗渣、木屑和木薯等陆源原料，但对海洋生物资源制备生物乙醇的研究较少，在裙带菜孢子叶生物质能源开发方面的技术研究相对落后。

海洋面积巨大，蕴藏着丰富的裙带菜孢子叶资源，其种类繁多、光合作用效率高、生长周期短，每年可通过光合作用产生的生物质总量就达550x10⁸吨，是一种巨大的可再生资源，也是产生生物质能源的潜在资源。利用富含纤维素、裙带菜孢子叶多糖、甘露醇的裙带菜孢子叶加工废弃物制备燃料乙醇，不仅可使裙带菜孢子叶加工废弃物变废为宝，解决环境污染问题，还可为制备生物乙醇提供充足和廉价的原料供应，促进海洋生物质能源的技术开发。

褐藻酸钠，一种天然多糖，具有药物制剂辅料所需的稳定性、溶解性、粘性和安全性。1881年，英国化学家E.C.Stanford首先对褐色裙带菜孢子叶中的裙带菜孢子叶酸盐提取物进行科学研究。他发现该褐藻酸的提取物具有几种很有趣的特性，它具有浓缩溶液、形成凝胶和成膜的能力。基于此，他提出了几项工业化生产的申请。但是，裙带菜孢子叶酸盐直到50年之后才进行大规模工业化生产。商业化生产始于1927年，现在全世界每年约生产30000吨，其中30%用于食品工业，剩下的用于其它工业，制药业和牙科。

目前酶解提取法提取褐藻酸钠还不够成熟，往往都只是采用了单一的纤维素酶进行水解，但组成植物细胞壁的有纤维素酶、半纤维素酶、果胶、木质素等成分，他们之间的链接方式或者镶嵌，或者抱合，所以用单一的酶很难彻底破解植物的细胞壁，不能使内容物完全释放。

腐植酸是动植物遗骸，主要是植物遗骸经过微生物的分解和转化以及地球化学一系列过程形成和积累起来的一类成分复杂的天然高分子有机化合物，它确确实实地以实体存在。约4 亿年前有了陆生植物开始大量积累。腐植酸物质数量大的惊人，数以万亿吨计算。我国富含腐植酸物质的泥炭、褐煤、风化煤数千亿吨，极其丰富。腐植酸资源大国，腐植酸科技和应用无论是深度和广度来看，都不太适应国家经济发展和生态建设的需要，与某些发达国家水平相比也有不小的差距。腐植酸的潜在优势并未发挥。

如何彻底破解植物的细胞壁，使内容物完全释放。又要避免受到其它人分子物质，如果胶、蛋白质等的干扰，本发明考虑以蛋白酶、果胶酶、纤维素酶按科学的配比制成复合酶，对原料进行预处理，然后再提取褐藻酸钠的基础上，充分利用裙带菜孢子叶原料生产乙醇。通过添加磷酸二氢钾、黄腐酸、尿素、复硝酚钠等成分，以充分开发利用我国的腐植酸资源，生产出富含腐植酸的有机肥。

发明内容

为解决上述技术中存在的技术难题，本发明提供了一种高效提取裙带菜孢子叶营养物质的方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：

（1）原料预处理：将裙带菜孢子叶原料去除泥沙，于60-70℃烘干至水分含量8-10％以下，粉碎至颗粒粒度为1.0-1.5mm 以下的粉末作为原料；

（2）超声处理：向粉末中加入40-60 倍重量的水，用400-600W 超声波处理15-20min ；

（3）纤维酶解：用4-8mol/L 盐酸调pH 为4-6，加入原料重量0.5-2.0％的由内切β- 葡聚糖酶40％、外切β- 葡聚糖酶35％、β- 葡萄糖苜酶25％组成的纤维素酶0.4-0.6%， 50-60℃下酶解3-4 小时；  

（4）蛋白酶解：加入由中性蛋白酶55％、木瓜蛋白酶45％组成的蛋白酶0.3-0.4%，由果胶裂解酶50％、果胶酯酶50％组成的果胶酶0.2-0.3%，继续酶解4-5h，搅拌，酶解后离心分离；

（5）盐水消化： 向上述离心后的裙带菜孢子叶中加入13-15倍裙带菜孢子叶重量的2-3% Na₂CO₃溶液，在55-65℃水浴中消化2-3h；

（6）稀释过滤：然后加入体积5-7倍55-65℃的新鲜饮用水进行稀释1.5-2h，充分稀释均匀后，通过280-350目的绢网过滤；

（7） 脱色：滤液加入0.2-0.3%的双氧水，在55-60℃脱色1-2h，然后升温到80-90℃保持10-20min，用280-350目的绢网过滤；