[发明专利]源自海藻的天然复合材料及其制备方法

说明书

提供了包含一种或多种不溶性纤维和与所述不溶性纤维缔合的琼脂的天然海藻复合材料。天然海藻复合材料通过包括高压均化的方法生产，所述高压均化保持不溶性纤维和琼脂的如在天然未加工的海藻中那样的天然复合结构。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年6月21日提交的美国临时专利申请62/865,051的权益，其内容通过援引整体并入本文。

技术领域

本发明涉及源自海藻的天然复合材料及其制备方法。本文公开的天然复合材料包含在结构上彼此缔合的琼脂和不溶性纤维。

背景技术

海藻是海洋生物材料的丰富来源，在食品、营养、化妆品和保健工业中具有广泛的应用。在其诸多组分(包括脂质、蛋白质、不溶性纤维(例如纤维素)、矿物质、维生素和天然着色剂)中，藻胶(phycocolloid)(包括琼脂、卡拉胶和藻酸盐)已成为主要的商业海藻提取物。虽然一些种类的海藻作为食品成分是可食用的，但是其它的海藻，例如石花菜属(Gelidium)和江蓠属(Gracilaria)，含有粗糙的天然不溶性纤维，导致不良的口感。这些海藻的主要用途是提取可溶性藻胶，而剩余的海藻残余物，包括天然不溶性纤维，被丢弃或用作低价值材料，例如肥料。因此，本领域需要充分开发和使用用于天然复合材料、特别是适于食品应用的高品质天然复合材料的海藻。

发明内容

在一个方面，本文提供了天然海藻复合材料。在一些实施方式中，天然海藻复合材料获自红藻。在一些实施方式中，天然海藻复合材料获自产琼脂(agarophytic)红藻。所述天然海藻复合材料包含一种或多种不溶性纤维和琼脂，其中所述琼脂与所述不溶性纤维缔合。琼脂与不溶性纤维之间的这种缔合基本上与加工前的天然海藻中的琼脂与不溶性纤维之间的缔合相同。在一些实施方式中，所述不溶性纤维包括纤维素和不溶性半纤维素。在一些实施方式中，琼脂结合至天然海藻复合材料的不溶性纤维(例如纤维素)的表面。在一些实施方式中，不溶性纤维被琼脂部分或完全包封。在一些实施方式中，不溶性纤维全部或部分包埋在琼脂内。在一些实施方式中，天然海藻复合材料的粒径小于或约为100μm，小于或约为90μm，小于或约为80μm，小于或约为70μm，小于或约为60μm，小于或约为50μm，小于或约40为μm，小于或约为30μm，小于或约为20μm，小于或约为10μm，小于或约为5μm，小于或约为4μm，小于或约为3μm，小于或约为2μm，或小于或约为1μm。在一些实施方式中，天然海藻复合材料的粒径为0.1μm至100μm，1μm至100μm，10μm至90μm，20μm至80μm，30μm至70μm，40μm至60μm，0.5μm至20μm，1μm至15μm，2μm至10μm，3μm至8μm，4μm至7μm，或5μm至6μm。

在另一方面，本文提供了由红藻制造天然海藻复合材料的方法。该方法包括以下步骤：用一种或多种酸处理新鲜或干燥的海藻，通过湿磨或干磨研磨经酸处理的海藻，使经研磨的海藻经受高压均化(HPH)，和将均化的海藻干燥并研磨至所需粒径以获得天然海藻复合材料。在一些实施方式中，HPH在不使琼脂熔化且不使琼脂与其天然海藻基质解离的条件和温度下进行。一些实施方式中，HPH在0℃至85℃，例如20℃至70℃的温度下进行。在一些实施方式中，HPH在0℃至50℃，例如20℃至40℃的温度下进行。在一些实施方式中，HPH在25℃至30℃的温度下进行。在一些实施方式中，HPH在室温下进行。所得天然海藻复合材料具有低胶凝强度和高分子量。例如，获得的天然海藻复合材料具有100-1000kDa的平均分子量，和/或1.5％下10-400g/cm2的胶凝强度。在一些实施方式中，在酸处理之前，洗涤和/或清洁海藻以除去碎屑。在一些实施方式中，在HPH之前用一种或多种漂白剂漂白海藻。