海藻综合利用ppt课件

第八章海藻的综合利用 1 第一节概述 2 藻类分成9门 蓝藻门 裸藻 甲藻 金藻 黄藻 硅藻 绿藻门 红藻门 褐藻门上述三门类海藻全世界现有记录6495种 其中 红藻4100种 褐藻1485种 绿藻910种 而我国沿海已有的记录835种 分隶于红藻门36科140属463种 褐藻门25科54属165种 绿藻门15科45属207种 约占世界总数的1 8 一 分类 3 4 1 螺旋藻 1 分类与形态特征螺旋藻 Spirulina 蓝藻门 颤藻科的一个属 目前已知的有39个种 多为淡水种 有4个种分布于海洋中 国内外工厂化生产的螺旋藻有两个种 钝顶螺旋藻 S platensis 极大螺旋藻 S maxima 形态特征见下表 一 蓝藻 5 6 2 螺旋藻的化学组成与营养评价 化学组成蛋白质 60 70 脂肪酸 富含PUFA碳水化合物 占干物质的15 维生素与矿物质色素 7 富含氨基酸 18种 8 除蛋氨酸外 其余均高出FAO的标准含量 9 亚麻酸含量达1 7 具有降血脂 软化血管的功能 10 11 12 13 显微镜下观察 实体 培养藻体 14 营养评价 螺旋藻之 六最 A 蛋白质含量60 左右 而大豆为40 奶粉为13 22 瘦肉为16 22 B 螺旋藻含有丰富的 胡萝卜素 其含量是胡萝卜的15倍 在至今发现的天然食物中含量最高 C 生育酚 维生素E 含量在植物里最高 D 维生素B12在植物中含量最高 E 藻蓝蛋白 用于防治癌症 含量高达17 是植物中之最 F SOD 超氧化物岐化酶 含量达到2万至 万单位 15 螺旋藻的十大桂冠 联合国粮农组织 FAO 推荐 21世纪最理想的食品 联合国教科文组织推荐 明天最理想最完美的食品 国际微生物蛋白质会议认定 未来的超级营养食品 联合国世界粮食会议公认 超级营养食品 联合国世界粮食协会称誉 21世纪最理想的营养源 世界卫生组织 WHO 确认 人类21世纪最佳蛋白质来源之一 美国粮食及药物管理局 FDA 确认为 最佳蛋白质来源之一 日本健康食品协会指定 优质健康食品 中国国家教委推荐为 中小学生午餐食品 中国国家卫生部认定为 新资源的营养食品 中国国家卫生部批准为 保健食品 国家科委确定 国家级星火项目 16 应用潜力及前景 A 保健及治疗作用 1 增强机体免疫力 具有防癌 抑癌和抗辐射作用2 刺激前列腺素的合成 调节机体生理功能 对治疗高血压有效3 促进新陈代谢 加速伤口愈合 防止皮肤角质化 治疗胃及十二指肠溃疡4 对贫血 肝炎及糖尿病 白内障均有明显的功效5 可降低胆固醇等心血管疾病6 对严重营养不良病人的调养 病后虚弱者的恢复等均有功效B 美容与化妆品业护肤 防皱 防晒 抗辐射 色斑 抗衰老等功能C 饵料与饲料业D 废水处理与环保业 17 医疗临床方面也有应用 主要的功能有 1 降低血液中胆固醇含量2 胡萝卜素可预防癌症及减缓病情 营造肠胃中健康的乳酸杆菌群 减轻汞及药物对于肾的毒性 3 亚麻油酸 GLA 可刺激前列腺素作用 藻蓝蛋白 Phyeoeyanin 可提高免疫系統 辐射的保护 提高铁的吸收及调理贫血症及減肥 4 特別是螺旋藻的液态萃取物能抑制HIV 1病毒來自人体T 细胞及周边血管单核细胞的复制 Ayehunieetal 1998 对于爱滋病人而言 是一个新的希望 18 二 绿藻门 绿藻有430属6800种 藻体呈草绿色 其中90 产于淡水 只有10 生活在潮间带或潮下带的岩石上 绿藻有单细胞的 有群体的 有丝状的 还有片状的 19 孔石莼 孔石莼Ulvalactuca藻体草绿至深绿色 片状 膜质 两层细胞 高15 20厘米 边缘波状 藻体上有大小不等的孔 生长在中 低潮带岩石上或石沼中 生长盛期4 6月 我国沿海均有分布 本种系北太平洋西部的温带性海藻 可食用 饲料 20 浒苔 Enteromorphaprolifera 藻体草绿色 管状 膜质 丛生 主枝明显 分枝细长 高可达1米 生长在中潮带滩涂 岩石上 生长盛期12月至次年4月 浙江沿海优势种 我国沿海均有分布 本种系世界性的温带性海藻 可供食用 21 礁膜 Monostromanitidum 別称 海菜 海苔 石菜 绿紫菜 鹅仔菜藻体绿至黄绿色 片状 膜质 单层细胞 高4 9厘米 边缘波状皱褶 藻体边缘厚约17微米 近基部厚29 32微米 生长在中潮带岩石上 生长盛期4 5月 我国东南沿海均有分布 可供食用和作饮料 22 刺松藻 刺松藻Codiumfragile Sur Hariot藻体深绿至黑绿色 海绵质 单细胞多核体 高10 30厘米 复叉状分枝 枝圆柱状 直径1 5 5毫米 生长在中 低潮带岩石上或石沼中 周年生长 生长盛期7 9月 浙江沿海优势种 我国沿海均有分布 本种系世界性的泛暖温带性海藻 可供食用和药用 23 三 红藻门 红藻的藻体呈紫色或紫红色 大多数为多细胞 有丝状 片状和分枝状 形态多姿 有圆形 椭圆形 带形 红藻多数喜居深海 生长在低潮线附近和低潮线以下30 60米处 少数种类可在200米的海底生长 红藻类约有2500多种 其中最为常见的种类有紫菜 石花菜 红毛藻 海索面 鸡毛藻 粘管藻 海萝 蜈蚣藻 海头红 多管藻 鹧鸪菜等 24 1 紫菜laver 食用2 石花菜Gelidiaceae 食用 制琼胶原料3 海萝 Gloiopeltisfurcata 海萝胶4 江篱 Gracilariaasiatica 提胶 饲鲍5 鹧鸪菜Caloglossaleprieurii Mont 药用 25 紫菜 紫菜属约有30种 中国有10种 栽培利用的主要种有 圆紫菜 皱紫菜 长紫菜 坛紫菜 甘紫菜 条斑紫菜 边紫菜等 北方以条斑紫菜为主 南方则以坛紫菜为主 生长于浅海潮间带的岩石上 生长期为每年的12月至翌年5月 26 条斑紫菜Porphyrayezoensis 北方 紫菜主要分布在亚热带及温带地区的沿海 中国以福建省沿海为主要产地 其次是浙江省沿海 紫菜呈紫红色 片状 鲜食或制成干品 干紫菜是市场上畅销的高级副食品 坛紫菜Porphyrahaitanensis 南方 27 小石花菜Gelidiumdivaricatum 大石花菜Gelidiumdivaricatum 28 海萝 Gloiopeltisfurcata OrderGIGARTINALES杉藻目FamilyENDOCLADIACEAE內枝藻科別称 红菜 胶菜耐干燥 主要生长在风大浪高 中潮带之岩石上 多年生 生长旺期为3 5月 中国大陆 浙江 福建 广东 沿海均产提取海萝胶 纺织工业用作浆料 雄云纱 即用海萝胶浆制而成 29 江蓠我国沿海各地均有 广东 广西等南方沿海已发展养殖 30 鹧鸪菜Caloglossaleprieurii Mont 藻体生长于沿海河口附近的中 高潮带的岩石上 自然分布于我国浙江 福建 广东等沿岸 太平洋 大西洋 印度洋沿岸均有分布含甘露糖甘油酸钠盐 即海人草素Sodiummannosidoglycerate digeneaside C9H15O9Na H2O 胆甾醇 Cholesterol 海人草酸 Kainicacid C10H17O4N 乳酸盐 粘液质和无机盐功能 有驱虫 化痰 消食之功效 31 四 褐藻门 褐藻的藻体呈褐色 多细胞 有丝状 片状或叶状 还有的呈囊状 管状 圆柱状或树枝状 一般都有圆盘状或分枝状的固着器或假根 假根上面有柄部及叶部 通称为假茎和假叶 褐藻中的大型种类 如海带可长到长 巨藻可长到长 素有 海底森林 之称 它们多数生长于低潮带或低潮线下的岩石上 7 8米 300米 32 我国常见的褐藻除了海带 裙带菜 巨藻之外 还有水云 索藻 酸藻 萱藻 囊藻 绳藻 鹅肠菜 网地藻 团扇藻 马尾藻 鹿角菜 海蒿子 海黍子 羊栖菜等 目前 褐藻类被大量用来制作工业上有广泛用途的褐藻胶 33 海上庄稼 海带 海带科 LaminariaJaponica 地方名 海带菜 昆布 形态特征 叶片似宽带 梢部渐窄 一般长2 4米 宽20 30厘米 在海底生长的海带较小 长1 2米 宽15 20厘米 海带通体橄榄褐色 干燥后变为深褐色 黑褐色 上附白色粉状盐 提取碘 甘露醇和氯化钾等化工产品的重要原料 广泛应用于国防和医药工业 34 游孢子纲 Phaeosporeae 海带目 Laminariales 巨藻科 Lessoniaceae 巨藻属 Macrocystis 藻类王国中最长的一族 大多数巨藻可以长到几十米 最长的甚至可以达到300米 重达200公斤 巨藻原产于北美洲大西洋沿岸 澳大利亚 新西兰 秘鲁 智利及南非沿岸都有分布 我国科学家在1978年从墨西哥把巨藻引进我国 生产食物 燃料 肥料 塑料和其他产品的原料 用来生产沼气 也可作提取碘和褐藻胶 甘露醇等工业产品的原料 海上森林 35 裙带菜 翅藻科 Undariapinnatifida 地方名 海芥菜 裙带 可食用 裂叶马尾藻Saugassumtortile 即S siliquastrum系北太平洋西部特有的暖温带性海藻 在我国沿海不连续分布 可作海藻工业原料 36 羊栖菜北太平洋西部特有的暖温带性海藻 可供食用 药用和制胶工业原料 萱藻暖温带性海藻 可作饲料和药用 铁钉菜北太平洋西部特有的亚热带性海藻 可供食用和药用 37 38 二 海藻的一般成分 1 多糖类物质 约占干物的40 60 含甘露醇 海藻二糖 褐藻淀粉 褐藻酸等 2 蛋白质 一般在20 以下 但紫菜 蜈蚣藻 鼠尾藻 裙带菜等在20 以上3 脂质 0 1 0 8 褐藻稍高4 灰分 20 40 微量元素含量高 可用于提取碘 39 40 41 三 海藻的生理功能 1 保护心血管系统2 抗肿瘤3 抗菌 抗病毒 42 四 海藻功能性食品的开发 1 海藻粉的生产含海藻多糖 微量元素在内的多种营养成分 可作为营养强化剂添加到面条 面包 豆腐 蛋糕等食品中 2 海带饮料3 海藻减肥食品4 其他利用海藻生产的功能性食品主要还有糖尿病食品 将海藻多糖与麦麸等制成供糖尿病患者食用的降糖食品 和排铅饮料等 43 五 海藻资源的利用情况 1 食用 高蛋白质 低热量 多纤维膳食2 工业用 提取工业产品 如K I2 褐藻胶 甘露醇 琼胶 卡拉胶等3 药用 提取抗菌素 44 第二节褐藻的加工利用 45 一 褐藻的化学组成 1 碳水化合物 占干重的50 以上 1 褐藻酸 存在藻体的细胞壁中 主要以褐藻酸盐的形式存在 占干藻的15 25 2 褐藻淀粉 贮存多糖 存在细胞质中 1 20 3 褐藻糖胶 水溶性多糖 存在褐藻细胞间组织中 具保湿作用 4 甘露醇 含量较多 10 20 北方产的含量高于南方 5 纤维素 细胞壁多糖 2 5 46 2 含氮化合物含氮物80 以上以蛋白质状态存在 其余成分含有少量的谷氨酸 甜菜碱 多肽 酶等 必需氨基酸 如色氨酸 蛋氨酸 含量较低 特殊氨基酸 海带氨酸 47 3 无机盐 约占海带重1 3 1 2 水溶性 NaCl KCl I2不溶性 Ca Mg Al Fe4 脂肪 占干藻的0 5 3 0 5 色素叶绿素a 叶绿素c及类胡萝卜素 胡萝卜素和褐藻黄素 叶黄素等 48 49 二 褐藻胶 一 褐藻胶的结构与性质1 化学结构 D 甘露糖醛酸 L 古罗糖醛酸 是从海带 马尾藻 巨藻等褐藻类中提取的多糖聚合物 聚合 50 2 性质1 溶解性褐藻酸在纯水中不溶 为无色非晶体物 不溶于乙醇 四氯化碳等有机溶剂 pH5 8 7 5 吸水膨胀 形成均匀透明的液体 褐藻胶在碱性溶液中溶解度很大 但黏度有所降低 51 2 粘度特性 a与pH有关pH 7时 最大b分子量分子量越大 越大c浓度浓度越高 越大 3 以上失去流动性d温度每上升1度 黏度约下降3 T 80 脱羧基 使 明显下降 52 3 凝胶特性pH在8以上时 易溶于水 在8以下时 水溶性降低并逐渐形成凝胶 pH在3以下时 则褐藻酸脱水析出 随钙离子和凝胶浓度的增加 凝胶的强度也加强 53 4 稳定性无论是在水溶液中或者是干品 都会发生不同程度的降解 其黏度不断下降 分子量发生变化 5 褐藻胶的营养价值可食而不易被人体消化的大分子多糖 具有吸水性 吸附性 阳离子的交换和凝胶过滤等生理作用 对人体新陈代谢起到独特的调节作用 54 1 食品工业1 稳定剂海藻酸钠用以代替淀粉 明胶作冰淇淋的稳定剂 二 褐藻胶的用途 55 2 增稠与乳化性海藻酸钠用于色拉 一种凉拌菜 调味汁 布丁 一种甜点心 果酱 番茄酱及罐装制品的增稠剂 以提高制品的稳定性质 减少液体渗出 56 3 水合性在挂面 粉丝 米粉制作中添加海藻酸钠可改善制品组织的粘结性 使其拉力强 弯曲度大 减少断头率 4 胶凝性海藻酸钠可做成各种凝胶食品 保持良好的胶体形态 不发生渗液或收缩 适合用于冷冻食品和人造仿型食品 57 2 医药工业1 牙科印模料2 止血剂3 对放射性元素及有害金属的阻 排作用4 药膏 药片及其制剂 58 3 印纺工业1 印花浆2 人造纤维海藻酸钠与石棉短纤维混合 经过醋酸钙溶液凝固处理 可防止石棉纤维飞扬 影响人身健康 59 4 其它工业造纸上浆用水溶性海藻酸钠代替部分松香纸浆分散剂 能增加纸张表面光滑度 并能调节印刷墨水 蜡 油的吸收 提高纸张的耐揉性 60 61 62 63 三 褐藻胶提取工艺 原理 离子交换的过程1 消化 海藻在碱和加热的作用下 使藻体中的水不溶性褐藻酸盐转化为可溶性的碱金属盐 64 2 酸化或钙化 水可溶性的褐藻胶钠在无机酸或钙盐的作用下 与溶液分离 形成水不溶性的褐藻酸或褐藻酸钙沉淀 65 3 脱钙 用盐酸进行脱钙 使其转化为褐藻酸 4 中和 褐藻酸与钠盐 钾盐或铵盐充分混合 形成不同类型的褐藻酸盐 66 提取工艺具体流程 67 四 工艺条件 1 原料前处理海带原料经过浸泡后 碘 甘露醇 氯化钾等大部分已被浸出 但藻体中还残存着褐藻糖胶 褐藻淀粉 色素等杂质 68 1 水洗 除去附在表面的粘性物质 2 甲醛处理 0 5 1 0 固定蛋白质和色素 与苯酚聚合 抑制苯酚化合物在氧化过程中所产生的游离基团对褐藻胶起降解作用 甲醛对藻体内有机物有溶胀作用并破坏和软化细胞壁纤维 有利于褐藻胶盐的置换和溶出 3 稀酸处理 进一步除去水溶性杂质 褐藻糖胶 褐藻淀粉 无机盐等 69 4 稀碱处理 除去海带中的一些稀碱成分和部分色素 经稀碱处理后 产品的色泽和透明度有明显的改善 但随碱浓度的提高 其得率下降 5 甲醛 酸或碱联合处理 先用甲醛处理再用稀碱处理 效果好 70 2 消化提取消化 加入碱使细胞壁膨胀破坏 将不溶性的褐藻酸盐转化为可溶性的褐藻酸钠被提取出来 常用碳酸钠做消化剂 0 8 1 0 影响消化的因素 加热温度 60度左右 影响产品的黏度 碱的用量和消化时间 3 4h 根据材料的新鲜与否 71 3 过滤海带经过消化后 消化液呈糊状粘稠液 其中含有大量的纤维和不溶性杂质 造成过滤困难 72 1 稀释粗滤目的 是降低黏度 消化液是原藻的20 40倍 加水量相当于干海带的100 150倍 2 沉降和漂浮目的 除去消化液中大量的泥砂 海带皮 纤维素以及蛋白质 色素等杂质 可得到80 90 的清胶液 3 精滤目的 除去微细的悬浮物方法 分级增加筛网目数的过滤方法 73 4 凝析目的 使水溶性的褐藻酸钠转化为水不溶性的褐藻酸或褐藻酸钙凝胶析出 以除去杂质和浓缩的目的 方法 1 酸析 以盐酸或硫酸为凝析剂2 钙析 以氯化钙做凝析剂 74 5 漂白目的 降低产品的色泽 次氯酸钠 次氯酸钙 氯气 过氧化氢等 方法 1 在褐藻胶凝析前进行漂白 作用缓慢 对黏度降低小 消耗的漂白剂大 2 在凝析后漂白 75 6 脱水7 中和目的 把褐藻酸转化成褐藻酸盐 增加其稳定性方法 1 液相转化 就是在碱性酒精溶液中进行 生产的褐藻胶纯度高 色泽淡 适用于食品和医药等 2 固相转化是将含水量65 70 的褐藻酸凝胶与一定比例的纯碱 经捏合机充分搅拌 使其转化完全 76 8 干燥使含水量从70 降到15 以下 以便于长期保存 沸腾床干燥器 9 粉碎根据不同的要求进行粉碎10 检验11 包装 77 五 褐藻胶生产设备 1 原料清洗与预处理机械设备1 鼓气式清洗槽2 转鼓式洗涤机3 切碎机4 螺旋沥水器 78 79 2 消化罐3 过滤设备履带式过滤机4 固相中和捏合机混合不能用搅拌及混合高黏度原料的一种机械 5 流态床干燥器由圆柱形容器 热风分配箱 耙式搅拌器 盛料盘 旋风分离器等组成 80 81 82 83 84 海藻胶的脱水工序 85 六 褐藻酸的加工制品 1 藻酸丙二酯 P G A 褐藻酸和环氧丙烷进行酯化反应生成 是一种优良的乳化剂和稳定剂 2 藻酸双酯钠 PSS 以褐藻胶为原料 经过酯化反应合成的褐藻多糖双酯钠 具肝素样生理活性 3 低聚藻酸钠注射液 代血浆 86 三 从褐藻中提取碘 87 一 碘的用途和质量标准 1 碘的性状和生理功能1 性状固态的碘是灰黑色的 有金属光泽的鳞片状结晶2 生理功能 碘是甲状腺素的重要成分 甲状腺素是一种重要的激素 在促进生长和调节新陈代谢方面有重要作用 中国营养学会建议 成人供给碘量为150 g 孕妇乳母适量增加 88 2 用途 1 碘具有强烈的杀菌消毒作用 主要用于医药方面 碘酒 2 在农业上 碘是制造农药的原料 用 1 20000 的碘溶液喷洒可以防止蔬菜水果等农作物病虫害 而且生长快 产量高 碘化银用作人工降雨中的造雾剂 89 3 在染料工业中 碘是合成有机染料的原料 4 在照明方面 5 在食品业中 碘酸钾可以作为加碘盐的添加剂 在饲料中添加碘化蛋白 可以防止多种疾病 6 碘在化学工业中作为催化剂 在化学合成工业中用于合成碘甲烷 碘乙烷 90 3 碘的质量标准 91 二 碘的生产 1 碘的生产方法1 沉淀法2 活性碳吸附法3 空气吹出法4 离子交换法 92 2 提碘工艺 93 3 生产工艺要求 1 浸泡水的凝沉处理目的 除去浸泡水中的水溶性有机物即褐藻胶 有粘性 对提碘不利 方法 适用于海带 加碱凝沉法 工业烧碱或石灰 工业上常采用工业烧碱凝沉剂 加烧碱至pH到12左右 用量大约为浸泡水重量的0 4 搅拌均匀后 沉降4 8小时 上清液取碘和甘露醇 94 2 浸泡水的酸化氧化 目的 使浸泡水中的碘转化为分子态的碘 即将碘离子氧化成碘分子 A 次氯酸钠氧化法a 氧化剂的选择和用量次氯酸钠和亚硝酸钠 在pH 2时加次氯酸钠 边搅拌 此时水逐渐变红棕色 当近完全氧化时 加入亚硝酸钠 3 5t水加1 5kg10 的亚硝酸钠 b pH值对碘的氧化率的影响 95 B 氯气氧化法原理 利用氯气在全封闭的管道中对浸泡水的碘离子进行氧化 工艺特点 生产可连续化 省工省料 提高碘的提取率 96 C 电解氧化法原理 电解过程 是由电能转变为化学能的过程 如海带浸泡水的碘的氧化就是通过电解的原理把碘离子在直流电场的作用下氧化成碘分子的过程 缺点 耗电量大 电极材料腐蚀严重 生产成本高 97 3 离子交换树脂吸附 A 原理主要是根据717型强碱性阴离子树脂对卤素具有较强的吸附能力 浸泡水中的离子碘经过氧化后生成分子碘 通过阴离子交换树脂柱进行吸附 而后再解吸 碘析和精制等一系列工序 最后得到纯度较高的结晶碘 图3 1离子交换柱装置1 玻璃丝2 树脂3 水4 胶塞 98 B 离子交换树脂的选择树脂的交换容量越大 吸附碘量越多 多孔性树脂吸附能力优于非多孔性树脂 C 离子交换的操作方法树脂在柱内固定 将氧化浸泡水流过离子交换树脂 其吸附方式为动态反向式 氧化浸泡水由底部进入 由柱上部溢流管流出 当吸附流出液的碘量超过20ppm时 应停止吸附进行解吸 99 D 离子交换法吸附须注意的问题树脂再生不完全 或树脂破碎流失而未及时更新添加上柱液过量上柱液流速过快树脂层厚度不适当或出现沟流 壁流 树脂中间出现沟道 树脂与柱壁之间出现缝隙 100 4 解吸 即用强还原剂将吸附在树脂上的碘分子解吸还原成碘离子的过程 A 解吸剂的选择用浓度为8 10 的亚硫酸钠溶液进行解吸 效果最好 B 解吸的操作a 解吸之前 先用水反冲排污 直到液清为止 目的是除去柱内残留的杂质 同时使树脂达到松散和平整 101 b 解吸液的收集 注意控制解吸流速 不宜过快 分段收集 第一部分 高流分 在碘的含量最高时 颜色呈酱油色 第二部分 尾流分 碘的含量低 颜色呈金黄色 102 C 解吸后的树脂处理树脂的再生 除去树脂中残留的碘和还原剂 使树脂能够重复使用 方法 将有效氯含量为3 5 4 的次氯酸钠稀溶液从柱顶排气口注入 流出液呈桔黄色 树脂颜色呈金黄色 再用水冲洗即可 直至流出液中不含碘酸根离子 D 次氯酸钠处理液的利用 103 5 碘的析出和精制 A 碘的析出即把解吸液中离子碘在氧化剂的作用下 生成分子碘 再缓慢的从溶液中析出结晶碘 方法 先加酸使解吸液酸化 然后加入氧化剂 次氯酸钾 104 B 碘的精制目的 提高纯度方法 粗碘与浓硫酸共熔法原理 利用浓硫酸沸点较高 吸收水分 能碳化有机物 并能把微量的碘化物氧化成分子碘的性质进行精制 105 制碘工序 106 四 甘露醇的提取与加工 一 用途与质量标准1 用途 1 甘露醇主要用于医药工业 A 作为大输液的原料和片剂的辅料 B 预防急性肾功能衰竭 C 治疗青光眼和脑水肿 D 可以作为糖尿病人的甜食代用品 治疗乙型大脑炎 E 可以作为片剂的填充剂和赋形剂添加在一些药物中 F 可用于烟酸醋的合成 107 2 甘露醇在其它工业方面A 可替代甘油生产牙膏B 甘露醇聚氨酯硬质泡沫塑料的合成 C 甘露醇缩水后与油酸脂化成甘露醇酐油酸酯 在农药 化工 纺织 机械加工中用作乳化剂 缓蚀剂 108 2 甘露醇质量标准 109 续前 110 二 水重结晶法提纯工艺 1 工艺过程 111 2 工艺条件 分三阶段 一是提碘后废水的处理二是水重结晶三是精制提纯 112 1 废水的处理 目的 防止强酸性的溶液在进行浓缩时腐蚀浓缩设备A 碘废水的中和使pH从2到7 加入工业烧碱 B 蒸发浓缩目的 除去大部分的无机盐 使甘露醇与盐初步分离 含量在60 设备 双效蒸发器 通过浓缩液比重控制蒸发程度 113 2 水重结晶 目的 除去粗醇中40 左右的无机盐 糖胶和其他杂质 原理 根据甘露醇和无机盐在水中的溶解度不同 在水中进行重结晶达到提纯的目的 方法 加入0 5 0 6倍水加热搅拌使其溶化 停止加热 冷却结晶 再离心分离 经过两次结晶甘露醇浓度可达90 左右 缺点 甘露醇随结晶次数增多损失越多 114 3 甘露醇的精制 目的 除去10 左右的无机盐和其他杂质 方法 先用活性炭脱色并除去不溶性悬浮物 再用离子交换树脂除去无机盐 最后将交换清液蒸发浓缩 115 活性碳脱色加3 4倍的水 再加3 的活性炭 加热使甘露醇熔化 煮沸 保温50分钟 过滤 加水稀释 离子交换装柱 阳 阴 1 25 混合 底部通入清水 滤液自上而下进入树脂树脂的再生 将失效的树脂恢复其交换能力的过程 结晶浓缩将离子交换后的甘露醇溶液加热浓缩 方法同前 夏季比重1 200 冬季1 190 116 第三节红藻中琼胶的提取 117 一 琼胶的化学结构与性质 琼胶 Agar 又称琼脂 是由石花菜 江蓠 紫菜 麒麟菜等红藻提取的亲水性胶体 118 一 化学结构琼胶是由琼胶糖和琼胶酯组成 两者比列不恒定 以琼胶糖为主 二 琼胶的理化性质1 吸水膨胀不溶于冷水 但容易吸水膨胀 尤其是在纯水中 119 2 溶解度不溶于冷水 慢溶于热水 易溶于沸水 凝胶强度越高溶解越慢 凝胶融化温度随品质高而增加 3 黏度1 的凝胶可形成稳定的凝胶 其黏度与凝胶强度不一致 120 4 凝胶强度琼胶与水加热形成溶胶后 放冷至30度左右 即形成凝胶 其强度随原料 制造条件 所用化学药品 温度 浓度等的不同而有显著差异 121 5 琼胶凝胶的特性 1 滞后现象 加热带80 85度凝胶即溶解 即其凝固点和融点相差50度 2 泌水现象 随放置时间的延长 凝胶表面会分泌出细小的水滴 6 琼胶的耐腐性琼胶纯品较稳定 122 二 琼胶的应用 1 食品工业利用其凝固性 增稠性 乳化性来改善食品的性质 2 轻工业主要用作制纸 制绢的涂料 还可用作防水布 防水纸等的涂料 3 医药在牙科治疗中可作弹性印模料 内科可用作轻泻药治疗便秘 外科可作药膏药基 4 科学研究作细菌的培养基 123 三 琼胶的提取工艺 1 工艺流程 石花菜 原料处理 煮胶提取 过滤 凝固 冻结 融解 干燥 成品 124 2 工艺条件1 原料处理 日晒漂白或化学药品漂白 至藻体成黄白色 水洗碾压或捶捣水洗2 煮胶提取30倍的清水煮沸后 加千分之一的工业硫酸 10分钟后加千分之一的冰醋酸pH5 61 5h 小火 pH6 76h 80度 125 3 过滤采用离心机 板框压滤机 真空过滤机等机械方法 保温连续除去杂质 4 凝固将滤液放在凝固槽中12h即可 126 5 冻结 融解和干燥脱水的方法 天然冻结和人工冻结 天然冻结法 利用冬季夜间的低温 使凝胶中的水分冻结 白天温度回升 冰融化 人工冻结 将凝胶切成细条装盘 在0 7度预冷24h 再在 15度冷冻24h 再融化水洗 离心脱水 反复几次即可 127 6 包装干燥后水分在18 以下 按一定的重量包装 128 四 琼胶糖的制备与应用 一 琼脂糖的制备方式一 用石花菜 江蓠等为原料 直接生产琼胶糖 方式二 以产品琼胶为原料制取琼胶糖 129 1 提取琼胶糖的工艺流程 130 2 提取琼胶糖的工艺要求 以石花菜琼胶为原料 1 碱处理将琼胶投入含量为5 的氢氧化钠溶液中 于60 65度保温浸泡4h 2 水洗用去离子水洗涤碱处理过的琼胶 洗至中性为止 压榨除去水份 3 除杂质 131 4 过滤趁热过滤 除去下层的沉积物 5 其他凝胶 切条 冻结 脱水 干燥 粉碎 包装等工序与生产琼胶的工序相同 132 3 琼胶糖质量标准 133 二 琼胶糖的应用 是各种电泳分析的优质载体 是亲和层析的优质载体 浓缩高分子稀溶液以及作为研究某些生化过程的工具 134 第四节卡拉胶的提取工艺 135 一 生产卡拉胶的原料 圆形扁茎藻 亚格藻 尹谷草 具沟角叉菜 皱波角叉菜 鹿角麒麟菜 海萝等 136 二 卡拉胶的结构与性质 一 结构半乳聚糖的硫酸酯 由1 3 联 D 半乳吡喃糖和1 4 联 a D 半乳吡喃糖作为基本骨架构成单位 137 二 性质1 溶解性全部溶于热水 冷水中部分溶解 具独特的与牛奶中酪蛋白起融合反应的性能 难溶于有机溶剂如甲醇 乙醇 丙醇等 138 2 黏度在水溶液中相当稠 黏度随放置时间 煮沸时间的延长及温度的升高而降低 随浓度的增加和分子量的增大而提高 另因海藻种类 加工的方法和类型不同而不同 139 3 凝胶的性质在热水中溶解 冷后生成热可逆性凝胶 其凝固性受阳离子影响较大 卡拉胶的凝固性能主要与其化学组成 结构 和分子大小有关 其形成的凝胶 通常不如琼胶的凝胶强度高 但透明度高 且其凝固温度和凝胶的融化温度相差较小 140 4 反应性可与蛋白质基因发生反应 反应性与蛋白质的等电点 溶液的pH值 卡拉胶的浓度有关 反应强度取决于蛋白质与卡拉胶的净电荷比值 141 5 稳定性在水溶液中形成稳定的水化层 稳定性较好 在中性和碱性介质中很稳定 142 三 卡拉胶的提取工艺 1 工艺流程 143 2 卡拉胶的生产工艺要求 1 原料处理将晒干的麒麟菜先用水洗 以除去其中的砂石 盐分及其他杂物 2 碱处理将洗净的麒麟菜投入浓度为5 的氢氧化钠溶液中 加热至90度 保温1h 再用水反复洗涤 直至中性为止 144 3 熬胶将经过碱处理的麒麟菜投入夹层锅中 加入为干原料量50倍的水 加热至90度保温1h 胶液的pH6 5 7 4 过滤趁热将上述胶液过滤 除去其中的残渣 过滤后胶液必须澄清 145 5 凝冻在上述澄清的胶液中加入适量的凝固剂 充分搅拌后静置 待胶液自然冷却后 胶液即成胶冻状态 6 其他切片 冻结 脱水 干燥 粉碎 包装等工序与生产琼胶的工序相同 146 3 产品质量标准 147 四 卡拉胶的应用 1 食品可作增稠剂 凝固剂 悬浮剂 乳化剂等 2 医药可作微生物的培养基 可作药膏基 药片黏结剂和药用胶囊 防治胃溃疡 作凝血剂 并有降血脂的作用 增加骨骼对钙的吸收 3 轻工业可作牙膏 润肤液 洗发香波的粘结剂 分散剂或稳定剂 可作纺织品和纸浆的上浆料等 148