Un dispositivo y método para la extracción de polisacáridos de algas asistidas por ultrasónicos

Tecnología de fondo

Los polisacáridos de algas son un tipo de mezcla de múltiples componentes. La composición y actividad de los polisacáridos obtenidos de diferentes algas por diferentes métodos de extracción varían mucho. Los polisacáridos de algas son compuestos macromoleculares polares que contienen una gran cantidad de grupos hidroxilo y son fácilmente solubles en el agua. En la actualidad, la extracción de polisacáridos crudos de algas en el hogar y en el extranjero adopta principalmente el método de álcali diluido, ácido diluido y extracción de agua caliente. Sus ventajas son el proceso simple, la operación conveniente y el bajo costo, pero también tiene desventajas, como la baja tasa de extracción, la gran pérdida de actividad y la dificultad en la filtración y la purificación, lo que limita en gran medida la producción industrial a gran escala de polisacáridos de algas marinas.

Los métodos tradicionales para extraer polisacáridos de algas marinas son principalmente extracción ácida, extracción álcali, extracción enzimática, etc. La extracción ácida se usa para extraer polisacáridos solubles en solución acuosa de ácido diluido, y un valor de pH más bajo puede evitar la disolución de alginato; La extracción alcalina a menudo se usa para extraer polisacáridos álcali solubles y alginato de sodio; Las condiciones de extracción enzimática son suaves y pueden mantener efectivamente la naturalidad de los polisacáridos de algas. Sin embargo, todos los métodos de extracción anteriores tienen ciertos defectos: el método de extracción de ácido causa fácilmente la hidrólisis de polisacárido, el método de extracción alcalina hace que la actividad biológica de polisacárido disminuya, el método de extracción de enzimas requiere mucho tiempo, la producción industrial requiere una gran cantidad de enzima y el costo es alto.

La patente china CN102850410A revela un método para extraer polisacáridos de algas de levadura de cerveza residual, que pertenece a la categoría de biotecnología. Este método utiliza levadura de cerveza residual como materia prima para preparar polisacáridos de algas. El proceso principal es pretratear la levadura de la cerveza de desechos para eliminar las impurezas y luego secar e inactivar la enzima, y luego usar la extracción de Soxhlet para obtener el extracto de polisacárido de algas, y decolorizar aún más con carbono activado, precipitar y desaprocar a las sales de metales álcali, eliminar los impurezas de iones con el intercambio de iones, concentrar y cristalizar y obtener marea a marinas. La pureza alcanza más del 98.5%, que se puede usar en los campos de la medicina, los cosméticos y los alimentos. La presente invención tiene las características de la alta utilización de la materia prima, bajo costo, proceso simple, método fácil, operación segura y alta pureza de productos, y es fácil de industrializar. Sin embargo, el tiempo requerido para todo el proceso sigue siendo relativamente largo, y hay defectos como el tiempo que lleva mucho tiempo y que los trabajadores.

Contenido de invención

Para superar las deficiencias de la técnica anterior, la presente invención proporciona un dispositivo y un método para la extracción de polisacáridos de algas asistidas por ultrasónicos.

Un dispositivo para la extracción asistida por ultrasonic de los polisacáridos de algas marinas, el dispositivo que comprende un reactor de extracción, un generador ultrasónico y un dispositivo de control de temperatura, el reactor de extracción se proporciona con un tubo de extracción para colocar el extracto de la pared del tubo del tubo de extracción con una pluralidad a través de un generador, el número ultrasónico es más que uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno, cada uno. Del reactor de extracción a través de una sonda ultrasónica correspondiente, la sonda ultrasónica se organiza uniformemente en el reactor de extracción y fuera del tubo de extracción; El dispositivo de control de temperatura comprende un controlador de temperatura, una sonda de detección de temperatura y un tubo de calentamiento, la sonda de detección de temperatura y el tubo de calentamiento están conectados respectivamente al controlador de temperatura, la sonda de detección de temperatura y el tubo de calentamiento están dispuestos en el tubo de extracción; El fondo de la cavidad interna del reactor de extracción está conectado a una bomba.

El diseño del orificio a través de la presente invención permite que el líquido de extracción no solo se infiltra en el líquido de extracción para lograr una extracción efectiva, sino que también evita que los restos del líquido de extracción se mezclaran en el líquido de extracción, lo cual es conveniente para el siguiente paso de procesamiento. Además, ayuda al líquido en el tubo de extracción y al líquido en el reactor de extracción para realizar la alternancia de circulación. Cuando la concentración del líquido en el tubo de extracción es alta, comienza a fluir hacia el reactor de extracción fuera del tubo de extracción. Al mismo tiempo, el líquido en el reactor de extracción fuera del tubo de extracción ingresa al tubo de extracción, evitando la influencia de alta viscosidad en la eficiencia de extracción. Después de completar la extracción, el extracto puede bombearlo mediante una bomba conectada al fondo de la cavidad interna del reactor de extracción, que es más propicio para la automatización.

En la presente invención, más de una sonda ultrasónica se organiza uniformemente en el reactor de extracción, de modo que la acción ultrasónica es uniforme y el efecto de extracción es mejor. La sonda de detección de temperatura y el tubo de calentamiento están dispuestos en el tubo de extracción, lo que puede controlar de manera más efectiva la temperatura.

Preferiblemente, el dispositivo también incluye un dispositivo de agitación, el dispositivo de agitación incluye un agitador y una paleta de agitación, la paleta de agitación está conectada al agitador y la paleta de agitación se extiende desde la parte superior del reactor de extracción y se encuentra en el tubo de extracción. Mejorar aún más la eficiencia de extracción.

Preferiblemente, el extremo superior y el extremo inferior del tubo de extracción se separan respectivamente del extremo superior y el extremo inferior del reactor de extracción. De modo que la energía ultrasónica del extracto a tratar puede llevarse a cabo de manera uniforme y suave, y la eficiencia de extracción se mejora.

Preferiblemente, el tubo de extracción se encuentra concéntricamente en el reactor de extracción.

Un método para la extracción de polisacáridos de algas asistidas por ultrasonic comprende los siguientes pasos:

(1) algas trituradoras, hijiki o wakame, pasando a través de un tamiz de 60 mallas, y colocando la altura en una bolsa de papel de filtro o una gasa para obtener un extracto;

(2) colocar el extracto en un tubo de extracción, agregar un cierto volumen de agua a un reactor de extracción y extraer por trituración ultrasónica durante un período de tiempo para obtener un extracto; en donde las diversas condiciones en el reactor de extracción se controlan respectivamente de la siguiente manera: una relación de masa de material líquido de 1: 32-46, una frecuencia ultrasónica de 20-100 kHz, una potencia ultrasónica de 120-200 W, una temperatura de extracción de 25-55 ° C y un tiempo de extracción de 22-28 min;

(3) El extracto se centrifugó, concentra, se precipita el etanol y se filtra para obtener polisacáridos de algas crudas;

(4) Purificar los polisacáridos de algas crudas por cromatografía de la columna de celulosa DEAE, y finalmente el secado por pulverización o secado de congelación para obtener polisacáridos puros de algas.

Preferiblemente, en el paso (2), la relación de masa de material líquido es 1: 35-38, la frecuencia ultrasónica es de 35-60 kHz, la potencia ultrasónica es 145-167W, la temperatura de extracción es de 30-40 ° C y el tiempo de extracción es de 23-26min.

Preferiblemente, en el paso (3), el extracto después de la centrifugación se concentra a 1/5-1/7 del volumen original, y la relación de volumen del concentrado a etanol es 1: 3.2-3.7.

Preferiblemente, en el paso (4), el eluyente es un tampón PH 7.2, 0.01mol/L NAH2PO4-NAHPO4.

El paso (2) de la presente invención se puede extraer repetidamente más de 2 veces de acuerdo con las condiciones reales. Cuando la cromatografía de la columna de celulosa DEAE se usa para la purificación en el paso (4), la tasa de elución se puede ajustar de acuerdo con las condiciones reales.

La presente invención es adecuada para la producción industrial, y su producción ampliada aún puede mantener un buen efecto de extracción, lo que no solo reduce la temperatura de extracción y mejora la tasa de extracción, sino que también acorta en gran medida el tiempo de extracción.

La extracción asistida ultrasónica utiliza la cavitación, los efectos mecánicos y térmicos generados por la oscilación de alta frecuencia de ultrasonido para formar un entorno local de alta temperatura y alta presión dentro del objeto, causando la deformación y la ruptura de los tejidos de las células vegetales y animales, y promoviendo la disolución de ingredientes efectivos en las células. Tiene las ventajas de menos pérdida de ingredientes activos y alta eficiencia de extracción.

Cuando se actúa un objeto por ultrasonido con la misma energía pero diferentes frecuencias, los resultados pueden ser diferentes. Por supuesto, los resultados del ultrasonido con la misma frecuencia pero diferentes poderes, es decir, diferentes energías, también son diferentes.

Los polisacáridos de algas extraídos por la presente invención se pueden desarrollar en bebidas, líquidos orales, cápsulas y otros productos.

El método de la presente invención es simple y fácil de operar. Los polisacáridos de algas extraídos extraídos por el método de la presente invención son cortas en el tiempo y alta en pureza, lo que puede alcanzar más del 98%; No solo puede ahorrar costos, reducir el consumo de energía y facilitar la automatización, sino también mejorar la eficiencia de la extracción.