一种硫酸寡糖锌及其制备方法

摘要

本发明涉及一种硫酸寡糖锌及其制备方法，是以干燥的麒麟菜为原料，经碱处理、提取硫酸多糖、制备硫酸多糖粉、制备硫酸寡糖粉，再经锌化、三级超滤分离、减压浓缩和喷雾干燥等工艺环节，制得硫酸寡糖锌。采用本发明制备的硫酸寡糖锌中的锌含量高、硫酸基含量较高，因此具有优良的生理活性。本发明技术先进、合理，加工过程可控性强，预期经济效益好。

权利要求

1.一种硫酸寡糖锌的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）碱处理：采用质量浓度为10% 30%NaOH溶液以10℃ 40℃、按麒麟菜质量的18 30倍~ ~ ~浸泡干燥的麒麟菜10min 30min，滤去碱液，用清水浸泡藻体，每0.5h换水一次，直至藻体pH~值为7 8，沥去水分；

~

（2）提取硫酸多糖：经碱处理的藻体投入其30倍质量的水中，以80℃ 98℃加热2h 4h，~ ~趁热用200目绢布滤除藻渣，将滤液冷却至25℃ 50℃后，用滤液三倍体积的体积分数为95%~的酒精混合，再用400目绢布过滤得硫酸多糖溶液；

（3）制备硫酸多糖粉：将硫酸多糖溶液浓缩至可溶性固形物含量为20% 55%，再用离心~喷雾干燥机以进风温度120℃ 200℃、出风温度60℃ 90℃干燥至含水率12wt%以下，得硫酸~ ~多糖粉；

（4）制备硫酸寡糖：将硫酸多糖粉经酸水解后，调至中性，再进行真空浓缩后，经真空冷冻干燥得硫酸寡糖；

（5）锌化：将硫酸寡糖溶解于一定比例的蒸馏水中，添加一定量的锌化合物，用HCl溶液调节pH值，加热并搅拌，得反应液；

（6）三级超滤分离：将反应液分别通过第一级超滤膜和第二级超滤膜后，取透过液通过第三级超滤膜，取截留液作为硫酸寡糖锌溶液；

（7）减压浓缩：将硫酸寡糖锌溶液置于真空浓缩机中，在绝对压力0.02MPa 0.04MPa条~件下浓缩至可溶性固形物含量20% 55%，得硫酸寡糖锌浓缩液；

~

（8）喷雾干燥：采用离心喷雾干燥硫酸寡糖锌至含水率12wt%以下，得硫酸寡糖锌。

2.根据权利要求1所述的硫酸寡糖锌的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述的酸水解是将硫酸多糖粉溶解于其质量倍数为50~75倍的0.1M H2SO4溶液中，加热至60℃、保持4h得水解液，所述的调至中性采用的溶液为2M NaOH溶液，所述的真空浓缩是将中性的水解液在

0.02MPa 0.04MPa条件下浓缩至浓度为0.5g/mL 1.5g/mL，所述的真空冷冻干燥是将浓缩液~ ~在绝对压力20Pa、初始温度 -55℃，干燥至含水率12wt%以下。

3.根据权利要求1所述的硫酸寡糖锌的制备方法，其特征在于，步骤（5）所述的硫酸寡糖与蒸馏水的质量比为1:10~1:100，所述的锌化合物为ZnSO4·7H2O、添加量为硫酸寡糖质量的1/10 2倍，所述的调节后pH值为4.5 6.5，所述的加热并搅拌是将料液加热至30℃ 60~ ~ ~℃、以500rpm 1500rpm速度搅拌15min 4h。

~ ~

4.根据权利要求1所述的硫酸寡糖锌的制备方法，其特征在于，步骤（6）中所述的第一级超滤膜的截留分子量为50000Da 90000Da，所述的第二级超滤膜的截留分子量为3000Da~ ~

5000Da，所述的第三级超滤膜的截留分子量为500Da  1000Da。

~

5.根据权利要求1所述的硫酸寡糖锌的制备方法，其特征在于，步骤（8）中所述的离心喷雾干燥的进风温度120℃ 200℃、出风温度60℃ 90℃干燥。

~ ~

6.如权利要求1-5所述的任一项所述的制备方法制得的 硫酸寡糖锌。

说明书

一种硫酸寡糖锌及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及食品加工领域，尤其是涉及硫酸寡糖锌的制备方法。

背景技术

[0002] 麒麟菜(Eucheuma muricatum)，红藻纲，红翎菜科，属于热带和亚热带海藻。在我国常见见于海南岛、西沙群岛及台湾等地沿海。硫酸多糖是麒麟菜的主要成分，目前主要用于加工食品添加剂卡拉胶，广泛用于增稠剂、胶凝剂、悬浮剂、乳化剂和稳定剂等方面。在卡拉胶加工过程中，麒麟菜硫酸多糖中的硫酸基尽可能地被去除，以提高卡拉胶的凝胶特性。

[0003] 硫酸寡糖具有较强的聚阴离子特性，因此具有较好的抗凝活性、抗肿瘤、抗炎症等多种生理活性。锌是人体必需的微量元素之一，在机体的新陈代谢中起着非常重要的作用。缺锌将会导致记忆力下降、智力发育迟缓、厌食及免疫力下降等健康问题。无机锌化合物在被机体吸收前，还必须同机体内的有机化合物结合；机体内较高浓度的钙等二价金属离子、植酸盐或磷酸盐等会影响锌的吸收。因此，开发有机锌复合物是提高人体对锌利用率的有效途径。

[0004] 本发明以麒麟菜为主要原料，开发硫酸寡糖锌的制备方法，不仅可有效提升锌补充剂的综合品质，也对促进海藻深加工利用和增值具有重要意义。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于针对现有补锌产品的锌利用率低、产品功能单一的突出问题，提供一种高效制备硫酸寡糖锌的制备方法，其所得的硫酸寡糖锌中的功能成分锌和硫酸基含量均较高。

[0006] 为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

[0007] 一种硫酸寡糖锌的制备方法，包括：碱处理、提取硫酸多糖、制备硫酸多糖粉、制备硫酸寡糖粉，再经锌化、三级超滤分离、减压浓缩和喷雾干燥等工艺环节，制得硫酸寡糖锌。

[0008] 具体步骤如下：

[0009] （1）碱处理：采用质量浓度为10% 30% NaOH溶液以10℃ 40℃、按麒麟菜质量的18~ ~ ~30倍浸泡干燥的麒麟菜10min 30min，滤去碱液，用清水浸泡藻体，每0.5h换水一次，直至藻~
体pH值为7 8，沥去水分；
~

[0010] （2）提取硫酸多糖：经碱处理的藻体投入其30倍质量的水中，以80℃ 98℃加热2h~ ~4h，趁热用200目绢布滤除藻渣，将滤液冷却至25℃ 50℃后，用滤液三倍体积的体积分数为~
95%的酒精混合，再用400目绢布过滤得硫酸多糖溶液；

[0011] （3）制备硫酸多糖粉：将硫酸多糖溶液浓缩至可溶性固形物含量为20% 55%，再用~离心喷雾干燥机以进风温度120℃ 200℃、出风温度60℃ 90℃干燥含水率至12wt%以下，得~ ~
硫酸多糖粉；

[0012] （4）制备硫酸寡糖：将硫酸多糖粉溶解于其质量倍数为50 75倍的0.1M H2SO4溶液~中，加热至60℃、保持4h得水解液，再用2M NaOH溶液调至中性后，在0.02MPa 0.04MPa条件~
下浓缩至浓度为0.5g/mL 1.5g/mL，置于真空冷冻干燥机中在绝对压力20Pa、初始温度 -55~
℃条件下干燥至含水率12wt%以下；

[0013] （5）锌化：将硫酸寡糖按质量比1:10 1:100溶解蒸馏水中，再向其中添加ZnSO4·~7H2O，添加量为硫酸寡糖质量的1/10~2倍，用HCl溶液调节pH值至4.5~6.5，加热至30℃~60℃、并以500rpm 1500rpm速度搅拌15min 4h，得反应液；
~ ~

[0014] （6）三级超滤分离：将反应液分别通过截留分子量为50000Da 90000Da的第一级超~滤膜和截留分子量为3000Da 5000Da的第二级超滤膜后，取透过液通过截留分子量为500Da ~
1000Da第三级超滤膜，取截留液作为硫酸寡糖锌溶液；
~

[0015] （7）减压浓缩：将硫酸寡糖锌溶液置于真空浓缩机中，在绝对压力0.02MPa~0.04MPa条件下浓缩至可溶性固形物含量20% 55%，得硫酸寡糖锌浓缩液；
~

[0016] （8）喷雾干燥：采用离心喷雾干燥机以进风温度120℃ 200℃、出风温度60℃ 90℃~ ~干燥硫酸寡糖锌至含水率12wt%以下，得硫酸寡糖锌。

[0017] 本发明的显著优点：

[0018] （1）本发明提供了硫酸寡糖锌的制备方法，采用较高浓度的NaOH溶液以较短的时间处理麒麟菜，在破坏海藻细胞壁的同时避免海藻多糖中功能性基团——硫酸基过度损失；（2）采用水提取、乙醇辅助沉淀分离后、喷雾干燥制得硫酸多糖粉，具有条件温和、效率高、制得的硫酸多糖粉流动性及溶解性好的特点；（3）采用酸水解硫酸多糖粉后冷冻干燥制得硫酸寡糖，保证了高效充分水解硫酸多糖以及制备硫酸寡糖的良好溶解性；（4）采用三级超滤分离锌化反应液，并结合减压浓缩、喷雾干燥，保证了产品中较高的锌、硫酸基含量和较高的生理活性。

附图说明

[0019] 图1是麒麟菜硫酸寡糖锌和麒麟菜硫酸寡糖的红外光谱图的比较。

[0020] 硫酸寡糖锌与硫酸寡糖的红外光谱图相比，羰基从1643.3 cm-1处移动到1637.5 cm-1处，基团的吸收频率向低波数方向位移，说明硫酸寡糖中的羰基作为与硫酸锌中锌的螯合位点参与了螯合反应；另外硫酸寡糖中醇羟基的吸收峰从3446.7 cm-1移动到3452.5 cm-1处，说明羟基也参与了寡糖与锌的反应。

具体实施方式

[0021] 本发明的方法具体通过以下技术步骤实现：

[0022] 一种硫酸寡糖锌的制备方法，具体步骤为：

[0023] （1）碱处理：采用质量浓度为10% 30% NaOH溶液以10℃ 40℃、按麒麟菜质量的18~ ~ ~30倍浸泡干燥的麒麟菜10min 30min，滤去碱液，用清水浸泡藻体，每0.5h换水一次，直至藻~
体pH值为7 8，沥去水分；
~

[0024] （2）提取硫酸多糖：经碱处理的藻体投入其30倍质量的水中，以80℃ 98℃加热2h~ ~4h，趁热用200目绢布滤除藻渣，将滤液冷却至25℃ 50℃后，用滤液三倍体积的体积分数为~
95%的酒精混合，再用400目绢布过滤得硫酸多糖溶液；

[0025] （3）制备硫酸多糖粉：将硫酸多糖溶液浓缩至可溶性固形物含量为20% 55%，再用~离心喷雾干燥机以进风温度120℃ 200℃、出风温度60℃ 90℃干燥含水率至12wt%以下，得~ ~
硫酸多糖粉；

[0026] （4）制备硫酸寡糖：将硫酸多糖粉溶解于其质量倍数为50~75倍的0.1M H2SO4溶液中，加热至60℃、保持4h得水解液，再用2M NaOH溶液调至中性后，在0.02MPa 0.04MPa条件~下浓缩至浓度为0.5g/mL 1.5g/mL，置于真空冷冻干燥机中在绝对压力20Pa、初始温度 -55~
℃条件下干燥至含水率12wt%以下；

[0027] （5）锌化：将硫酸寡糖按质量比1:10~1:100溶解蒸馏水中，再向其中添加ZnSO4·7H2O，添加量为硫酸寡糖质量的1/10 2倍，用HCl溶液调节pH值至4.5 6.5，加热至30℃ 60~ ~ ~
℃、并以500rpm 1500rpm速度搅拌15min 4h，得反应液；
~ ~

[0028] （6）三级超滤分离：将反应液分别通过截留分子量为50000Da 90000Da的第一级超~滤膜和截留分子量为3000Da 5000Da的第二级超滤膜后，取透过液通过截留分子量为500Da ~
1000Da第三级超滤膜，取截留液作为硫酸寡糖锌溶液；
~

[0029] （7）减压浓缩：将硫酸寡糖锌溶液置于真空浓缩机中，在绝对压力0.02MPa~0.04MPa条件下浓缩至可溶性固形物含量20% 55%，得硫酸寡糖锌浓缩液；
~

[0030] （8）喷雾干燥：采用离心喷雾干燥机以进风温度120℃ 200℃、出风温度60℃ 90℃~ ~干燥硫酸寡糖锌至含水率12wt%以下，得硫酸寡糖锌。

[0031] 为了充分公开本发明制备寡糖锌复合物的方法，以下结合实例加以说明。

[0032] 实施例1

[0033] （1）碱处理：采用质量浓度为10% NaOH溶液以40℃、按麒麟菜质量的18倍浸泡干燥的麒麟菜30min，滤去碱液，用清水浸泡藻体，每0.5h换水一次，直至藻体pH值为7，沥去水分；

[0034] （2）提取硫酸多糖：经碱处理的藻体投入其30倍质量的水中，以98℃加热2h，趁热用200目绢布滤除藻渣，将滤液冷却至25℃后，用滤液三倍体积的体积分数为95%的酒精混合，再用400目绢布过滤得硫酸多糖溶液；

[0035] （3）制备硫酸多糖粉：将硫酸多糖溶液浓缩至可溶性固形物含量为20%，再用离心喷雾干燥机以进风温度200℃、出风温度90℃干燥至含水率12wt%以下，得硫酸多糖粉；

[0036] （4）制备硫酸寡糖：将硫酸多糖粉溶解于其质量倍数为50倍的0.1M H2SO4溶液中，加热至60℃、保持4h得水解液，再用2M NaOH溶液调至中性后，在0.02MPa条件下浓缩至浓度为1.5g/mL，置于真空冷冻干燥机中在绝对压力20Pa、初始温度 -55℃条件下干燥至含水率12wt%以下；

[0037] （5）锌化：将硫酸寡糖按质量比1:10溶解蒸馏水中，再向其中添加ZnSO4·7H2O，添加量为硫酸寡糖质量的1/10倍，用HCl溶液调节pH值至4.5，加热至60℃、并以1500rpm速度搅拌15min，得反应液；

[0038] （6）三级超滤分离：将反应液分别通过截留分子量为50000Da的第一级超滤膜和截留分子量为3000Da的第二级超滤膜后，取透过液通过截留分子量为500Da第三级超滤膜，取截留液作为硫酸寡糖锌溶液；

[0039] （7）减压浓缩：将硫酸寡糖锌溶液置于真空浓缩机中，在绝对压力0.02MPa下浓缩至可溶性固形物含量55%，得硫酸寡糖锌浓缩液；

[0040] （8）喷雾干燥：采用离心喷雾干燥机以进风温度200℃、出风温度90℃干燥硫酸寡糖锌至含水率12wt%以下，得硫酸寡糖锌。

[0041] 采用本实施例制备的卡拉胶寡糖锌复合物，锌含量为99.3μg/mg，硫酸基含量29.5%。

[0042] 实施例2

[0043] （1）碱处理：采用质量浓度为20% NaOH溶液以25℃、按麒麟菜质量的25倍浸泡干燥的麒麟菜20min，滤去碱液，用清水浸泡藻体，每0.5h换水一次，直至藻体pH值为7.5，沥去水分；

[0044] （2）提取硫酸多糖：经碱处理的藻体投入其30倍质量的水中，以90℃加热3h，趁热用200目绢布滤除藻渣，将滤液冷却至40℃后，用滤液三倍体积的体积分数为95%的酒精混合，再用400目绢布过滤得硫酸多糖溶液；

[0045] （3）制备硫酸多糖粉：将硫酸多糖溶液浓缩至可溶性固形物含量为40%，再用离心喷雾干燥机以进风温度160℃、出风温度75℃干燥至含水率12wt%以下，得硫酸多糖粉；

[0046] （4）制备硫酸寡糖：将硫酸多糖粉溶解于其质量倍数为60倍的0.1M H2SO4溶液中，加热至60℃、保持4h得水解液，再用2M NaOH溶液调至中性后，在0.03MPa条件下浓缩至浓度为1.0g/mL，置于真空冷冻干燥机中在绝对压力20Pa、初始温度 -55℃条件下干燥至含水率12wt%以下；

[0047] （5）锌化：将硫酸寡糖按质量比1:45溶解蒸馏水中，再向其中添加ZnSO4·7H2O，添加量为硫酸寡糖质量的0.9倍，用HCl溶液调节pH值至5.5，加热至45℃、并以1000rpm速度搅拌2h，得反应液；

[0048] （6）三级超滤分离：将反应液分别通过截留分子量为60000Da的第一级超滤膜和截留分子量为4000Da的第二级超滤膜后，取透过液通过截留分子量为800Da第三级超滤膜，取截留液作为硫酸寡糖锌溶液；

[0049] （7）减压浓缩：将硫酸寡糖锌溶液置于真空浓缩机中，在绝对压力0.03MPa条件下浓缩至可溶性固形物含量40%，得硫酸寡糖锌浓缩液；

[0050] （8）喷雾干燥：采用离心喷雾干燥机以进风温度160℃、出风温度75℃干燥硫酸寡糖锌至含水率12wt%以下，得硫酸寡糖锌。

[0051] 采用本实施例制备的卡拉胶寡糖锌复合物，锌含量为95.1μg/mg，硫酸基含量28.4%。

[0052] 实施例3

[0053] （1）碱处理：采用质量浓度为30% NaOH溶液以10℃、按麒麟菜质量的30倍浸泡干燥的麒麟菜10min，滤去碱液，用清水浸泡藻体，每0.5h换水一次，直至藻体pH值为8，沥去水分；

[0054] （2）提取硫酸多糖：经碱处理的藻体投入其30倍质量的水中，以80℃加热4h，趁热用200目绢布滤除藻渣，将滤液冷却至50℃后，用滤液三倍体积的体积分数为95%的酒精混合，再用400目绢布过滤得硫酸多糖溶液；

[0055] （3）制备硫酸多糖粉：将硫酸多糖溶液浓缩至可溶性固形物含量为55%，再用离心喷雾干燥机以进风温度120℃、出风温度60℃干燥至含水率12wt%以下，得硫酸多糖粉；

[0056] （4）制备硫酸寡糖：将硫酸多糖粉溶解于其质量倍数为75倍的0.1M H2SO4溶液中，加热至60℃、保持4h得水解液，再用2M NaOH溶液调至中性后，在0.04MPa条件下浓缩至浓度为0.5g/mL，置于真空冷冻干燥机中在绝对压力20Pa、初始温度 -55℃条件下干燥至含水率12wt%以下；

[0057] （5）锌化：将硫酸寡糖按质量比1:100溶解蒸馏水中，再向其中添加ZnSO4·7H2O，添加量为硫酸寡糖质量的2倍，用HCl溶液调节pH值至6.5，加热至30℃、并以500rpm速度搅拌4h，得反应液；

[0058] （6）三级超滤分离：将反应液分别通过截留分子量为90000Da的第一级超滤膜和截留分子量为5000Da的第二级超滤膜后，取透过液通过截留分子量为1000Da第三级超滤膜，取截留液作为硫酸寡糖锌溶液；

[0059] （7）减压浓缩：将硫酸寡糖锌溶液置于真空浓缩机中，在绝对压力0.04MPa条件下浓缩至可溶性固形物含量20%，得硫酸寡糖锌浓缩液；

[0060] （8）喷雾干燥：采用离心喷雾干燥机以进风温度120℃、出风温度60℃干燥硫酸寡糖锌至含水率12wt%以下，得硫酸寡糖锌。

[0061] 采用本实施例制备的卡拉胶寡糖锌复合物，锌含量为93.5μg/mg，硫酸基含量27.3%。

[0062] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。