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海带化工是我国重要的藻类加工产业,是以海带为原料,生产碘、甘露醇、褐藻胶三大传统产品。以褐藻胶生产为例,其生产工艺要经过海带浸泡→预处理→消化→冲稀→漂浮→钙析→脱钙→中和转化→烘干等过程。干海带用大量的水长时间浸泡得碘和甘露醇浸泡液,在预处理工序中要用清水反复洗涤附着在藻体表面上的粘滞物,以及海带采用甲醛浸泡处理后,用水冲洗去掉甲醛而产生的甲醛浸泡水。在海带消化、冲稀、钙析过程中,产生大量的废钙水;在海带消化冲稀之后产生的渣沥水;在漂浮、污水处理工序中产生大量的半固体状的海带漂浮渣液。经实验验证,上述这些洗菜水,废钙水,渣沥水和漂浮渣中都含有一定数量的褐藻糖胶。目前大多数海带化工企业没有进行褐藻糖胶的回收,只是作为废弃物被排放掉,既浪费了宝贵的褐藻糖胶资源又存在污染环境问题;有些企业虽然对这些漂浮渣和渣沥水进行了回收处理,但是对于废钙水和洗菜水却没有回收利用。其实这些废水尤其是废钙水中还含有不少的褐藻糖胶,如果进行工业化生产,可以提高海带加工企业的附加值。
结果:以海带加工厂的沈菜水、钙化水为原料提取褐藻糖胶,并与从海带中直接提取的褐藻糖胶比较得率,海带提取本文采用两种方法:乙醇沉淀法和CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)沉淀法。以总糖含量、岩藻糖含量、硫酸根含量来比较洗菜水、钙化水和海带中提取的褐藻糖胶的各项理化指标。结果表明:褐藻糖胶的得率:CTAB沉淀法>乙醇沉淀法>钙化水>洗菜水,海带废液中褐藻糖胶得率远低于海带中褐藻糖胶得率;总糖含量:洗菜水>乙醇沉淀法>钙化水>CTAB沉淀法,都在70%以上;而岩藻糖含量和硫酸根含量:乙醇沉淀法>CTAB沉淀法>洗菜水>钙化水。
以超声波辅助过氧化氢氧化降解制备褐藻糖胶寡糖,考察影响降解反应的因素:过氧化氢浓度、温度和时间,并测定相关寡糖样品的分子量、硫酸根含量和总糖含量。结果:得到平均相对分子质量10000以下的褐藻寡糖,且这些褐藻糖胶寡糖的硫酸根含量和总糖含量得到了很好的保留。过氧化氢浓度,温度和时间是影响降解反应的重要因素。并且过氧化氢浓度越大,温度越高,时间越长,所得到降解产物的平均相对分子质量越小。该方法简便快捷,适合于制备相对低分子质量水溶性多糖,后处理简单,得到的寡糖样品水溶性蠼强并且较好地保留了活性基团。以壳聚糖、低聚褐藻胶和甘油为参照物,通过比较不同分子量所得褐藻糖胶寡糖,褐藻糖胶寡糖1(40℃ 15%2h,平均相对分子量32709.8,总糖含量88.47%,硫酸根含量24.56%)和褐藻糖胶寡糖2(60℃ 15%2h,平均相对分子量5605.52,总糖含量80.8%,硫酸根含量18.8%)的吸湿、保湿性能,可以得到如下结论:8小时之前,在81%和43%的相对湿度下,褐藻糖胶寡糖1的吸湿性优于低聚褐藻胶、壳聚糖和甘油,8小时以后稍逊于甘油。在干燥环境中,褐藻糖胶寡糖1的保湿性不如甘油,但比另外两种多糖的保湿性好。在43%环境中,褐藻糖胶寡糖1的保湿性最好。由此可见,褐藻糖胶寡糖1可作为一种天然高效吸湿剂代替甘油。