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龙须菜是一种具有较高经济价值的食用性海藻,它的粗蛋白、总糖(包含多糖和粗纤维)、多糖、粗纤维含量分别为15.6%、48.3%、37.1%、7.23%。其中,从龙须菜中提取的琼胶、藻胆蛋白广泛用于食品、医药、生物工程等方面;而粗纤维(又可称膳食纤维)可对肥胖、高血脂、糖尿病等起到一定的预防和治疗作用。因此,龙须菜可开发利用的有琼胶、藻胆蛋白和粗纤维。目前龙须菜主要作为琼胶的提取原料或作为藻胆蛋白的提取原料,但各自的残渣都被当作垃圾运到垃圾场埋掉,这造成资源上的一种浪费。在此背景下本论文开展龙须菜综合利用的研究,拟对龙须菜提取琼胶或藻胆蛋白后的残渣进行利用。在此基础上,为了提高琼胶的出胶率以及凝胶强度(与硫酸基含量和3,6-内醚半乳糖含量有关),本论文还对琼胶提取工艺条件进行了优化。
本论文的主要研究内容及结果如下:
一、以龙须菜为原料,采用碱处理、不同漂白方法以及煮胶的方法对琼胶进行预处理、提胶,通过琼胶出胶率、硫酸基含量和3,6-内醚-半乳糖的含量的结果对比,确定了从龙须菜中提取琼胶的最佳碱处理条件是:6%NaOH,80℃下处理120min;通过对光照漂白法、NaClO漂白法和H2O2漂白法的探讨,在夏天晴朗的天气下,光照能达到漂白的作用;三种漂白方法在最佳工艺条件下,龙须菜琼胶的出胶率以光照漂白法和NaClO漂白法最好,达到了24%,H2O2漂白法最差。光照漂白绿色无污染,但容易受季节和光照强度的影响,在实际应用中,光照漂白和NaClO漂白法两者应结合使用。
二、以琼胶残渣为原料,采取两种不同方式利用残渣,其一,采用化学法提取不溶性膳食纤维,光照3d得到的不溶性膳食纤维的得率为55%;其二,将琼胶残渣进行苯酚液化后进一步和甲醛反应生成酚醛胶黏剂,纤维素苯酚液化的最佳实验条件为:质量比6:1、催化剂用量4%、反应时间为1.5h、反应温度为130℃,此时,纤维素的液化率达到了99%左右。
三、以龙须菜为原料,通过细胞破碎方法、硫酸铵盐析以及羟基磷灰石柱层析对藻胆蛋白进行提取、纯化,最佳工艺条件为超声波辅助反复冻融法破碎细胞、40%的硫酸铵沉淀藻胆蛋白、离子浓度为200mmol/L的缓冲溶液洗脱藻胆蛋白,在此条件下分离的藻胆蛋白的纯度(A570nm/A280nm)可达3.39。
四、以提取藻胆蛋白后的残渣为原料,实验结果显示其出胶率相对于龙须菜原料直接提取到的琼胶的出胶率下降了4%左右。
琼胶和藻胆蛋白的提取拓宽了龙须菜的应用范围,对二者提取后的残渣的合理利用减少了资源的浪费以及环境的污染,实现了生态和经济效益的共赢。