专利名称：海藻细胞壁的汽爆破壁方法
技术领域：
本发明涉及一种海藻的加工方法，特别涉及一种海藻细胞壁的汽爆破壁方法。
背景技术：
海藻是功能食品和海藻化工产品最丰富的来源之一，它富含的营养物质，很多是陆生植物中所没有但又对人体健康非常有益的，如海藻具有更均衡的优质蛋白质及γ-亚麻酸、β-胡萝卜素等。螺旋藻等就被联合国定为最富营养的未来食品。海藻不仅是未来人类最重要的一类食物来源，而且是制备琼脂、卡拉胶等海藻多糖产品的重要资源。
我国具有非常充足的海藻资源，但由于海藻细胞有一厚层由纤维素、半纤维素等复杂多糖构成的细胞壁(藻胶层)，因而造成了对海藻资源的利用有限。目前世界上加工海藻的方法大多是用酸、碱、高温、高压等方式对海藻中的细胞壁(藻胶层)进行消解，如在美国的琼脂生产工艺中，需要加入硫酸破坏海藻的细胞壁[H.H.Selby and R.L.Whistler，Agar，in Industrial Gums，3rded，Academic Press，Inc.1993]。目前从海藻中提取化工产品的技术始终处于20世纪60-70年代的水平，不仅成本高，而且加工利用率低，容易造成环境污染。若能提出一种新的方法，以快速、简便且无污染地对海藻细胞壁进行消解，将给整个海藻产业带来巨大的变化。
汽爆技术是1980年加拿大A.Delong发明的，当时其主要应用制备纤维板。而国内对爆破制浆的研究从80年代中期开始的。这些工艺的共同点是以木材为原料，仍然是先用化学药品预处理木片，再进行汽爆制浆造纸。这样，仍然需加入大量化学药品，造成环境污染。
发明内容
本发明的目的在于提出一种不加任何化学药品，对海藻细胞壁的汽爆破壁方法，可实现对海藻细胞壁进行快速、简便，并且无污染的加工，解决了海藻加工中长期存在的问题。
本发明的技术法规案如下本发明提供的海藻细胞壁的汽爆破壁方法，依次包括以下步骤(a)将湿海藻置于汽爆罐中，通入饱和蒸汽，至罐中温度达80～100℃，并维持1～8分钟；(b)之后，停止供给饱和蒸汽，向汽爆灌通入高压空气，至汽爆罐中压力达到0.8～1.5MPa；(c)瞬间减压释放，制得破壁率达到100％的海藻产品；所述海藻为大型经济海藻或微藻；所述大型经济海藻为经洗涤后的海带、紫菜、石花菜、鸡毛菜、沙菜藻或胶麒麟菜藻，所述微藻为螺旋藻；所述步骤(c)为瞬间减压释放至常压旋风分离器中进行汽、固分离，制得破壁率为100％的海藻产品；所使用的汽爆罐可为常规的汽爆罐；所使用的汽爆罐可为具有快速开门和高压空气和饱和水蒸气双路进气的汽爆罐。
本发明的方法获得的海藻产品的破壁率可达到100％；其具体操作步骤为通过汽爆罐快开门将海藻快速置入罐中，先通入饱和蒸汽，使罐内温度达到80～100℃后，维持1～8min后，关闭蒸汽阀门，打开高压空气阀门，向汽爆灌通入高压空气，使汽爆罐压力达到0.8～1.5Mpa后，立即打开放料球阀，使物料喷放到常压释放罐中。在这一过程中，海藻的细胞壁(藻胶层)瞬间破壁，海藻细胞内含物游离出来。
本发明方法获得的海藻产品可应用于加工海藻功能食品，或者提取琼脂或卡拉胶等化工产品。
本发明提供的对海藻细胞壁进行蒸汽爆碎细胞壁破壁处理的方法中，经过汽爆破壁处理后的海藻产品，其破壁率达到100％，海藻细胞内物质游离出来，因此，不必再粉碎，可直接烘干加工成功能食品，该功能食品便于吸收消化，且具有独特膨化食品的风味；与之相比，将未经汽爆破壁处理的海藻加工成食品，需要专门的粉碎，并且细胞内营养物质利用不完全，还需添加风味原料；而且该方法对环境无污染，操作简单易行；利用本发明的方法加工海藻功能食品，不仅简化了加工工艺，而且提高了海藻功能食品的营养价值和口感。
而利用本发明提供的对海藻细胞壁进行蒸汽爆碎细胞壁处理的方法获得的海藻产品。如紫菜、石花菜、鸡毛菜等作为原料，采用常规方法提取琼脂，可简化提取工艺中原料的酸解预处理过程，与采用不经汽爆破壁处理的海藻为原料提取琼脂的工艺相比，琼脂收率提高了5～10％。以沙菜藻、胶麒麟莱藻等为原料，可节省传统卡拉胶生产过程中碱处理步骤，不仅提高了卡拉胶的提取率(卡拉胶的提取率提高了4～8％)，而且避免碱处理液的环境污染。
具体实施例方式
下面通过实施例对本发明展开进一步的说明。
实施例1将湿海带置入汽爆罐中，先通入饱和蒸汽，使罐内温度达到100℃后，维持2min，停止饱和蒸汽供给后，向汽爆灌通入高压空气，使罐中压力达到1.5Mpa，打开放料球阀，使物料喷放到常压旋风分离器中。在这一过程中，海带的细胞壁(藻胶层)瞬间破壁，细胞内含物游离出来，之后，将得到的海带产品直接烘干，粉碎加工成海带功能食品。由于经过汽爆破壁处理后的海藻产品，其破壁率达到100％，海藻细胞内物质游离出来，该功能食品便于吸收消化，且具有独特膨化食品的风味。
实施例2本实施例采用的设备为一种大型的(5m3)、具有快速开门的和双路进气(高压空气和饱和水蒸气)的汽爆罐。
本实施例的工艺步骤如下通过汽爆罐快开门将湿石花菜置入汽爆罐中，先通入饱和蒸汽，使罐内温度达到80℃后，维持6min；关闭蒸汽阀门，打开高压空气阀门，向汽爆罐中通入高压空气，至罐中压力达到1.2Mpa；打开放料球阀，使物料喷放到常压旋风分离器中。在这一过程中，石花菜的细胞壁(藻胶层)瞬间破壁，细胞内含物游离出来。采用汽爆处理的石花菜为原料，省去酸解预处理过程，其他按照美国琼脂生产方法提取琼脂[H.H.Selby and R.L.Whistler，Agar，in Industrial Gums，3rded，Academic Press，Inc.1993]。经汽爆破壁处理的海藻细胞壁破壁率达到100％，使琼脂收率提高了5～10％。
实施例3本实施例采用的设备为一种大型的(5m3)、具有快速开门的和双路进气(高压空气和饱和水蒸气)的汽爆罐。
本实施例的工艺步骤如下通过汽爆罐快开门将湿沙菜藻置入汽爆罐中，先通入饱和蒸汽，至罐内温度达到90℃左右，维持1min；关闭蒸气阀门，打开高压空气阀门，向汽爆灌中通入高压空气，至罐中压力达到0.8Mpa；打开放料球阀，使物料喷放到常压旋风分离器中。在这一过程中，沙菜藻的细胞壁(藻胶层)瞬间破壁，破壁率达到100％，其细胞内含物游离出来。采用汽爆处理的沙菜藻为原料，省去碱处理过程，其他按照《琼脂和卡拉胶的生产和应用》(王铭和编著，海洋出报社，2001年，北京)所述的方法提取卡拉胶(提取-过滤-冷却-脱水-干燥)。经汽爆破壁处理的海藻细胞壁破壁率达到100％，可节省传统卡拉胶生产过程中碱处理步骤，不仅提高了卡拉胶的提取率(卡拉胶的提取率提高了4～8％)，而且避免碱处理液的环境污染。
综上所述，本发明的优点在于(1)所用膨化介质是空气和部分蒸汽，膨化介质原料成本低；(2)在汽爆破壁处理过程中不添加水和任何酸碱物质，没有大量有机废水和有效成分流失；(3)有效破坏了海藻的细胞壁，细胞内含物可充分游离出来，大大提高原料的利用率和提取率；(4)设备投资少，操作简单。
权利要求
1.一种海藻细胞壁的汽爆破壁方法，依次包括以下步骤(a)将湿海藻置于汽爆罐中，通入饱和蒸汽，至罐中温度达80～100℃，并维持1～8分钟；(b)之后，停止供给饱和蒸汽，向汽爆灌通入高压空气，至汽爆罐中压力达到0.8～1.5MPa；(c)瞬间减压释放，制得破壁率达到100％的海藻产品。
2.按权利要求所述的海藻细胞壁的汽爆破壁方法，其特征在于，所述海藻为大型经济海藻或微藻。
3.按权利要求2所述的海藻细胞壁的汽爆破壁方法，其特征在于，所述的大型经济海藻为经洗涤后的海带、紫菜、石花菜、鸡毛莱、沙菜藻或胶麒麟菜藻。
4.按权利要求2所述的海藻细胞壁的汽爆破壁方法，其特征在于，所述的微藻为螺旋藻。
5.按权利要求1所述的海藻细胞壁的汽爆破壁方法，其特征在于，所述步骤(c)为瞬间减压释放至常压旋风分离器中进行汽、固分离，制得破壁率达到100％的海藻产品。
6.按权利要求1所述的海藻细胞壁的汽爆破壁方法，其特征在于，所使用的汽爆罐可为常规的汽爆罐。
7.按权利要求1所述的海藻细胞壁的汽爆破壁方法，其特征在于，所使用的汽爆罐可为具有快速开门和高压空气和饱和水蒸气双路进气的汽爆罐。
全文摘要
本发明涉及的海藻细胞壁的汽爆破壁方法，其步骤为1)将湿海藻置于汽爆罐中，通入饱和蒸汽，至罐中温度达80～100℃，并维持1～8分钟；2)停止供给饱和蒸汽，向汽爆灌通入高压空气，至汽爆罐中压力达到0.8～1.5MPa；3)瞬间减压释放，制得破壁率达到100％的海藻产品；步骤3)可为瞬间减压释放至常压旋风分离器中进行汽、固分离，制得破壁率为100％的海藻产品；汽爆罐为常规的汽爆罐；特别是具有快速开门和高压空气和饱和水蒸气双路进气的汽爆罐；该方法对环境无污染，操作简单易行，且制备的海藻产品破壁率达到100％，不必再粉碎，可直接烘干加工制备营养价值高、口感好的海藻功能食品、琼脂、卡拉胶等。
文档编号A23L1/48GK1502273SQ0215329
公开日2004年6月9日 申请日期2002年11月27日 优先权日2002年11月27日
发明者陈洪章, 贾希堂, 王学才, 李新胜, 李佐虎 申请人:中国科学院过程工程研究所