海藻多糖萃取方法
【专利摘要】本发明涉及一种海藻多糖萃取方法，包含以下步骤：提供海藻原料；进行高温高压及瞬间泄压处理程序，使海藻原料成为膨发性海藻样品；以热水萃取膨发性海藻样品，制得海藻多糖粗萃物。本发明的海藻多糖萃取方法简易、快速，符合环境保护的效益且无明显的藻腥味残留问题。
【专利说明】海藻多糖萃取方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种海藻多糖萃取方法，特别涉及一种简易且快速的海藻多糖萃取方 法。
【背景技术】
[0002] 海藻是一群能行光合作用且构造非常简单的藻类，可广泛用作蔬菜、饲料及肥料。 再者，海藻富含营养成分和功能性成分，从海藻提炼出来的藻胶或海藻多糖具有特殊乳化 性、凝胶性和药用价值，因而逐渐应用于工业和医药产业中。
[0003] -般而言，藻类主要可分为绿藻、褐藻、红藻及蓝藻等四类。许多研究显示从海藻 中萃取的海藻多糖能有效地抑制病毒、降低胆固醇、降血糖及降血脂等效果。举例来说，褐 藻糖胶（Fucoidan)是一种存在于所有褐藻中的细胞问多糖。近年来的研究发现，褐藻糖胶 具有抗氧化、抗凝血、抗肿瘤、抗病毒、抑制补体激活、抑制精卵结合、降血脂及吸收重金属 等功能，为一种重要的机能性保健素材。因此，如何从海藻中萃取出褐藻糖胶为一重要课 题。
[0004] 一种习知的褐藻糖胶萃取方法为先将新鲜海藻依次用乙醇、丙酮和氯仿进行预处 理，接着将样品经脱脂、脱盐和干燥后得干粉，再以热水萃取得到粗萃物，最后将粗萃物进 一步纯化可得褐藻糖胶。此方法所制备的褐藻糖胶的萃取率为干粉重量的6. 5%。
[0005] 另一种习知的褐藻糖胶萃取方法将藻体切成小片，浸在甲醛中，再以热水萃取得 到粗萃物，最后将粗萃物进一步纯化可得褐藻糖胶。
[0006] 又一种习知的褐藻糖胶萃取方法将藻粉用甲醇预处理后，以盐酸萃取预处理物， 离心后取沉淀物再次萃取，合并上清液，用氢氧化钠中和，真空蒸发至干后溶于0. 5公升水 而制备为粗萃物，最后将粗萃物进一步纯化可得褐藻糖胶。此方法所制备的褐藻糖胶的萃 取率为干粉重量的27. 2%。
[0007] 从以上说明可知，习知的褐藻糖胶萃取方法主要经过有机溶剂预处理、加热煮沸、 加酸萃取及加碱中和等繁琐步骤。由于这些萃取方法使用大量有机溶剂，无法符合环境保 护的效益。再者，这些萃取方法的萃取效率低，且制品有藻腥味残留重等缺点。
[0008] 因此，如何发展一种可改善上述公知技术缺失，实为相关【技术领域】者目前所迫切 需要解决的问题
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于提供一种简易且快速的海藻多糖萃取方法，以减低有机溶剂使 用量且可以制备高萃取率的海藻多糖。
[0010] 为达上述目的，本发明的一个较广义实施方式提供一种海藻多糖萃取方法，包含 以下步骤：(a)提供海藻原料；(b)进行高温高压及瞬间泄压处理程序，使海藻原料成为膨 发性海藻样品；以及（c)以热水萃取膨发性海藻样品，制得海藻多糖粗萃物。
[0011] 为达上述目的，本发明的另一个较广义实施方式提供一种海藻多糖萃取方法，包 含以下步骤：(a)提供海藻原料；(b)进行高温高压及瞬间泄压处理程序，使海藻原料成为 膨发性海藻样品，其中高温高压及瞬间泄压处理程序是以温度140?250°C加热处理海藻 原料达4?10秒，使得膨发性海藻样品相对于海藻原料的径向膨发率为1. 5?4 ;以及（c) 以热水萃取膨发性海藻样品，制得海藻多糖粗萃物。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1为本发明优选实施例的海藻多糖萃取方法的流程图。
[0013] 图2A显示未经爆饼机处理的龙须菜原料的显微照相示意图。
[0014] 图2B显示经爆饼机处理后制得的膨发性龙须菜的显微照相示意图。
[0015] 其中，附图标记说明如下：
[0016] 11 :细胞质
[0017] 12 :细胞膜
[0018] 13 :细胞壁
[0019] S1?S5 :本发明海藻多糖萃取方法的步骤
【具体实施方式】
[0020] 体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的 是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明 及图示在本质上系当作说明之用，而非架构于限制本发明。
[0021] 请参阅图1，其为本发明优选实施例的海藻多糖萃取方法的流程图。如图1所示， 本发明的海藻多糖萃取方法包括以下步骤，其实验流程说明如下。
[0022] 首先进行步骤S1，提供适量的海藻原料。适用于本发明的海藻原料可为绿藻、褐 藻、红藻及蓝藻，优选为褐藻（例如马尾藻）及红藻（例如龙须菜）。
[0023] 接着，进行步骤S2,以清水洗净海藻原料，并以35?50°C干燥海藻原料约2?24 小时，使得海藻原料的水含量约为5?10%。当然，本步骤的操作条件可依实际需要调整。
[0024] 接着，进行步骤S3,利用高温高压及瞬间泄压处理程序使海藻原料成为膨发性海 藻样品。亦即，首先将海藻原料置于一密闭容器中，利用高温高压使海藻原料呈现部分融熔 状，再使该密闭容器瞬间泄压，利用密闭容器内部压力与外界压力所产生的压力差让融熔 状海藻原料膨胀且脱去水分，达到膨发效果。此步骤的目的主要是为了将海藻原料的结构 初步裂解并破坏其细胞壁的完整性，以便使海藻多糖与细胞壁间的作用力减低，以利在后 续步骤更容易溶出海藻多糖。
[0025] 上述高温高压及瞬间泄压处理程序可通过爆饼机、膨发枪、挤压机或任何类似的 装置完成。爆饼机为台湾夜市或是观光地区常见的一种爆米饼或爆虾饼用的机器，其作用 方法与以前的爆米香用的膨发枪原理相同，但是更为快速有效，且能连续式生产。关于爆饼 机及膨发枪的构成及作动程序已广泛使用于业界，属于公知技术，故不予赘述。挤压机是一 种是集合物料输送、压缩、混合、搓揉、剪切、加热、杀菌、组织化、成形、膨发等功能的机器， 将物料经过高温高压短时间作用后，通过模孔，因为水分与压力的改变造成水蒸气快速散 失，使融熔状的物料快速膨大，因此称之为膨发。关于挤压机的构成及作动程序已广泛使用 于业界，属于公知技术，故不予赘述。
[0026] 以爆饼机进行上述高温高压及瞬间泄压处理程序为例，当海藻原料置于爆饼机 后，以温度140?250°C，优选为180?230°C加热处理4?10秒，可使海藻原料呈现部分 融熔状，接着使海藻原料瞬间脱离爆饼机，通过瞬间泄压作用，使海藻原料成为蓬松状。此 时，可将此蓬松状的海藻原料称为膨发性海藻样品。经过上述高温高压及瞬间泄压处理程 序之后，膨发性海藻样品相对于海藻原料的径向膨发率可达1. 5?4,优选为2?3。
[0027] 接着，进行步骤S4,以热水萃取膨发性海藻样品达一段特定时间，离心后，取上清 液，可得海藻多糖粗萃物。根据一实施例，热水温度为70?100°C，膨发性海藻样品与热水 的比例为1:5?1:20,萃取时间为1?5小时。当然，本步骤的操作条件可依实际需要调 整。
[0028] 接着，进行步骤S5,将海藻多糖粗萃物进一步纯化为海藻多糖产物。根据一实施 例，加入三倍体积量的95%酒精使海藻多糖粗萃物沉淀，离心，取沉淀物再经低温干燥（例 如40?50°C )干燥1小时后可得海藻多糖产物。当然，本步骤的操作条件可依实际需要调 整。
[0029] 以下再以实施例具体说明本发明，此等实施例仅为例示说明之用，并非用以限制 本发明。
[0030] 实施例一利用热水从经膨发的龙须菜萃取海藻多糖及海藻多糖的特件分析
[0031] 取适量的龙须菜原料，以清水洗净并去除杂物，以40°C、干燥16小时，此时水分含 量约为6. 47%。以爆饼机处理，爆饼机的处理温度分别为220°C及230°C，处理时间为10秒， 爆饼机处理后制得膨发性龙须菜，其水分含量为4. 23%。接着进行膨发率分析、藻腥味官能 品评及显微镜分析。
[0032] 经测量30个膨发性龙须菜后，可得其相对于龙须菜原料的径向膨发率的平均值 约为2. 39倍。另外，由藻腥味官能品评分析可发现膨发性龙须菜的残留藻腥味低。图2A显 示未经爆饼机处理的龙须菜原料的显微照相示意图。图2B显示经爆饼机处理后制得的膨 发性龙须菜的显微照相示意图。从图2A发现，未经爆饼机处理的龙须菜原料具有完整的细 胞结构，可清楚区分出细胞质11、细胞膜12和细胞壁13,推测细胞壁13内具有海藻多糖。 从图2B发现，经爆饼机处理后制得的膨发性龙须菜的藻细胞及细胞壁结构发生改变，无法 看到完整的细胞结构，因此，从图2A及图2B的结果发现，通过爆饼机所进行的高温高压及 瞬间泄压处理程序使得海藻多糖脱离细胞壁的比例增加。
[0033] 接着，取适量膨发性龙须菜，以85°C热水（样品重与热水的比例=1:10)萃取3小 时，离心后，取上清液，再以3倍体积量95%酒精沉淀，离心，取沉淀物，再经40?50°C干燥 1小时后可得海藻多糖。
[0034] 接着，秤重定量海藻多糖，再以10?20毫升的水复溶后可进行多糖含量分析、薄 层层析法（TLC)分析及DPPH自由基清除率分析。薄层层析法可检测到海藻多糖存在。经 计算后，220°C爆饼后的多糖的萃取量为干粉重量的58. 2%。另外，220°C爆饼后的DPPH自由 基清除率为53%。
[0035] 比较例一利用热水从未经膨发的龙须菜萃取海藻多糖及海藻多糖的特件分析
[0036] 取适量的龙须菜原料，以清水洗净并去除杂物，以40°C、干燥16小时，以85°C热水 (样品重与热水的比例=1:10)萃取3小时，离心后，取上清液，再以3倍体积量95%酒精沉 淀，离心，取沉淀物，再经40?50°C干燥1小时后可得海藻多糖。
[0037] 接着，秤重定量海藻多糖，再以10?20毫升的水复溶后可进行多糖含量分析、薄 层层析法分析及DPPH自由基清除率分析。薄层层析法分析可检测到少许海藻多糖存在。经 计算后发现，利用热水可从未经爆饼机处理的龙须菜原料得到的多糖萃取量为干粉重量的 45. 7%，DPPH自由基清除率为35%。
[0038] 实施例二利用热水从经膨发的马尾藻萃取海藻多糖及海藻多糖的特件分析
[0039] 除了以马尾藻原料替代龙须菜外，其余采用与实施例一相同的方法，以相同的爆 饼机条件处理马尾藻，可制得膨发性马尾藻。经测量30个膨发性马尾藻后，可得其相对于 马尾藻原料的径向膨发率的平均值约为1.6倍。另外，由藻腥味官能品评分析可发现膨发 性马尾藻的残留藻腥味相当低。另外，从显微照相（未显示）亦发现，未经爆饼机处理的马 尾藻具有完整的细胞结构，经爆饼机处理后制得的膨发性马尾藻的藻细胞及细胞壁结构发 生改变，无法看到完整的细胞结构，因此，通过爆饼机所进行的高温高压及瞬间泄压处理程 序使得海藻多糖脱离细胞壁的比例增加。
[0040] 接着，利用与实施例一相同的方法萃取膨发性马尾藻，可得海藻多糖。薄层层析 法可检测到褐藻糖胶存在。经计算后，220°C爆饼后的多糖的萃取量为干粉重量的20. 57%， 230°C爆饼后的多糖的萃取量为干粉重量的21. 9%。另外，220°C爆饼后的DPPH自由基清除 率为25%，230°C爆饼后的DPPH自由基清除率为44%。
[0041] 比较例二利用热水从未经膨发的马尾藻萃取海藻多糖及海藻多糖的特件分析
[0042] 除了以马尾藻原料替代龙须菜外，其余采用与比较例一相同的方法，利用热水从 未经膨发的马尾藻萃取海藻多糖。薄层层析法可检测到少许褐藻糖胶存在。经计算后发现， 利用热水可从未经爆饼机处理的马尾藻原料得到的多糖萃取量为干粉重量的7. 14%，DPPH 自由基清除率为11%。
[0043] 从以上实验发现，通过本发明的海藻多糖萃取方法，将龙须菜或马尾藻原料膨发 后再以热水萃取海藻多糖，相较于直接以热水萃取龙须菜或马尾藻原料，其多糖萃取率及 DPPH自由基清除率均明显增加。
[0044] 综上所述，本发明提供一种的海藻多糖萃取方法。本发明的方法利用爆饼机或挤 压机所产生的高温与高压，将海藻原料的结构先经过裂解及破壁处理后，再瞬间泄压，让融 熔状海藻原料膨胀且脱去水分，达到膨发效果。由于膨发性海藻样品的海藻多糖与细胞壁 间的作用力减低，因此利用热水即可有效提取海藻多糖粗萃物，并将海藻多糖粗萃物纯化 后可得褐藻糖胶。相较于先前技艺的方法，本发明的海藻多糖萃取方法更为简易且快速。由 于本发明的海藻多糖萃取方法不需采用有机溶剂制备海藻多糖粗萃物，故可符合环境保护 的效益。另外，本发明的海藻多糖萃取方法的制品并无明显的藻腥味残留问题。此等优势 皆为公知技术所不及，故本发明的海藻多糖萃取方法极具产业价值，于是依法提出申请。
[0045] 本发明得由熟习此技术的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附申请专利范 围所欲保护者。
【权利要求】
1. 一种海藻多糖萃取方法，包含以下步骤： (a) 提供一海藻原料； (b) 进行一高温高压及瞬间泄压处理程序，使该海藻原料成为一膨发性海藻样品；以 及 (c) 以热水萃取该膨发性海藻样品，制得一海藻多糖粗萃物。
2. 根据权利要求1所述的海藻多糖萃取方法，其中该高温高压及瞬间泄压处理程序通 过一爆饼机、一膨发枪或一挤压机完成。
3. 根据权利要求1所述的海藻多糖萃取方法，其中该高温高压及瞬间泄压处理程序是 以温度140?250°C加热处理该海藻原料达4?10秒。
4. 根据权利要求1所述的海藻多糖萃取方法，其中经该高温高压及瞬间泄压处理程序 后，该膨发性海藻样品相对于该海藻原料的径向膨发率为1. 5?4。
5. 根据权利要求1所述的海藻多糖萃取方法，其中于该步骤（a)中，进一步以清水洗 净该海藻原料，并以35?50°C干燥该海藻原料约2?24小时，使该海藻原料的水含量约为 5 ?10%。
6. 根据权利要求1所述的海藻多糖萃取方法，其中于步骤（c)中，热水温度为70? 100° C，该膨发性海藻样品与热水的比例为1 :5?1 :20,且萃取时间为1?5小时。
7. 根据权利要求1所述的海藻多糖萃取方法，其中于步骤（c)后，该海藻多糖萃取方法 进一步包含步骤（d):将该海藻多糖粗萃物纯化为一海藻多糖产物。
8. 根据权利要求7所述的海藻多糖萃取方法，其中该海藻多糖产物为褐藻糖胶。
9. 根据权利要求1所述的海藻多糖萃取方法，其中该海藻原料为马尾藻或龙须菜。
10. -种海藻多糖萃取方法，包含以下步骤： (a) 提供一海藻原料； (b) 进行一高温高压及瞬间泄压处理程序，使该海藻原料成为一膨发性海藻样品，其中 该高温高压及瞬间泄压处理程序是以温度140?250°C加热处理该海藻原料达4?10秒， 使得该膨发性海藻样品相对于该海藻原料的径向膨发率为1. 5?4 ;以及 (c) 以热水萃取该膨发性海藻样品，制得一海藻多糖粗萃物。
【文档编号】C08B37/00GK104098711SQ201310129508
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年4月15日 优先权日:2013年4月15日
【发明者】黄俊勇, 蔡永祥 申请人:黄俊勇, 蔡永祥