从海带中提取海藻碘和甘露醇的方法与流程

1.本发明涉及一种海藻碘提取方法，特别涉及一种从海带中提取海藻碘的方法，还涉及一种从海带中提取甘露醇的方法。


背景技术：

2.我国是碘缺乏国家，有上10亿人不同程度缺乏碘，需补碘。在食盐加碘，是一种较好的补碘方法。
3.目前，中国碘来源主要靠日本和智利，几十年来靠进口从硝石中提取的碘。食用碘盐中的碘主要是碘酸钾，属化学碘。
4.1957年中国科学院海洋研究所科研人员发现海带中含有大量的碘，干海带中含1%左右的碘，采用727阴离子交换技术进行富集及洗脱可以从海带中提取碘。
5.2018年12月21日，国家出台了“海藻碘食品安全国家标准gb1903.39
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2018”，明确“本标准适用于以海带为原料，经浸提、净化、浓缩、杀菌、灌装等工序加工制成的食品营养强化剂海藻碘”，而且规定其含量标准：深褐色，粘稠性液体，带有海带特有风味，无异味，碘（i）含量3.0
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5.0%，褐藻糖含量大于0.3%，甘露糖醇含量大于等于7.0%。由于海藻碘含有有机酪氨酸碘，更有利于人体吸收，多余的碘可在人体内储存，供需要时使用，是一种理想的天然补碘产品。此外，海藻碘还含有硫酸多糖类、岩藻酸多糖类、褐藻氨酸、褐藻糖胶、不饱和脂肪酸等物质。其中有机碘有类激素样作用，可提高人体内生物活性物质功能，促进胰岛素及肾上腺素质激素的分泌，提高脂蛋白酯酶活性，促进葡萄糖和脂肪酸在肝脏、脂肪肌肉组织的代谢和利用，从而发挥其降血糖、降血脂的作用。硫酸多糖类、岩藻多糖类具有抑制大肠癌的作用。海藻多糖有抗凝血，抗动脉硬化，抗肿瘤、抗病毒等作用。海藻碘中还含有钾，对扩张外周血管，防止高血压亦有帮助。
6.因此，以海带为原料加工制成海藻碘，并用海藻碘添加到食盐中是更好的选择。
7.但现有常见的海藻碘生产工艺都是将海带洗净后打成粉，再添加有毒化学物质例如甲醛、氯化铝等化合物来提取，海带表面附着的碘等有益元素被洗去，同时海带被粉碎无法再作食品用。而且，这些提取方法由于含海藻酸钠和褐藻糖胶比例大，极易粘连生产设备及管道，过滤易粘连阻塞滤网，很难用离心机进行固液分离，不能实现工业化生产。就算实验室能够生产出一点成品海藻碘，由于太过粘稠，在盐业部门食盐加碘生产过程中也会阻塞加碘喷头而无法正常生产。因此，目前全国海藻碘企业都停止了纯天然海藻碘的生产。
8.市场上也有假的“海藻碘”，是用甘露醇、褐藻糖、碘化钾勾兑水而成，检测结果的主要指标也能符合国家标准，但是，其质量与真正的纯天然海藻碘相比则有天壤之别，用这种假“海藻碘”无法生产出合格的碘盐。
9.如何才能实现工业化生产纯天然海藻碘，以实现工业化生产纯天然海藻碘盐，就成了一个迫切需要解决的技术问题。


技术实现要素：

10.本发明的目的在于提供一种从海带中提取海藻碘的方法，以实现工业化生产纯天然海藻碘，实现工业化生产纯天然海藻碘盐。还提供一种从海带中提取甘露醇的方法。
11.为了解决上述技术问题，本发明的从海带中提取海藻碘和甘露醇的方法包括以下步骤：a.将干海带浸泡液或新鲜海带烫洗液过滤；b.将经上述步骤处理的过滤液体，按重量比例分别加入3
‑4‰
的氢氧化钠、4
‑5‰
的氢氧化钙搅拌均匀后再加入5
‑6‰
的碳酸钠，再搅拌10分钟后静置5小时以上，待重金属及其他杂质沉淀后，得透明的淡褐色上清液；c.将经上述步骤处理的上清液过滤；d.将经过滤处理的上清液用5
‑
7％稀释的食品级盐酸进行ph值调节，调节过程中充分搅拌均匀，使ph值达到7；e.将已调好ph值的上清液抽至真空多效蒸发器浓缩，抽液检测比重达到1.16以上后，得浓缩液体母液；f.将浓缩液体母液进行10个小时以上的静置、结晶，结晶温度在5
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26℃之间，得上清母液，所述上清母液碘含量（以i计）0.8
‑
1.0%；g.将上清母液再用5
‑
7%稀盐酸调节ph值到7，然后进行第二次真空浓缩，浓缩蒸汽压力0.4mpa，真空度
‑
0.08mpa，浓缩温度60℃，蒸发掉50%的水分，检测比重达到1.25以上，得浓缩液；h.再对所得浓缩液进行第二次结晶处理，静置、结晶时间10个小时以上，结晶温度在5
‑
26℃之间，得上清浓缩液；i.将所得上清浓缩液进行第三次真空浓缩，真空度
‑
0.08map，温度60℃，排出50%水分，检测液体比重在1.35时，得浓缩液；j.再对所得浓缩液进行第三次结晶处理，静置、结晶时间10个小时以上，结晶温度在5
‑
26℃之间，得上清浓缩液，所述上清浓缩液碘含量（以i计）达到3.6
‑
5.0%；k.将所得上清浓缩液经500目过滤器过滤，即得海藻碘液；沉渣经300目吊袋离心机固液分离，所得粉末为含量60%以上的甘露醇，分离的液体为海藻碘液。
12.所述干海带浸泡液的制备方法,置干海带于池中，加入7倍于干海带重量的常温自来水，翻动海带浸泡1.5
‑
3小时，捞出海带凉干为食用干海带，海带表面附着物已溶于水中，将水溶液用100目滤布过滤即可。
13.所述b步骤，氢氧化钠为3
‰
、氢氧化钙为4
‰
、碳酸钠为5
‰
。
14.所述f步骤静置、结晶后的沉淀物进300目的吊袋离心机固液分离，液体抽至同批上清母液中，固体为盐。
15.所述h步骤第二次结晶处理后的沉淀物进300目的吊袋离心机固液分离，液体抽至同批上清浓缩液中，固体为盐。
16.所述真空浓缩所用设备为直筒式真空浓缩罐。
17.所述结晶温度为8
‑
24℃更优选为10
‑
20℃。
18.所述结晶温度为16℃。
19.所述海藻碘液为深褐色，带有海带特有风味，无异味，碘（i）含量4.6%，褐藻糖含量
0.4%，甘露糖醇含量8.2%。
20.本发明的方法，关键步骤在于，用氢氧化钠、氢氧化钙和碳酸钠对过滤液体进行净化处理。其中氢氧化钙中的氢氧根离子可以与金属离子反应产生不溶于水的沉淀物，另外起到助凝效果，加大颗粒的密度和质量，使其迅速沉淀，改善絮凝体结构的高分子助凝剂，主要是海藻酸钠。其中的碳酸钠易溶于水，发生水解反应，使水溶液呈碱性，提高混凝效果，使液体中的钙、镁离子产生碳酸钙和碳酸镁沉淀。氢氧化钠是碱性清洗剂，是强碱主要中和酸性物质，使液体产生絮状沉淀。三种物质的加入对海带附着物的净化起决定性作用，既保留了海藻碘的有效成分，又去掉了重金属和多余物质，只有通过这个净化技术手段才能保证在生产过程中不粘连设备和管道，实现本发明的目的。本发明的方法采用该技术手段，完全克服了现有技术的缺陷。
21.本发明的方法另一个关键点是三次真空低温浓缩、结晶处理。三次真空低温浓缩和结晶步骤交替进行，逐步推进，严格控制各步骤的条件，尤其重要的是结晶温度控制在5
‑
26℃之间，所得海藻碘液的碘含量（以i计）可控制到3.6
‑
5.0%，各项指标完全达到国家标准要求，可用于制备碘盐。经检测，本发明的海藻碘液为深褐色，带有海带特有风味，无异味，碘（i）含量4.6%，褐藻糖含量0.4%，甘露糖醇含量8.2%，各项指标完全达到国家标准要求。
具体实施方式
22.下面对本发明作详细描述：从海带浸泡液中提取海藻碘和甘露醇的方法，包括如下步骤：1、收取山东某海带制品厂用新鲜海带烫洗后的水液40吨集中一个池中，加入氢氧化钠120kg，同时加入氢氧化钙160公斤，搅拌均匀后再加入碳酸钠200kg，搅拌均匀，静置5小时，待水液上部透明清晰时，将上部清液经100目滤网过滤后抽至另一个池中待用。将下步沉渣抽至连续皮带压滤机进行固液分离，压出的液体经100目滤网过滤抽至同批上清液中待用。压滤出的固体装袋，作植物生长用肥。
23.2、将步骤1上清液池中缓缓注入7%食品级稀盐酸，此工艺用盐酸自动加注机进行，当ph值达到7时自动停止加盐酸，在加注过程中池中搅拌机工作，充分拌匀。调ph值后的上清液呈淡褐色，待用。
24.3、将步骤2所得液体吸入5吨二效蒸发器中，以加到蒸发器规定量为止，抽真空
‑
0.08mpa，加蒸汽0.4mpa，浓缩蒸发。冷凝器将液体中的气化水凝结排出。其间继续吸入补充液体，控制真空度在
‑
0.08mpa，蒸发器内液体温度在60℃，低温蒸发水分，直到排出80%水分，测比重达到1.16后停机，排出母液4吨到不锈钢桶中，自然冷却结晶，经过10小时以上常温结晶，16℃，将上部液体抽至调ph值池中待用。下部沉渣用300目吊袋离心机进行固液分离，液体抽到同批母液池中待用，固体为盐装袋待用。
25.4、将步骤3中的液体重复步骤2进行ph值调节，得到中性液体待用。
26.5、将步骤4的液体吸入3吨直筒式真空浓缩罐中，加入2吨液体开蒸汽进行第二次浓缩。浓缩蒸汽压力0.4mpa，真空度
‑
0.08mpa，浓缩温度60℃。1.5小时后冷凝器开始排水200公斤，经排两次水后再加入400公斤液体补充，如此循环直到母液全部浓缩完成，总共排出3吨水后停机。排出浓缩液至不锈钢桶中，自然冷却结晶，冷却温度16℃。经过48小时结晶后，抽出上部浓缩液约2吨到不锈钢桶待用。
27.6、将步骤5所结晶的沉渣，用直径1200毫米的300目吊袋离心机，转速1000转/分钟，分三次离心完沉渣，所得液体抽到同批次浓缩液桶中待用。所得固体为盐装袋可作淹制海带用。
28.7、将步骤6所得浓缩液吸至3吨直筒浓缩罐中，重复步骤5，进行第三次浓缩，直到排出50%水分，测液体比重达到1.35时，停机，排出浓缩液到不锈钢桶中，自然冷却结晶，经48小时后，检测上层液体含碘量（以i计）达到4.2%，不再进行第四次浓缩，将浓缩液体经500目过滤器过滤即得成品海藻碘。将沉渣用300目吊袋离心机固液分离，液体经500目过滤器过滤后得到海藻碘液，其固体为含量达60%的甘露醇。
29.从40吨鲜海带的烫洗液制得碘含量（以i计）为4.2%的成品海藻碘700kg，制得含量60%的甘露醇100公斤。经检测，海藻碘液为深褐色，带有海带特有风味，无异味，碘（i）含量4.6%，褐藻糖含量0.4%，甘露糖醇含量8.2%。
30.海藻碘的鉴别方法：1、取10克无碘盐两份分别装入两个坩埚，一个坩埚加入含量4%左右的海藻碘1克搅匀，另一个坩埚也加入含量4%左右勾兑碘化钾的假藻碘1克搅匀。
31.2、将两个样品同时放入恒温电热箱，在250度温度下烘烤40分钟取出来冷却。
32.3、每个坩埚内的固体用蒸馏水溶解，各装入250毫升碘瓶中加蒸馏水定溶，充分溶解摇匀备用。
33.4、备两个烧杯，各取溶液30
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40毫升用过滤纸在两个烧杯中过滤，此时观看过滤液的颜色：真海藻碘液体显谈黄色；假海藻碘液体显黑红色。
34.5、取过滤后的两个液体化验含碘含量：真海藻碘比原液含碘含量减少3%左右；假海藻碘比液含碘含量减少10%左右。因碘化钾在高温下容易分解挥发。
35.使用该方法，可以简单有效鉴别真假海藻碘及其真假海藻碘，为碘盐生产企业鉴别控制碘盐原料、提高碘盐质量提供了可靠技术手段。