專利名稱：一種紅藻瓊膠纖維的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天然纖維的制備方法，特別涉及一種以龍須菜為代表的含膠紅藻瓊膠纖維的制備方法。
背景技術(shù)：
目前，人類社會(huì)面臨能源與環(huán)境的雙重巨大壓力，積極開(kāi)發(fā)利用天然產(chǎn)物成為緩解這一壓力的重要途徑。海洋的面積廣闊，約占地球表面積的70%，蘊(yùn)含了豐富的生物資源， 其中的海藻資源具有巨大的生物量。海洋中的大型海藻包括褐藻、紅藻和綠藻。紅藻一般屬喜陰藻類，垂直分布多為深海性，生于低潮線下附近或潮下帶，在清水海區(qū)可生長(zhǎng)在低潮淺下30-100m深處。瓊膠(agar)，又名瓊脂，是由海洋紅藻植物的細(xì)胞壁中提取的天然多糖， 瓊膠原藻的來(lái)源廣泛，除了傳統(tǒng)上采用的石花菜外，近年來(lái)發(fā)現(xiàn)江籬、紅毛菜、紫菜、凹頂藻等紅藻中都含有大量的瓊膠，我國(guó)瓊膠原藻的產(chǎn)量居世界第一位。龍須菜，紅藻門(mén)江蘺科江蘺屬，原產(chǎn)于山東沿海潮間帶。龍須菜分枝較多，生長(zhǎng)快， 每年春秋兩季為快速生長(zhǎng)期，最適生長(zhǎng)溫度為12-23°C，與江蘺屬其他物種相比，龍須菜是一種較好的產(chǎn)瓊膠海藻。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，龍須菜瓊膠產(chǎn)量已占我國(guó)瓊膠產(chǎn)量的80%左右，成為沿海地區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)海藻。近年來(lái)圍繞龍須菜的培育與開(kāi)發(fā)應(yīng)用，科研工作者做了大量的工作。其中，段德麟等(ZL200410050305.X)運(yùn)用組織培養(yǎng)的方法，通過(guò)選擇龍須菜藻體不同部位，在適宜的光照、溫度及營(yíng)養(yǎng)鹽的條件下進(jìn)行組織培養(yǎng)，獲得龍須菜快速繁育的優(yōu)良種苗。張學(xué)成等(ZL200910013758.8)提供了一種耐高溫龍須菜優(yōu)良品系誘變選育方法，可以解決現(xiàn)有野生型龍須菜的耐高溫性能差、生長(zhǎng)速率慢和含膠量較低的問(wèn)題。王廣策等 (ZL200710059966. 2)開(kāi)發(fā)了一種從龍須菜中同時(shí)提取藻紅蛋白和瓊膠的方法，提高了龍須菜的利用率。野生型龍須菜選育成功為龍須菜栽培業(yè)奠定了基礎(chǔ)，目前在我國(guó)已經(jīng)在廣東、福建、浙江、江蘇、山東和遼寧沿海形成了栽培產(chǎn)業(yè)，栽培面積超過(guò)20萬(wàn)畝，年產(chǎn)量超過(guò)15萬(wàn)噸，已成為我國(guó)第三大海藻栽培業(yè)，龍須菜栽培促進(jìn)了我國(guó)瓊膠制造業(yè)的發(fā)展，年產(chǎn)瓊膠逾萬(wàn)噸。瓊膠在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、日用化工和生物工程等許多方面有廣泛的應(yīng)用。在食品和日用化工方面，瓊膠主要作為糖果、果凍、羊羹、罐頭和灌腸等的膠凝劑和穩(wěn)定劑，果醬、花生醬、芝麻醬等的增稠劑，冰激凌、雪糕等冷食品的穩(wěn)定劑，各種果汁、飲料的分散懸浮劑，酒、醬油和醋等的澄清劑；在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)和生物工程方面，可以用作細(xì)菌培養(yǎng)基和微生物載體。除此之外，瓊膠本身含有豐富的水溶性食物纖維，具有排毒養(yǎng)顏、降血脂、降血糖等保健功能。而以瓊膠進(jìn)行紡絲的研究還未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
基于以上原因，本發(fā)明的目的是提供一種利用紅藻制備瓊膠纖維的方法，該方法簡(jiǎn)便可行，將為紅藻的利用開(kāi)辟新途徑。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的將新鮮紅藻清洗、去雜質(zhì)、晾干；取干紅藻，粉碎，去色素；熱水提取瓊膠多糖，純化，干燥，得適合紡絲的瓊膠多糖；配成一定濃度的瓊膠多糖紡絲液，采用乙醇水溶液或DMF水溶液為凝固浴，濕法紡絲，得到可紡性的瓊膠纖維。具體操作工藝如下
(1)對(duì)新鮮紅藻進(jìn)行漂洗，去雜質(zhì)，晾干；
(2)將干紅藻粉碎至粒徑為0.5-2mm，去色素；
(3)將步驟(2)所得紅藻投入到提取裝置中，熱水提??；料液比1:10-1:80，80-100°C提取，提取時(shí)間為1-4小時(shí)；
(4)將步驟(3)所得的紅藻提取液過(guò)濾，除去固形物，得含瓊膠多糖的溶液；
(5)將步驟(4)所得的溶液濃縮，乙醇沉淀，過(guò)濾，干燥，得到瓊膠多糖粉末；
(6)將步驟(5)所得瓊膠多糖溶于DMSO或DMF的溶劑中，配成5-15%(質(zhì)量比)的紡絲液，溶液的粘度范圍在1. OX 103-2. 5 X 105cp，紡絲溫度為室溫，紡絲速度為10-30m/min ； 采用50-70% (體積比)乙醇水溶液或50-70% (體積比)DMF水溶液為凝固浴，凝固浴溫度為 20-40°C，牽伸倍數(shù)為10-50%，經(jīng)濕法紡絲工藝得到瓊膠纖維；再經(jīng)過(guò)洗滌、乙醇脫水、晾干得到纖維材料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是充分利用海洋生物資源，原料豐富，價(jià)廉易得，所得瓊膠纖維是一種純天然海藻纖維，具有良好的生物相容性和生物可降解性，可用于服裝和醫(yī)藥行業(yè)。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，下列實(shí)施例是說(shuō)明性的，不是限定性的， 不能以下述實(shí)施例來(lái)限定本發(fā)明的保護(hù)保護(hù)范圍。下述實(shí)施例僅以典型的含膠海藻-龍須菜為例予以敘述，其他含膠海藻都可以按照此方法提取所含的藻膠，并進(jìn)行濕法紡絲。實(shí)施例1:
(1)用水對(duì)龍須菜進(jìn)行漂洗，除鹽、泥沙等雜質(zhì)；
(2)將步驟(1)所得龍須菜晾干、粉碎；
(3 )稱取IOOg龍須菜干粉，3L丙酮索氏提取8小時(shí)，將脫色素后的瓊膠用蒸餾水洗滌后轉(zhuǎn)入5L蒸餾水中，90°C提取2小時(shí)，過(guò)濾，除去固形物，得含瓊膠多糖的溶液；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至 500ml，加入500ml無(wú)水乙醇沉淀多糖，過(guò)濾，干燥，得瓊膠多糖25g ；
(4)將上述瓊膠多糖溶于300mlDMS0中，制得約8%的瓊膠溶液，過(guò)濾、脫泡并靜置8小時(shí)制成紡絲液，紡絲液通過(guò)濕法紡絲機(jī)以25m/min噴絲速度噴絲進(jìn)入凝固浴中凝固牽伸， 凝固浴為乙醇水溶液(體積比1 :1)，凝固浴溫度為室溫，纖維的牽伸比例為10%，纖維經(jīng)過(guò)洗滌、乙醇脫水、晾干得到纖維材料。實(shí)施例2:
(1)用水對(duì)龍須菜進(jìn)行漂洗，除鹽、泥沙等雜質(zhì)；
(2)將步驟(1)所得龍須菜晾干、粉碎；
(3)稱取50g干龍須菜，3L石油醚索氏提取8小時(shí)，將脫色素后的龍須菜蒸餾水洗滌后轉(zhuǎn)入3L蒸餾水中，100°C提取4小時(shí)，過(guò)濾，濾液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至500ml，加入500ml無(wú)水乙醇沉淀多糖，過(guò)濾，干燥，得瓊膠多糖15g ；(4)將上述瓊膠多糖溶于300ml DMSO中，制得約5%的瓊膠溶液，過(guò)濾、脫泡并靜置6小時(shí)制成紡絲液，紡絲液通過(guò)濕法紡絲機(jī)以15m/min噴絲速度噴絲進(jìn)入凝固浴中凝固牽伸， 凝固浴為為乙醇水溶液(體積比1 :1)，凝固浴溫度為30°C，纖維的牽伸比例為30%，纖維經(jīng)過(guò)洗滌、乙醇脫水、晾干得到纖維材料。實(shí)施例3:
(1)用水對(duì)龍須菜進(jìn)行漂洗，除鹽、泥沙等雜質(zhì)；
(2)將步驟(1)所得龍須菜晾干、粉碎；
(3)稱取150g龍須菜干粉，3L乙醇索氏提取8小時(shí)，將脫色素后的瓊膠蒸餾水洗滌后轉(zhuǎn)入5L蒸餾水中，80°C提取3小時(shí)，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至800ml，加入800ml無(wú)水乙醇沉淀多糖，過(guò)濾，干燥，得瓊膠3Ig;
(4)將上述瓊膠溶于300mlDMSO中，制得約10%的瓊膠溶液，過(guò)濾、脫泡并靜置6小時(shí)制成紡絲液，紡絲液通過(guò)濕法紡絲機(jī)以lOm/min噴絲速度噴絲進(jìn)入凝固浴中凝固牽伸，凝固浴為乙醇水溶液(體積比1 :1)，凝固浴溫度為40°C，纖維的牽伸比例為50%，纖維經(jīng)過(guò)洗滌、乙醇脫水、晾干得到纖維材料。對(duì)實(shí)施例1、2、3所得的瓊膠纖維進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，結(jié)果表明瓊膠纖維的干態(tài)斷裂強(qiáng)度分別達(dá)到 4. 62cN/dTex,4. 17cN/dTex、4. 85cN/dTex。
權(quán)利要求
1.一種紅藻瓊膠纖維的制備方法，其特征在于包括以下步驟將鮮海藻清洗、去雜質(zhì)、 晾干、粉碎；取紅藻干粉，去色素；提取紅藻水溶性瓊膠多糖，純化，干燥，得瓊膠多糖；配成一定濃度的瓊膠多糖紡絲液，采用乙醇水溶液或DMF水溶液為凝固浴，濕法紡絲，得到可紡性的瓊膠纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅藻瓊膠纖維的制備方法，其特征在于去色素溶劑為丙酮、 乙醇、石油醚中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅藻瓊膠纖維的制備方法，其特征在于瓊膠多糖的提取方法采用熱水提取法，料液比為1:10-1:80，提取溫度為80-1001，提取時(shí)間為1_4小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅藻瓊膠纖維的制備方法，其特征在于瓊膠多糖的純化方式采用乙醇沉淀法。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅藻瓊膠纖維的制備方法，其特征在于紡絲液的配制采用 DMSO、DMF為溶劑，溶液的粘度范圍在1. OX 103-2. 5X 105cp，紡絲溫度為室溫，紡絲速度為 10-30m/mino
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅藻瓊膠纖維的制備方法，其特征在于紡絲液的濃度為 5-15%，凝固浴為體積比50-70%乙醇水溶液或體積比50-70%DMF水溶液，凝固浴溫度為 20-40°C，牽伸倍數(shù)為10-50%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種紅藻瓊膠纖維的制備方法，其步驟如下將新鮮紅藻清洗、去雜質(zhì)、晾干；取干紅藻，粉碎，去色素；熱水提取瓊膠多糖，純化，干燥，得適合紡絲的瓊膠多糖；配成一定濃度的瓊膠多糖紡絲液，采用乙醇水溶液或DMF水溶液為凝固浴，濕法紡絲，得到可紡性的瓊膠纖維；再經(jīng)過(guò)洗滌、乙醇脫水、晾干得到纖維材料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是充分利用海洋生物資源，原料豐富，價(jià)廉易得，所得瓊膠纖維是一種純天然海藻纖維，具有良好的生物相容性和生物可降解性，可用于服裝和醫(yī)藥行業(yè)。
文檔編號(hào)D01F9/00GK102154738SQ20111011991
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者付永強(qiáng), 夏延致, 孔慶山, 紀(jì)全, 薛志欣 申請(qǐng)人:青島大學(xué)