技术领域
本发明涉及食品生产技术领域，具体涉及一种海洋多糖-壳寡糖生产新工艺。
背景技术
400年前，李时珍在《本草纲目》中记录了螃蟹壳的应用，这是甲壳素的最早的应用记录。十九世纪初，法国的布拉克诺博士最早分离出甲壳素，他用温热的稀碱处理蘑菇，得到一些纤维状的残渣，这就是甲壳素。从发现甲壳素后的一个半世纪，甲壳素的研究进展十分缓慢。20世纪下半叶，随着对蛋白质、纤维素、甲壳素等生物大分子的研究逐渐展开，科学家发现甲壳素对人类的健康有重要作用。1991年美欧医学科技界营养食品研究机构宣布甲壳素类物质为继脂肪、蛋白质、糖、矿物质、维生素等生命要素之外的第六生命要素，轰动一时。但甲壳素只溶于部分浓酸，依靠胃肠道的环境，人体对甲壳素吸收效率非常低。如何有效利用甲壳素成了关键问题。科学家将甲壳素进行降解处理，得到壳聚糖，但壳聚糖仍不溶于水，吸收性较差。后来又将壳聚糖继续降解为小分子，这就是壳寡糖。壳寡糖可溶于水，人体可以充分吸收利用。
壳寡糖作为自然界唯一带正电的碱性寡糖，应用前景十分广泛。目前壳寡糖已在医药、食品、日化等多个领域得到广泛应用。
1、保肝、解酒、提高人体免疫力
在医药健康领域，壳寡糖特殊的化学结构使其不仅能够提高人体免疫力，保肝解酒、降血糖、降血压、降血脂，抑制癌细胞生长，还能够促进肝脾抗体形成，调节人体生理机能，抗炎止血，促进伤口愈合。
2、减肥瘦身、排毒养颜
在食品方面，壳寡糖作为肠道益生菌(如双岐杆菌)的活化因子，能增进钙及矿物质的吸收，毒性物质快速排掉，有减肥瘦身、排毒养颜、免疫调节等功能。
3、保湿，活化机体细胞
在日常用品方面，壳寡糖具有明显的保湿，活化机体细胞，阻止皮肤粗糙的作用，广泛应用于美容护肤用品中，许多面膜通过添加壳寡糖来提升其保湿性能。用壳寡糖进行果蔬涂膜保鲜，可延长水果保质期。
4、提高畜禽的抗病力及促生长
在畜牧领域，壳寡糖对提高畜禽的抗病力及促生长等效果十分显著，研究表明，用壳寡糖作饲料添加剂可明显提高幼崽成活率和肉料比，还可部分代替抗生素，极大地提高了生产 能力。
5、提高植物抗病性及坐果率
在生物农药领域，壳寡糖可以改变土壤菌群,促进有益微生物的生长，壳寡糖还可诱导植物的抗病性,对多种真菌、细菌和病毒产生免疫和杀灭作用，对小麦花叶病、棉花黄萎病、水稻稻瘟病、番茄晚疫病等病害具有良好的防治作用，对果树喷洒壳寡糖溶液还可显著提高坐果率。
壳寡糖的功能越来越得到人们的认可，我们也看到了壳寡糖产业的发展潜力，然而，现有技术中有关壳聚糖的生产技术还有所欠缺，如成品壳寡糖的收率低、降解时间长、效率低等问题，因此，有必要研究一种新的壳寡糖生产工艺，使壳寡糖能够更好地被大众接受，服务各领域。
发明内容
针对上述现有技术中壳寡糖的制备工艺中存在的技术问题，本发明提出了一种海洋多糖-壳寡糖生产新工艺，通过酶解法将不溶于水的壳聚糖酶解为水溶性良好的壳寡糖，本发明得到的成品壳寡糖含量高，且降解时间短。
其技术解决方案包括：
一种海洋多糖-壳寡糖的生产工艺，依次包括以下步骤：
a向反应罐中注入2000L水，升温至45～48℃，然后加入40L食用乙酸，搅拌均匀，向反应罐中加入120kg壳聚糖作为原料，搅拌均匀，使壳聚糖充分溶解成半透明胶状，45～48℃保温得混合液一；
b向步骤a所得混合液一中加入双氧水，得混合液二，双氧水在混合液二中的质量分数量为2％，将混合液二置于微波条件下反应，其中微波功率为420W，微波时间为2min；
c酶解，向微波处理后的混合液二中加入壳聚糖酶，搅拌均匀，进行酶解反应，反应温度为40～60℃，反应时间0.5h，得酶解液；
d用浓度为40g/L的食品级氢氧化钠调节酶解液pH至5.0～7.0；
e对上述调节pH后的酶解液依次进行粗滤、超滤、纳滤、喷雾干燥、杀菌步骤后，得到成品壳寡糖。
作为本发明的一个优选方案，步骤c中，壳聚糖酶的添加量为壳聚糖质量的3％～5％，反应温度为50℃。
作为本发明的另一个优选方案，步骤e中，超滤步骤是选用用于除去细菌、微小颗粒和色素的超滤机，所述超滤机选用50nm的陶瓷膜过滤。
优选的，步骤e中，纳滤步骤是选用用于除去钠离子、钙离子、醋酸根离子的纳滤机过 滤。
优选的，步骤e中，喷雾干燥温度为160℃～180℃。
优选的，步骤e中，选用电子束进行杀菌。
优选的，壳聚糖酶的添加量为壳聚糖质量的4％。
本发明所带来的有益技术效果：
利用微波辐射、过氧化氢作为催化剂降解高分子量的壳聚糖，并将高分子量的壳聚糖转化为低分子量的壳聚糖，微波辐射具有加热速度快的优点，可提高整体的降解速率；低分子量的壳聚糖进行酶解，通过对工艺条件进行控制，得到的酶解样品为淡黄色固体，通过微波辅助酶解，制备得到的壳寡糖有较好的质量。
本发明制备得到的壳寡糖含量(2～6个聚合度的寡聚氨基葡萄糖)≥80％，水分≤10％，,灰分≤1％，水不溶物≤0.8％，pH5.0～7.0，粒度≥100目。
壳寡糖具有保肝解酒，美颜瘦身，提高抵抗力等功能，是增强免疫力的上佳选择。本发明增加了一种新的酶解法生产壳寡糖的工艺，丰富了壳寡糖生产的工艺。
具体实施方式
本发明提出了一种海洋多糖-壳寡糖生产新工艺，为了使本发明的优点、技术方案更加清楚，明确，下面结合具体实施例对本发明做详细说明。
本发明所选用的原料壳聚糖可通过市面正规渠道购买获得。
本发明，壳寡糖的制作工艺，分四步：
第一步：壳聚糖溶解；
第二步：微波辅助降解；
第三步：控温酶解；
第四步：酶解液经过滤干燥等处理得到壳寡糖成品。
下述例举了酶解反应温度在40℃、50℃、60℃，反应时间0.5h，壳聚糖酶的添加量为壳聚糖质量的3％、4％、5％的具体实施例。
实施例1：
本发明壳寡糖的生产工艺，具体步骤如下(生产用3000L反应罐)：
步骤一、壳聚糖溶解：向反应罐中注入2000L水，升温至45～48℃，然后加入40L食用乙酸，搅拌均匀，向反应罐中加入120kg壳聚糖，搅拌均匀，使壳聚糖充分溶解成半透明胶状，45～48℃保温得混合液一；
步骤二、向所得混合液一中加入双氧水，得混合液二，双氧水在混合液二中的质量分数量为2％，将混合液二置于微波条件下反应，其中微波功率为420W，微波时间为2min；
步骤三、控温酶解：搅拌10min后，向反应罐中加入壳聚糖质量3％的壳聚糖酶，搅拌均匀，酶解0.5h后，二次投料，观察发酵罐中一次投料的状态，若流动性良好，再次向反应罐中加入120kg壳聚糖，酶解3.5h，二次投料中壳聚糖酶的质量分数同样为3％，整个过程控温40℃，持续搅拌得酶解液；
步骤四、酶解液经下述处理得到壳寡糖成品，
(1)调pH：反应结束后，用浓度为40g/L的食品级氢氧化钠溶液调节pH至5.0～7.0；
(2)粗滤：将上述酶解液经纤维布过滤，去除大颗粒物等杂质；
(3)超滤：经超滤机用50um陶瓷膜过滤，除去细菌、微小颗粒、色素等；
(4)纳滤：经纳滤机(孔径为300Da)过滤除去盐，主要为钠离子、钙离子、醋酸根离子等，同时可浓缩酶解液；
(5)喷雾干燥：纳滤后的酶解液输入喷雾干燥机，进行喷雾干燥，喷雾温度160℃～180℃；
(6)包装:喷干后的壳寡糖为淡黄色粉末。在无菌条件下装入铝塑袋中，封口；
(7)杀菌：袋装壳寡糖用电子束杀菌，以保证产品的微生物指标合格；
(8)成品：杀菌后的合格产品入库，即得成品壳寡糖。
上述实施例制备得到的壳寡糖含量(2～6个聚合度的寡聚氨基葡萄糖)为82％。
实施例2：
本发明壳寡糖的生产工艺，具体步骤如下(生产用3000L反应罐)：
步骤一、壳聚糖溶解：向反应罐中注入2000L水，升温至45～48℃，然后加入40L食用乙酸，搅拌均匀，向反应罐中加入120kg壳聚糖，搅拌均匀，使壳聚糖充分溶解成半透明胶状，45～48℃保温得混合液一；
步骤二、向所得混合液一中加入双氧水，得混合液二，双氧水在混合液二中的质量分数量为2％，将混合液二置于微波条件下反应，其中微波功率为420W，微波时间为2min；
步骤三、控温酶解：搅拌10min后，向反应罐中加入壳聚糖质量4％的壳聚糖酶，搅拌均匀，酶解0.5h后，二次投料，观察发酵罐中一次投料的状态，若流动性良好，再次向反应罐中加入120kg壳聚糖，酶解3.5h，二次投料中壳聚糖酶的质量分数同样为4％，整个过程控温50℃，持续搅拌得酶解液；
步骤四、酶解液经下述处理得到壳寡糖成品，
(1)调pH：反应结束后，用浓度为40g/L的食品级氢氧化钠溶液调节pH至5.0～7.0；
(2)粗滤：将上述酶解液经纤维布过滤，去除大颗粒物等杂质；
(3)超滤：经超滤机用50um陶瓷膜过滤，除去细菌、微小颗粒、色素等；
(4)纳滤：经纳滤机(孔径为300Da)过滤除去盐，主要为钠离子、钙离子、醋酸根离 子等，同时可浓缩酶解液；
(5)喷雾干燥：纳滤后的酶解液输入喷雾干燥机，进行喷雾干燥，喷雾温度160℃～180℃；
(6)包装:喷干后的壳寡糖为淡黄色粉末。在无菌条件下装入铝塑袋中，封口；
(7)杀菌：袋装壳寡糖用电子束杀菌，以保证产品的微生物指标合格；
(8)成品：杀菌后的合格产品入库，即得成品壳寡糖。
上述实施例制备得到的壳寡糖含量(2～6个聚合度的寡聚氨基葡萄糖)为86％。
实施例3：
本发明壳寡糖的生产工艺，具体步骤如下(生产用3000L反应罐)：
步骤一、壳聚糖溶解：向反应罐中注入2000L水，升温至45℃，然后加入40L食用乙酸，搅拌均匀，向反应罐中加入120kg壳聚糖，搅拌均匀，使壳聚糖充分溶解成半透明胶状，45～48℃保温得混合液一；
步骤二、向所得混合液一中加入双氧水，得混合液二，双氧水在混合液二中的质量分数量为2％，将混合液二置于微波条件下反应，其中微波功率为420W，微波时间为2min；
步骤三、控温酶解：搅拌10min后，向反应罐中加入壳聚糖质量5％的壳聚糖酶，搅拌均匀，酶解0.5h后，二次投料，观察发酵罐中一次投料的状态，若流动性良好，再次向反应罐中加入120kg壳聚糖，酶解3.5h，二次投料中壳聚糖酶的质量分数同样为5％，整个过程控温60℃，持续搅拌得酶解液；
步骤四、酶解液经下述处理得到壳寡糖成品，
(1)调pH：反应结束后，用浓度为40g/L的食品级氢氧化钠溶液调节pH至5.0～7.0；
(2)粗滤：将上述酶解液经纤维布过滤，去除大颗粒物等杂质；
(3)超滤：经超滤机用50um陶瓷膜过滤，除去细菌、微小颗粒、色素等；
(4)纳滤：经纳滤机(孔径为300Da)过滤除去盐，主要为钠离子、钙离子、醋酸根离子等，同时可浓缩酶解液；
(5)喷雾干燥：纳滤后的酶解液输入喷雾干燥机，进行喷雾干燥，喷雾温度160；
(6)包装:喷干后的壳寡糖为淡黄色粉末。在无菌条件下装入铝塑袋中，封口；
(7)杀菌：袋装壳寡糖用电子束杀菌，以保证产品的微生物指标合格；
(8)成品：杀菌后的合格产品入库，即得成品壳寡糖。
上述实施例制备得到的壳寡糖含量(2～6个聚合度的寡聚氨基葡萄糖)为84％。
实施例4：
本实施例为对比试验，去除微波辅助降解步骤。
本实施例壳寡糖的生产工艺，具体步骤如下(生产用3000L反应罐)：
步骤一、壳聚糖溶解：向反应罐中注入2000L水，升温至45～48℃，然后加入40L食用乙酸，搅拌均匀，向反应罐中加入120kg壳聚糖，搅拌均匀，使壳聚糖充分溶解成半透明胶状，45～48℃保温得混合液一；
步骤二、控温酶解：搅拌10min后，向反应罐中加入壳聚糖质量4％的壳聚糖酶，搅拌均匀，酶解2后，二次投料，观察发酵罐中一次投料的状态，若流动性良好，再次向反应罐中加入120kg壳聚糖，酶解4h，二次投料中壳聚糖酶的质量分数同样为3％，整个过程控温50℃，持续搅拌得酶解液；
步骤三、酶解液经下述处理得到壳寡糖成品，
(1)调pH：反应结束后，用浓度为40g/L的食品级氢氧化钠溶液调节pH至5.0～7.0；
(2)粗滤：将上述酶解液经纤维布过滤，去除大颗粒物等杂质；
(3)超滤：经超滤机用50um陶瓷膜过滤，除去细菌、微小颗粒、色素等；
(4)纳滤：经纳滤机(孔径为300Da)过滤除去盐，主要为钠离子、钙离子、醋酸根离子等，同时可浓缩酶解液；
(5)喷雾干燥：纳滤后的酶解液输入喷雾干燥机，进行喷雾干燥，喷雾温度160℃～180℃；
(6)包装:喷干后的壳寡糖为淡黄色粉末。在无菌条件下装入铝塑袋中，封口；
(7)杀菌：袋装壳寡糖用电子束杀菌，以保证产品的微生物指标合格；
(8)成品：杀菌后的合格产品入库，即得成品壳寡糖。
上述实施例制备得到的壳寡糖含量(2～6个聚合度的寡聚氨基葡萄糖)为75％，反应时间整体也比实施例1-3的反应时间长。
上述实施例1-3表明，在最适温度以及最佳酶含量配比时，酶促反应最快，温度过高或过低都会使反应变慢，而并不是温度越高份子碰撞越激烈，过高的温度会改变酶分子的结构，甚至使酶失活，导致反应速率下降，随着酶量的增加，还原糖的含量不再上升，导致壳寡糖得率也不再增加，因此，需选择适宜的酶量。