[发明专利]一种藻类细胞的破碎方法

说明书

技术领域

本发明涉及藻胆蛋白提取领域，具体设计一种藻类细胞的破碎方法。

背景技术

藻胆蛋白是藻类特有的捕光色素蛋白，主要包括藻蓝蛋白、藻红蛋白和别藻蓝蛋白3类。藻类适应性强，养殖成本低，适宜规模化生产，被联合国粮农组织推荐为人类明天最理想的食品。藻胆蛋白用途极为广泛，可作为天然色素应用于食品、化妆品、染料等工业，又可制成荧光试剂，用于临床医学诊断和免疫化学等研究领域中，同时藻胆蛋白具有抗氧化、提高机体免疫力和抗肿瘤等重要生理功能，是保健品及药品等的重要资源。

对于藻胆蛋白的提取包括细胞壁破碎和藻胆蛋白纯化两个阶段，其中对于细胞壁破碎所采用的方法众多，但这些方法都存在不同程度缺陷，具体分析如下：

(1)机械破碎法：包括超声波破碎法、研磨法；该类方法的缺点是适用于实验室规模，工业化困难，而且超声处理会产生局部高温，破碎过程需在冰浴中进行；

(2)物理破碎法：包括冻融法、液氮研磨法；该类方法的缺点是适用于实验室规模，工业化困难，冻融法破碎时间需长达20小时左右；

(3)化学渗透法：包括SDS溶液提取法、CaCl₂提取法、细胞溶胀法、纤维素酶提取法；该类方法的缺点是破碎时间长，容易降低蛋白活性，并且提取液中增加了新的物质化学物质，增加了藻胆蛋白后续纯化操作的难度。

因此，有必要提供一种破碎时间短、不会产生二次污染、处理效率高的、能够工业大规模应用、绿色环保的藻类细胞破碎方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的缺陷，提供一种破碎时间短、不会产生二次污染、处理效率高的、能够工业大规模应用对藻类细胞破碎的方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种藻类细胞的破碎方法，其是将藻类置于针板电晕放电器中，然后进行高压脉冲放电处理。

上述方案中以及采用，高压脉冲等离子体放电技术对藻细胞进行处理。高压脉冲等离子体放电技术因其处理效率高、无选择性，不产生二次污染等优点，广泛应用于各领域。目前，在生物、化学领域，高压脉冲等离子体放电技术主要集中废水处理的研究，尤其在处理含酚废水、染料废水以及水体杀菌等方面。本发明中利用高压脉冲等离子体放电技术对藻细胞进行处理，由于高压脉冲等离子体放电技术是一种集光、电、化学氧化于一体的高级氧化过程，高压电场对介质放电，强的电场在放电空间形成特定的等离子体通道，同时还伴随紫外辐射，水体电导率、电极腐蚀对放电都有影响，引起放电状态的不稳定，水面上方，气相放电，产生·O、O₃、O^-、·N以及高能电子等活性物质，在电场力、浓度梯度和电子风的共同作用下，可以直接进入液体，在水中扩散，并与水作用，产生强氧化性的·OH，从而引起水中一系列物化反应和生物反应。复杂的放电现象可以破坏物体的化学结构或生理结构，针对藻类，可以在其细胞壁上打洞，破碎细胞，达到提取细胞内容物的目的。从而实现短时间内对藻细胞进行高效破碎，且不会产生二次污染，只要设计出相应反应器，可以进行大规模操作，绿色、环保、节能。

在实现本发明目的的基础上，通过大量实验和数据分析，优选按如下实施方案作为优选实施方案，以取得最佳的藻细胞破碎效果

优化方案为：

高压脉冲放电处理采用针板电晕放电法进行；

针板电晕放电法施加的电压为8～12kV、频率为50Hz；

针板电晕放电法的处理时间为1～10min。

具体实施方式

以下通过具体实施方式来对本发明作进一步说明，但其不应理解为对本发明保护范围的限制。

实施例1

针板电晕放电法：称取一定量的藻粉溶于去离子水，置于反应器中采用针板电晕放电法进行处理，控制输出电压分别为8、10、12kV，放电时间分别为1、3、5、10min，频率为50Hz；

其他方法：另外分别取相同量的藻粉分别利用低浓度CaCl₂提取法、SDS提取法、细胞溶胀法、纤维素酶提取法、反复冻融法、液氮研磨法、针板电晕放电法、超声波破碎法进行细胞破碎处理；

对针板电晕放电法和其他方法进行早细胞破碎处理的结果进行记录和统计，具体结果如表1所示：

表1为不同方法进行藻细胞破碎处理的结果