[发明专利]雨生红球藻的破壁方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种淡水藻细胞壁的破碎方法，具体是涉及从雨生红球藻(Haematococcus pluvialis H)中获得最大破孢率及虾青素产率的细胞壁破碎方法。

背景技术

虾青素(Astaxanthin)是一种广泛存在于自然界中的酮式类胡萝卜素，具有很好的着色功能，在三文鱼、鲑鱼、甲壳类动物、磷虾等水产动物中分布广泛，但水产动物本身无法合成虾青素，因此虾青素在水产饲料添加剂方面有重要的应用价值。此外，虾青素具有“超级维生素E”之称，其抗氧化性能是维生素E的500倍。虾青素极强的抗氧化性和清除自由基能力使其对人类身体的健康起着重要的作用，可有效防止组织、细胞和DNA被氧化损伤^[1]。超强的抗氧化能力、多样的生物活性以及艳丽的红色赋予了虾青素在水产、家禽养殖、食品、保健品、化妆品和医药等行业广泛的应用前景和市场潜力。

目前市场上的虾青素，大部分是化学合成的，化学合成虾青素过程复杂，且结构与天然虾青素不同，在动物体内不能转化成天然的反式结构，吸收效率较低^[2]。随着天然虾青素的推广，人们越来越关注天然虾青素的功效。天然虾青素有三大类来源，分别是甲壳类动物中提取、红发夫酵母发酵生产以及雨生红球藻培养生产。甲壳类废弃物具有地域性限制及提取过程存在有机溶剂残留等问题，因此没有得到广泛应用。红法夫酵母是应用较多的虾青素生产菌种，易于实现高密度发酵，但是红法夫酵母的虾青素含量很低，无法满足产业化生产的需求。雨生红球藻是近年来被研究最多也是应用最广泛的一种，其体内的虾青素含量可达细胞干重的3.0％左右，最高可达4％，是虾青素含量最高的微生物，被看作是天然虾青素的“浓缩品”^[3]，其虾青素的积累速率和生产总量较其它绿藻高，且所含虾青素及其酯类的配比与水产养殖动物自身配比极为相似，这是通过化学合成和利用酵母菌等提取的虾青素所不具备的优势。因此，雨生红球藻被公认为是自然界中虾青素的最佳来源之一。

利用雨生红球藻生产虾青素引起了当前许多科研工作者的兴趣。目前主要研究内容集中在藻种诱变、培养条件优化、培养基成分和浓度优化、胁迫条件优化、虾青素分析的方法研究、提取工艺优化等几方面。但是如何获得最大细胞破碎率及虾青素提取率方面还有待研究，故本试验从破碎条件优化入手，寻求最优雨生红球藻破碎方法。细胞破碎常用的方法有酶解法、化学渗透法、高压匀浆法、超声破碎和高速珠磨法等。雨生红球藻中虾青素的提取一般采用物理的方法，以避免生物试剂和化学物质参入虾青素中，增加分离和纯化的难度。工业上多采用匀浆器，常用方法有单罐多次重复萃取和索氏提取法。专利CN 101381337A采用气流粉碎破壁，破壁率约为90％。专利CN 102012363A采用高压均质机在80～90Mpa(约13KPSI)压强下破壁。万庆家等^[4]采用200～300Mpa(约40KPSI)超高压进行破壁，破壁率高。姜玲等^[5]研采用超声破碎，提取率高，但需结合酸加热的方式，导致提取过程复杂。

参考文献：

[1]魏东,严小君.天然虾青素的超级抗氧化活性及其应用[J].中国海洋药物,2001,82:45-50.

[2]Bowen J,L.S.Comparison of astaxanthin accumulation in rainbow trout(Oncorhvnchus mvkiss)fed algal and synthetic astaxanthin.Abstracts of the 12th.Intemational Carotenoid Symposium[J].Cairus,Australia,1999:201-208.

[3]蔡明刚,王杉霖.利用雨生红球藻生产虾青素的研究进展[J].台湾海峡,2003,22(4):537-544.

[4]万庆家，饶高雄，史晓晨等.超高压一步法萃取雨生红球藻孢子中虾青素工艺研究[J].辽宁中医药大学学报,2010,12(11):24～25.

[5]姜玲,董庆霖,邢向英等.雨生红球藻细胞破碎的工艺优化[J].食品研究与开发,2010,31(7):72～75.

发明内容

本发明的目的在于提供操作简单、破壁效果好、使用范围不同的雨生红球藻的破壁方法。

所述雨生红球藻可购自中国科学院野生生物种质库——淡水藻种库；地址：武汉珞珈山东湖南路7号中科院水生生物研究所淡水藻种库；电话：027-68780871。