[发明专利]一种雨生红球藻细胞的超微粉碎破壁方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种藻类的破壁方法，特别涉及一种雨生红球藻细胞的超微粉碎破壁方法。

背景技术

雨生红球藻(Haematoccoccuspluvialis)是一种分布广泛的单细胞绿藻，在逆境条件下能形成厚壁孢子并大量积累多种具有生理功能的类胡萝卜素：虾青素、α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、叶黄素、隐黄素、玉米黄素、角黄素等，其中80％为虾青素及其酯类，雨生红球藻是目前已知天然虾青素含量最高的生物资源，2010年10月，卫生部批准雨生红球藻为新资源食品，利用雨生红球藻生产胡萝卜素类活性成分具有广阔的前景，但雨生红球藻孢子细胞壁厚且非常坚硬，不易破碎，会阻挡虾青素等成分的通过，只能采用一些技术将细胞进行破壁处理，同时胡萝卜素类成分，特别是虾青素在光照、高温或氧气环境下极易氧化变色，因而需要选择适宜的破壁技术。

目前研究较多的雨生红球藻破壁技术主要有匀浆法、研磨法、酶法、超声波法等，这些方法都较少应用于规模化工业生产，因而为更好地开发利用雨生红球藻资源，特别是实现细胞内功能成分的大规模工业化生产，需要一种简便高效，机械化程度高的破壁技术。超微粉碎技术是一种将各种固体物质粉碎成微米甚至纳米级粉体的技术，主要通过离心力、机械剪切力和气流冲击力等作用力，高压均质、空穴等效应，在短时甚至瞬时对物料进行破碎，并可在低温、干燥、密封的环境下实现，避免了物料中活性成分的损失和结构变化。因而该技术具有快速、高效、操作简便、可连续运行等特点，在食品、医药和化工等行业中都有广泛的应用，目前已应用于工业化生产。

但是采用现有的超声速气流粉碎方法破壁之后的雨生红球藻，在提取虾青素的时候，提取率较低。

发明内容

为了解决采用现有破壁方法对雨生红球藻破壁之后，虾青素的提取率较低的问题；本发明提供了一种雨生红球藻细胞的超微粉碎破壁方法。

本发明的技术方案：

一种雨生红球藻细胞的超微粉碎破壁方法，其步骤为：

（1）将避光冷藏的雨生红球藻孢子粉在-15~-10℃、避光条件下冷冻干燥2h；

（2）将干燥后的雨生红球藻孢子粉加入到超微粉碎设备的密闭工作腔体内；向工作腔体内通入液氮，将工作腔体内的空气排净；

（3）调整液氮的流速为0.2~0.4m/s，向工作腔体内持续通入液氮，启动超微粉碎设备，超微粉碎1-3min；

（4）在样品出口处的收集破壁后的雨生红球藻细胞粉，避光冷藏。

上述雨生红球藻细胞的超微粉碎破壁方法，优选的，液氮的温度为-197℃。

上述雨生红球藻细胞的超微粉碎破壁方法，优选的，超微粉碎设备的转速为26000r/min。

上述雨生红球藻细胞的超微粉碎破壁方法，优选的，所述雨生红球藻孢子粉的加入量为工作腔体容量的1/3至1/2。

上述雨生红球藻细胞的超微粉碎破壁方法，优选的，超微粉碎时间为1min。

上述雨生红球藻细胞的超微粉碎破壁方法，优选的，所述超微粉碎设备用不锈钢材料制成。

本发明的方法，整个破壁过程在液氮保护环境下进行。首先，在粉碎之前通入液氮将工作腔室内的空气排净，使雨生红球藻在瞬时超低温作用下变脆，提高了破壁效果。其次，在破壁过程中持续通入液氮；一方面可降低因雨生红球藻在工作腔内高速摩擦碰撞过程中产生的高温，使雨生红球藻的细胞壁始终处于较脆状态，同时避免雨生红球藻中的热敏成分被破坏；另一方面在工作腔内形成保护环境，使雨生红球藻与氧气隔离，可避免破壁后的雨生红球藻中的虾青素等生物活性成分被氧化破坏；再一方面还可以降低雨生红球藻的粘性，防止雨生红球藻粘壁。因此，采用本发明方法破壁后的雨生红球藻细胞，其活性物质的渗出率高且未被氧化，从而提高了活性物质的提取率。

本发明的方法可用于对不同类胡萝卜素含量的雨生红球藻及其孢子等进行破壁处理，从而进行虾青素、α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、叶黄素等有生理功能的胡萝卜素类活性成分的提取。

有益效果

（1）雨生红球藻的破碎率高、破碎程度高且均匀、处理时间短；

（2）有效防止虾青素等活性成分被氧气的氧化损失；

（3）有效防止热敏活性成分在破碎过程中被高温破坏；

（4）操作流程简单，操作方便，对于少量样品可一次短时处理，也可与连续设备、样品收集设备等配套，实现自动连续生产，机械化程度较高，适宜应用于工业化生产；

（5）设备运行过程中不会对样品产生污染，安全性高。

附图说明

图1，用电子显微镜观察到的未破壁的雨生红球藻细胞；