[发明专利]一种微藻细胞破壁的方法

说明书

本发明涉及微生物技术领域，尤其涉及一种微藻细胞破壁方法。本发明提供了一种以经高压微射流处理破碎微藻细胞壁的方法，该方法不仅缩短了破碎时间，还提高了破碎率。实验表明，本发明提供方法能够在10min～20min时间内，将微藻的破碎率达到80％～88％。且以本发明提供方法制备的破壁微藻能够用于制备微藻提取物，从而提高有效成分的提取率。所述有效成分包括但不限于多糖、蛋白质、色素或脂类。例如，对藻油进行提取的效率与传统方法相比能够提高20％～30％。

技术领域

本发明涉及微生物技术领域，尤其涉及一种微藻细胞破壁方法。

背景技术

微藻是一类在陆地、海洋分布广泛，营养丰富、光合利用度高的自养植物，细胞代谢产生的多糖、蛋白质、色素、脂类等丰富营养和多种生物活性物质，使其在食品、医药、基因工程等领域具有很好的开发前景。微藻的蛋白质含量很高，粗蛋白含量超过60％，是单细胞蛋白的一个重要来源。β-胡萝卜素含量高达14％，具有着色和营养的作用。藻多糖可作为免疫佐剂增强抗原性和机体免疫功能。丰富的油脂，尤其是不饱和脂肪酸可广泛用于保健、食用和医用。从微藻中提取功效活性成分并制备加工成具有经济效益的健康产品具有很大的研究开发价值。

微藻细胞破壁是提取胞内活性成分的关键步骤，且是长期以来困扰微藻产品高值化的瓶颈问题。分析认为：微藻存在细胞小(2～20μm)，细胞壁厚的特点，它们的细胞包膜通常比其他微生物或高等植物的细胞包膜更刚性。据报道微藻细胞壁的拉伸强度可以达到9.5MPa。微藻细胞壁通常是三层结构，主要由纤维素或硅质、果胶、甘露糖、木聚糖组成，细胞壁结构坚固，很难破除，必须借助外力才能破坏。

现有的微藻破壁方法有①物理法，如高压匀浆破碎法、超声波破碎法、脉冲电场、微波破碎法、反复冻融法等；②化学法，如酸热法、化学渗透法；③生物法，如酶溶细胞破壁法等。其中，物理破碎法的破碎率达到70％左右，但物理破壁法需要消耗较大能量，产生的热降低了胞内物质如蛋白质、胡萝卜素、脂肪酸的生物活性。化学法的破碎率在60％左右，但化学法易对功能成分造成污染，后续处理工艺繁琐。而生物破壁法，反应时间长、成本高，不利于工业化生产。

可见，现有对微藻的破碎方法皆存在一定的局限性，因此，进一步开发微藻细胞壁的破碎方法仍具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种微藻细胞破壁方法，该方法破壁效率高，对功能成分无污染，无损失。

本发明提供的微藻细胞破壁方法为，微藻预培养后，经高压微射流处理，获得破壁微藻；

所述高压微射流处理的温度为20℃～30℃，时间10min～20min；压力为70MPa～200MPa，流量为20mL/min～100mL/min。

一些实施例中，压力为70MPa，流量为20mL/min，处理15min。

一些实施例中，压力为200MPa，流量100mL/min，处理20min。

一些实施例中，压力为120MPa，流量为60mL/min，处理10min。

本发明实施例中，所述预培养的温度为20℃～30℃，时间1h～2h。

一些实施例中，所述预培养的温度为20℃，时间1h。

一些实施例中，所述预培养的温度为30℃，时间2h。

一些实施例中，所述预培养的温度为25℃，时间1.5h。

本发明实施例中，所述预培养微藻的初始密度为10⁴ind/mL～10⁷ind/mL。

一些实施例中，所述预培养微藻的初始密度为10⁷ind/mL。