[发明专利]一种湖生红球藻的破壁方法

说明书

技术领域

本发明属于微藻生物技术领域，具体涉及一种藻类的破壁方法。

背景技术

湖生红球藻(Haem atococcus pluvialis)亦称血球藻，是一种单细胞绿藻，在分类学上隶属于绿藻门(Chlorophata)、绿藻纲(Chlorophyceae)、团藻目(Volvocales)、红球藻科(Haematococcaceae)、红球藻属(Haeematococcus)。

湖生红球藻的细胞壁由纤维素和果胶质分内外两层组成，胶样的物质填满了细胞壁和细胞质之间的空隙，细胞质连丝连接着细胞壁和原生质体。原生质体为卵形，前端乳头突起不与细胞壁连结，成熟的细胞乳头状突起常不明显。游动细胞具有 2 条(少数 4 条)顶生、等长、约等于体长的鞭毛，通过前端的叉状胶质伸出细胞壁。细胞核位于中央位置，有明显的核膜和核仁。伸缩泡有数个至数十个不等，并且不规则地分散在原生质体内。色素体可呈现多种形态，如杯状、网状、环状或是颗粒状。湖生红球藻的细胞幼期呈绿色，在光学显微镜下可见其细胞形态具有卵形和椭圆形两种，细胞宽 19～51 μm，长 28～63 μm，这些细胞可以游动。此时的细胞的光合作用能力很强，其内主要含有叶绿素 a、叶绿素 b、叶黄素和虾青素等。游动细胞大约经过 5 次分裂后便停止分裂，两个不再分裂的细胞失去鞭毛后开始融合，融合细胞体积增长至呈球形，细胞内开始积累虾青素，但此时细胞内主要的色素仍为叶绿素 a、叶绿素 b、叶黄素。细胞体积继续增大，湖生红球藻的光合作用效率降低，叶绿素含量维持不变，而叶黄素含量有少量增加，虾青素很快的累积后，细胞完全变红，当光合作用效率趋于最低时，虾青素含量达到最高。

虾青素（3,3’-二羟基，4，4’-二酮基，β，β’胡萝卜素），分子式为C₄₀H₅₂O₄，是一种酮式类胡萝卜素，含有两个羟基和两个酮基，其天然产物以油脂的形式存在。湖生红球藻是公认自然界中生产天然虾青素的最好生物来源，在极佳的培养条件下，湖生红球藻的虾青素含量可达3%以上，远高于红酵母和其他微生物，被看作是天然虾青素的“浓缩品”。因此利用湖生红球藻提取虾青素，具有广阔的发展前景，极具大规模工业化生产潜力，已成为各国研究的热点。

目前，国内外从湖生红球藻中提取虾青素的方法主要有超临界CO₂萃取、超声提取、微波提取、高压均质或研磨后溶剂萃取、酶解提取等，存在的主要问题为破壁效果差导致提取率低、所需设备昂贵，同时采用均质机进行破壁，破壁压力高，容易带来安全隐患，并且所需的超高压力不适宜进行工业化生产。

发明内容

为克服现有技术所存在的缺陷，本发明提供一种湖生红球藻的破壁方法，能够提高湖生红球藻的破壁效果，降低均质机的破壁压力，减少安全隐患。

本发明要解决其技术问题所采用的技术方案是：设计一种湖生红球藻的破壁方法，其特征在于按如下步骤依次进行：

1）在无菌环境中，取微藻样品加入到培养基A中培养18-25天，得到藻液；取上述藻液，按体积百分含量为11%-15%的接种量接种于培养基A中，在温度为22℃-24℃光照下的密闭培养箱中培养9-13天，得到藻液A；

2）将得到的藻液A以无菌水按一定倍数进行稀释，将稀释后的藻液均匀涂布于液体培养基B上，在温度为25℃光照下的密闭培养箱中继续培养8-11天，得到微藻液；

3）将上述微藻液进行沉淀处理，排除上清液；

4）将排除上清液的成熟细胞收集后放置在胶体磨进行一级磨碎；

5）将一级磨碎后的细胞传送至均质机中进行破壁处理，得到破壁的湖生红球藻。

将破壁后的湖生红球藻用有机溶剂在一定温度下搅拌提取，过滤，滤液浓缩，回收溶剂，得到虾青素。

步骤1）中所述的培养基A为NBBM培养基。

步骤2）中所述的液体培养基B按重量份数包括0.2-1.3份硝酸钠、0.02-0.08份硫酸镁、0.03-0.07份磷酸氢二钾、0.01-0.045份氯化钙、0.02-0.05份碳酸钠、0.004-0.0092份柠檬酸、0.004-0.0092份柠檬酸铁铵、0.0006-0.0009份乙二胺四乙酸、0.006-0.009份微量元素、6-50份葡萄糖。

步骤2）中所述的一定倍数是10^-1、10^-2、10^-3、10^-4。

所述的有机溶剂为乙醇、乙酸乙酯或丙酮中的一种或几种。