[发明专利]一种微藻细胞中代谢产物的萃取系统及方法

说明书

本发明涉及一种微藻细胞的萃取系统及方法，属于微藻萃取技术领域。所述系统依次连接的至少两级萃取分离单元，所述萃取分离单元包括依次连接的低渗液萃取室、真空分离室，微藻细胞依次经过第一级萃取分离单元中的低渗液萃取室、真空分离室后，再进入第二级萃取分离单元中的低渗液萃取室、真空分离室。本发明利用微藻细胞代谢响应机理的生态特征，在保证微藻细胞活性和生物相对稳定的同时，从微藻细胞中萃取代谢产物的混合液，并设计了配套的装置，大幅度提高了微藻细胞的采收和萃取效率，显著降低了微藻细胞中代谢产物的生产成本。

技术领域

本发明涉及微藻的萃取技术领域，尤其涉及一种能够实现对微藻细胞中代谢产物进行多级萃取的系统。

背景技术

微藻是一种在自然环境中广泛分布的自养植物，不仅可以通过光合作用，合成油脂、蛋白质、甘油葡萄糖苷等高附加值的化合物，而且，由于光合效率高、生长快、单位亩产高等特点，被国际粮农组织认为是可能的人类未来最重要粮食资源之一。

然而，目前从微藻中提取代谢产物的主要手段是利用乙醇溶液的渗透或破壁萃取手段，如中国专利申请CN 103937604 A公开了一种提取微藻中油脂的方法，提取微藻中油脂的方法采用混合醇作为萃取溶剂，由于甲醇具有良好的穿透性，能够在常温下轻松的穿透细胞壁和细胞膜，从而进入细胞内进行油脂的提取。然而，正是由于醇具有很好的细胞壁渗透性，可以很好的穿过细胞壁或溶解细胞膜，从而使微藻代谢产物溶入乙醇中，但这种萃取分离的技术将使微藻内部组织结构因破坏而死亡，导致微藻无法实现循环培养和再提取循环操作。

中国专利CN 205462598 U公开了一种微藻油脂萃取用破碎装置，包括罐体和通过法兰连接与罐体上的端盖，端盖上通过支架安装有电机，电机的转轴端穿过端盖连接有超声波发生装置，超声波发生装置下端连接有探头，探头为锥形结构，通过伺服电机带动活动板向上运动，从而使得探头与微藻充分接触，同时探头设置成锥形，大大提高了破碎效率。然而，采用破壁方式萃取分离后得到的微藻废弃物更是一种环境治理负担，尤其对于微藻细胞中甘油葡萄糖苷(Glucosylglycerol，简称GG)的提取，GG是一类由甘油分子和葡萄糖分子通过糖苷酶反应链接而形成的糖苷类化合物，GG除作为食品的风味物质外，还在皮肤保湿、抑制糖代谢和保持蛋白稳定性方面，具有特别的功效，其在食品、化妆品、医药品等的制备领域中得到了广泛的应用，这导致产生了大量的废弃的微藻细胞，其后处理成了企业生产的一大难题，而且微藻细胞只能一次性使用，对微藻细胞的利用率明显过低。

综上，现有的从微藻中代谢产物的提取方法仍然存在对微藻的利用率低、无法实现微藻的循环培养和再提取等问题，因此，有必要研究一种新的微藻中代谢产物(尤其是微藻中甘油葡萄糖苷)的萃取系统和方法，以期实现对微藻细胞的高效、无损伤提取，进而实现对微藻细胞的高效、循环利用。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种微藻细胞中代谢产物的萃取系统及方法。本发明利用微藻细胞代谢响应机理的生态特征，在保证微藻细胞活性和生物相对稳定的同时，从微藻细胞中萃取代谢产物的混合液，并设计了配套的装置，大幅度提高了微藻细胞的萃取效率，显著降低了微藻细胞中代谢产物的生产成本。

本发明的第一目的是提供一种微藻细胞中代谢产物的萃取系统。

本发明的第二目的是提供一种微藻细胞中代谢产物的萃取方法。

本发明的第三目的是提供一种三级萃取螺旋藻中甘油葡萄糖苷的方法。

为实现上述发明目的，具体的，本发明公开了下述技术方案：

首先，本发明公开了一种微藻细胞中代谢产物的萃取系统，包括：依次连接的至少两级萃取分离单元，所述萃取分离单元包括依次连接的低渗液萃取室、真空分离室，微藻细胞依次经过第一级萃取分离单元中的低渗液萃取室、真空分离室后，再进入第二级萃取分离单元中的低渗液萃取室、真空分离室。