[发明专利]一种雨生红球藻的破壁方法

说明书

本发明涉及一种雨生红球藻的破壁方法，在避光室温条件下进行：将雨生红球藻浸泡在酸性溶液中浸泡，浸泡过程中翻料处理；然后将半纤维素和木质素充分溶出后的雨生红球藻过滤，与酸性溶液分离，并将分离后的雨生红球藻用清水多次清洗，得到干净的雨生红球藻；再使用对辊式破碎机对干净的雨生红球藻进行碾压、剪切破壁，直至粉碎时颜色变黑，得到破壁的雨生红球藻；破壁的雨生红球藻分摊开，进行干燥处理。本发明处理过程减少毒性物质污染的可能，提高最终产品的食用安全性。同时酸浸之后的溶液用于提取半纤维素和木质素等，回收废水变为工业原料，减少废水排放，绿色环保。提取到的虾青素安全性高，稳定性能好。

技术领域

本发明涉及一种雨生红球藻的破壁方法，属于藻类破壁的技术领域。

背景技术

雨生红球藻是一种生活在淡水中的单细胞绿藻，富含极大的营养价值和药用价值。例如雨生红球藻中的虾青素具有很强的抗氧化能力，同时可以抑制肿瘤，增强免疫力，在水产、保健品、化妆品和医药等领域具有广泛的应用前景。化学合成虾青素在功效、安全性稳定性等方面明显低于天然虾青素，因此大规模生产倾向于天然虾青素的提取。雨生红球藻中虾青素的含量可以达到细胞干重的3％-4％，是虾青素含量最高的微生物。但是雨生红球藻的细胞壁纤维物质含量高，质地坚韧，严重阻碍了虾青素等营养物质的提取，故对雨生红球藻的有效破壁至关重要。

当前雨生红球藻的破壁方法主要有高压均质法、酶解法、酸浸法、珠磨法等。中国专利CN104480013A中首先进行-25℃至-45℃冰晶化处理，然后使用高压均质纳米机进行超高压破壁，具有96％以上的破壁率，但是此方法对设备的要求很高，不便于长期批量化生产。中国专利CN104529851A使用纤维酶40-45℃下进行破壁处理，条件控制较为严格，且酶解后产生大量废水，很难实现绿色工业化生产。中国专利CN105859601A使用强酸HCl进行破壁处理，但是会产生大量酸性废水，同时强酸对虾青素的质量可能会产生影响。中国专利CN109369485A 中使用珠磨机进行破壁处理，大量溶剂使用旋转蒸发仪回收，后处理不便，难以实现工业化。

发明内容

为了解决上述现有的雨生红球藻破壁技术操作复杂、溶剂用量大、所需设备要求高，条件苛刻，难以实现绿色的工业化生产的技术问题，本发明提供一种雨生红球藻的破壁方法，实现操作简单、环境友好、条件温和的破壁方法，便于进行工业化破壁生产，其具体技术方案如下：

一种雨生红球藻的破壁方法，在避光室温条件下进行以下操作步骤：

步骤一：酸预处理：将雨生红球藻浸泡在酸性溶液中，浸泡过程中翻料处理，酸性溶液中的H⁺离子与水结合形成水和氢离子(H₃O⁺)，使雨生红球藻细胞壁中的半纤维素和木质素中的酯键、糖苷键选择性水解，同时将半纤维素和木质素溶出，使细胞壁结构疏松，便于后期的破壁处理；

步骤二：分离和清洗：将半纤维素和木质素充分溶出后的雨生红球藻过滤，与酸性溶液分离，并将分离后的雨生红球藻用清水多次清洗，得到干净的雨生红球藻；

步骤三：剪切破壁处理：使用对辊式破碎机对步骤二得到的干净的雨生红球藻进行碾压、剪切破壁，直至粉碎时颜色变黑，得到破壁的雨生红球藻；

步骤四：后处理：破壁的雨生红球藻分摊开，进行干燥处理。

进一步的，所述步骤一中的酸性溶液为乳酸、醋酸、苹果酸中一种或任意种组合的水溶液。

进一步的，所述步骤一中的酸性溶液的浓度为5％-20％。

进一步的，所述步骤一雨生红球藻和酸性溶液的料液体积比为1:3-5。

进一步的，所述步骤一的浸泡过程为60min-180min。

进一步的，所述步骤三中使用的对辊式破碎机转向为相向，高速辊子转速为 600-1000rpm，差速30％-60％，辊子间距为0.5-5mm，粉碎循环20-40次。