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小球藻破壁技术研究进展
小球藻破壁技术研究进展
钟韵山;徐仰仓;荆柏林;王晓燕
【期刊名称】《食品研究与开发》
【年(卷),期】2014(000)014
【摘要】小球藻含有丰富的营养物质，具有多种保健功能，已作为功能食品和营养强化剂应用于食品工业。
但由于小球藻的细胞壁十分坚硬，很难破碎，其内的有效成分不易释放，应用价值因此而受到了影响。
因此，破壁技术是小球藻产业的关键技术之一。
本文对现有的各种破壁技术进行了综述，并在此基础上提出一些自己的想法。
【总页数】5页(P120-124)
【作者】钟韵山;徐仰仓;荆柏林;王晓燕
【作者单位】天津科技大学海洋科学与工程学院，天津300457;天津科技大学海洋科学与工程学院，天津300457; 天津市海洋资源与化学重点实验室，天津300457;天津科技大学海洋科学与工程学院，天津300457;天津科技大学海洋科学与工程学院，天津300457
【正文语种】中文
【相关文献】
1.小球藻破壁技术及其藻片研制 [J], 何扩;张秀媛;李玉锋
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3.响应面法优化小球藻超声波破壁技术 [J], 郭锁莲;廉想;于雪;边新宇;冷晓爱;邹蒙;张万忠
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神奇的小球藻（蛋白核小球藻）（营养篇）
神奇的小球藻（蛋白核小球藻）（营养篇）日本是世界上最长寿的民族，这已经是总所周知的事实了，但是在过去20多年中，日本销量最大的健康食品是什么呢？很多人就不一定知道了，今天我们将向大家介绍这种健康食品。
它同时也是一种被称为“营养之王”和“排毒圣品”的一种神奇食品，两位诺贝尔得主曾经研究过它，美国航空航天局曾经指定它为宇航员的食品，养生局说它催生了一个细胞养生的新概念，那它到底是什么呢？它就是小球藻。
何为小球藻？医学博士营养医学专家Michael Roseribaum：小球藻是一种水藻，水藻是一种植物，绿色植物，它含有叶绿素，能自己产生养分，小球藻是单细胞水藻，只能在显微镜下才能看见，就那么小，但生存力极强。
小球藻最早是1890年由一名研究人员发现的，那是很久以前的事了，但之后没受到太多关注，到了1930至1940年代，日本和德国开始对小球藻产生出浓厚兴趣，他们想找到为大量的人口制造出蛋白质和食品的方法，且成本要低。
美国先进医学中心创始人及医疗主任Mark Drucker：德国科学家奥托·瓦伯格（Otto Warburg）和美国加州大学伯克利分校科学家梅尔文·卡尔文（Melvin Calvin）对小球藻产生了浓厚兴趣，因为它快速生长的能力，使得这两位科学家都因对植物的研究而获得了诺贝尔奖。
在他们的研究基础上，其他机构也出于为世界提供粮食的原因开始对小球藻感兴趣，洛克菲勒基金会、卡内基梅隆大学、斯坦福大学和加州大学伯克利分校都开始研究小球藻，因为它是一种植物，营养价值极高，他们把它当作一种能养活人类的食物来源。
医学博士营养医学专家Michael Roseribaum：此后不久，生产出了面向公众的商用小球藻产品。
小球藻的营养价值：医学博士营养医学专家Michael Roseribaum：小球藻首先是一种极佳的食物，营养价值特别高。
事实上，假设你处于一个没有其他食物可以依赖，而只有小球藻的生存环境之下，你仅仅靠小球藻就可以生存。
利用超声波辅助同时提取微拟球藻蛋白和膳食纤维的方法(一)
利用超声波辅助同时提取微拟球藻蛋白和膳食纤维的方法(一)利用超声波辅助同时提取微拟球藻蛋白和膳食纤维背景介绍微拟球藻是一种富含蛋白质和膳食纤维的海洋生物，被广泛应用于食品、医药和农业等领域。
传统的提取方法需要进行多步骤的分离和纯化，费时且影响产量和质量。
因此，发展一种高效、简便的提取方法十分必要。
超声波提取法超声波提取法是一种非常强力的物理方法，能够通过产生高频振动使微拟球藻细胞破裂，从而使蛋白质和膳食纤维释放出来。
该方法具有快速、高效、节省成本等优势。
实验材料•微拟球藻•超声波处理器•乙醇•氯仿实验步骤1.将微拟球藻加入到超声波处理器中。
2.使用适当的温度和时间处理微拟球藻，使其细胞破裂。
3.将处理后的微拟球藻离心并收集上清液。
4.将上清液中的蛋白质和膳食纤维分别使用乙醇和氯仿进行分离纯化。
结论采用超声波法提取微拟球藻蛋白质和膳食纤维是一种高效、快速、低成本的方法。
该方法对提高微拟球藻的产量和质量具有重要意义，可以广泛应用于食品、医药和农业等领域。
实验优化超声波处理参数的优化超声波处理器参数的优化对提高微拟球藻蛋白质和膳食纤维的提取率和质量至关重要。
在进行实验之前需要对超声波处理器的温度、振幅和时间进行优化。
•温度：在实验过程中，应该控制超声波处理器温度，防止蛋白质和膳食纤维的部分失活，建议控制在50℃以下。
•时间：通常情况下处理时间越长，微拟球藻的细胞破裂越彻底，但是时间过长也会将一些有用的蛋白质和膳食纤维破坏掉。
建议控制在30分钟以内。
•振幅：超声波处理器的振幅决定了细胞破裂效果的大小，振幅越大，细胞破裂越完全，但是会对蛋白质和膳食纤维的质量造成影响，因此需要进行优化。
分离纯化方法的优化分离纯化方法的优化对于提高微拟球藻蛋白质和膳食纤维的纯度和产量至关重要。
•乙醇沉淀：可以快速提取样品中的水溶性蛋白•氯仿沉淀：适用于提取亚细胞膜、细胞质基质等非水溶性物质结论综合来看，采用超声波法辅助提取微拟球藻蛋白质和膳食纤维是一种高效、简单、低成本的方法，同时，还需要对超声波处理参数和分离纯化方法进行优化，从而提高微拟球藻蛋白质和膳食纤维的提取率和质量，为微拟球藻的产业化应用提供了新的思路和方法。
211188552_超声辅助酶改性小球藻蛋白工艺优化及其乳化特性的分析
杨清馨，刘少伟，韩莉君. 超声辅助酶改性小球藻蛋白工艺优化及其乳化特性的分析[J]. 食品工业科技，2023，44（10）：219−227.doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2022080075YANG Qingxin, LIU Shaowei, HAN Lijun. Optimization of Ultrasound-Assisted Enzyme Modification Process of Chlorella Protein and Analysis of Its Emulsification Properties[J]. Science and Technology of Food Industry, 2023, 44(10): 219−227. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2022080075· 工艺技术 ·超声辅助酶改性小球藻蛋白工艺优化及其乳化特性的分析杨清馨，刘少伟*，韩莉君（华东理工大学食品科学与工程系生物反应器工程国家重点实验室，上海 200237）摘 要：本文以小球藻蛋白为研究对象，探究了超声辅助酶改性条件优化及改性后乳化特性的变化。
选择超声时间、超声功率、酶添加量、酶反应时间为考察因素，使用层次分析法对乳化活性、乳化稳定性和乳析指数分别赋予权重，并以综合加权得分为响应值，采用四因素三水平的响应面法探究超声辅助酶改性小球藻蛋白乳化特性的最佳改性条件。
结果表明，最佳改性工艺条件为：超声时间31 min 、超声功率209 W 、酶添加量3.1%、酶反应时间3 h 。
在此优化条件下，乳化性能的最佳评分可以达到98.99，与预测值接近。
同时，改性小球藻蛋白的溶解性和起泡性与原蛋白相比分别提高了68.30%和49.44%，但持水性和持油性的改善效果并不明显。
破壁有机蛋白核小球藻片的主要成分和注意事项
将电厂三重体引入我们破碎的墙壁有机蛋白核心氯菌片中—氯菌粉，有机植物蛋白，以及破碎的墙壁氯菌提取物中！想象一下：氯草胺粉就像超级英雄一样，用叶绿素，蛋白质，维生素，和矿物质爆发，准备用所有好的东西给你的身体加油。
有机植物蛋白质呢？这就像忠诚的侧翼，提供基本的氨基酸来支撑你的肌肉，帮助他们生长和修复。
最后但并非最不重要的是，破墙的Chlorella用它的生物活性磅抽取闪烁物，发挥它的魔法，以潜在地击退那些麻风自由基，并保持炎症
在潜伏。
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你的身体，而且还能为你的日常健康日常带来很多乐趣。
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"当你服用那些破碎的壁状有机蛋白核心氯菌片时，一定要坚持使用经过修正的剂量，这样你就不会觉得很恶心。
服用过多的氯草胺会搅乱你的消化，并导致血肿和恶心之类的东西。
如果你对氯菌或其他种类
的藻类过敏，最好避开这些药片以避免反应不良。
最好先去医生那里
检查一下然后再把这些氯草胺药片加入你的常规，特别是如果你怀孕，哺乳，服用其他药物，或者处理任何健康问题。
”
断壁有机蛋白核心氯菌片代表一种营养密集的供品，结合氯菌粉、有
机植物蛋白和断壁氯菌提取物，以提供重要的营养和潜在的健康优势。
然而，在消费这种补充剂时必须保持节制，如果出现任何与过敏、药
物相互作用或具体健康状况有关的关切，必须寻求专业交流。
一种蛋白核小球藻中提取小球藻生长因子的方法[发明专利]
![一种蛋白核小球藻中提取小球藻生长因子的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/91d255cb2f60ddccdb38a06e.png)
专利名称：一种蛋白核小球藻中提取小球藻生长因子的方法专利类型：发明专利
发明人：李悦明,徐建春,徐炳政,李娜,韩萍
申请号：CN202011178537.9
申请日：20201029
公开号：CN112110996A
公开日：
20201222
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种蛋白核小球藻中提取小球藻生长因子的方法，属于生物制品技术领域。
该方法包括：首先对蛋白核小球藻进行机械破壁，得破壁小球藻粉；然后向破壁小球藻粉中加入水搅拌均匀，进行恒温水浴加热，破碎细胞得小球藻混合液；将小球藻混合液进行离心分离，取含有小球藻生长因子的上清液；对含有小球藻生长因子的上清液进行提取，将该上清液置于透析袋中，然后置于装有水的容器中进行透析，收集透析袋中的溶液，得透析液；最后，将透析液进行喷雾干燥处理，即得小球藻生长因子。
本发明方法通过热提取法破碎细胞，经离心、透析、干燥后制成小球藻CGFF 粉末，此工艺流程简单，经济环保。
申请人：青岛科海生物有限公司
地址：266400 山东省青岛市黄岛区三沙路3316号
国籍：CN
代理机构：青岛智地领创专利代理有限公司
代理人：张红凤
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蛋白核小球藻简易有效的超声波破壁技术摘要：[目的]蛋白核小球藻 (Chlorella pyrenoidosa) 生长快、光合作用强、富含蛋白质和油脂等化合物, 可广泛应用于食品、和生物能源等行业。
建立简易、安全和高效的藻细胞破壁技术是蛋白核小球藻等微藻高值天然化合物萃取及其商业化生产的关键环节之一。
[方法]本文以蛋白核小球藻为试材, 以细胞破碎率和油脂得率为指标, 对超声波破壁法的条件 (藻液体积、藻细胞含水量等) 和参数 (功率、时间、温度等) 进行系统优化。
[结果]结果表明, 超声波破壁最佳条件和参数为:室温25℃, 湿藻液pH5, 藻细胞含水量20%～50%, 超声波输出功率250 W, 处理时间为15min, 和处理量每次120mL。
依此条件和参数进行处理, 蛋白核小球藻破壁率达94.8%, 油脂萃取率达40.1%。
[结论]这一优化的超声波破壁方法简便高效、成本低, 对后续产品加工无负影响, 为建立蛋白核小球藻高值天然产物的规模化生产工艺提供了科学依据。
关键词：蛋白核小球藻; 超声波; 细胞破壁; 油脂萃取;Abstract：[Objective]Chlorella pyrenoidosa, a species of green algae with rapid growth rate, strong photosynthesis, and high content of both protein and lipid, has been widely investigated and recognized as a value-added product with remarkable pharmacological and biological qualities.One of the key steps of the extraction and commercialization of high-value natural products from Chlorella sp was to develop a simple, safe and efficient technique to break down cell wall.[Methods]In present study, Chlorella pyrenoidosa was used as the test microalgal materials, and lipid productivity and cell disruption rate were employed as the assay index to evaluate the cell disruption efficiency of different cultivation conditions including various algae volume, algal cell moisture, etc.and parameters such as ultrasonic power, treat time, and temperature, etc.by ultrasonic treatment.[Results]The results showed that optimal conditions and parameters for cell disruption by ultrasonic treatment were determined as room temperature at 25℃with wet algae pH value a t5;algae cell water content was 20%～50%, and ultrasonic output power at 250 W with treatment time and volume at 15 min and 120 mL, respectively.Under such conditions and parameters, the cell broken rate and lipid extraction rate of Chlorella pyrenoidosa were reached up to 94.8% and 40.1%, respectively.[Conclusion]This optimized ultrasonic treatment method is regarded as simple, efficient, low-cost, and moreover, no negative impact on the processing of subsequent products.The present data provided a scientific basis forthe establishment of a large-scale production system for high-value natural products from Chlorella pyrenoidosa.Keyword：Chlorella pyrenoidosa; Ultrasonic treatment; Cell wall disruption; Oil extraction;微藻是一类能光自养的单细胞或多细胞群体藻类, 生长速度快、单位面积生物质产量高, 特别是一些微藻能高水平合成积累油脂, 可用于生产食用油、工业用油和生物柴油。
微藻光合作用还可以吸收并有效利用大量工业废气中的CO2及氮化物, 可用于生物减排和治理环境污染[1]。
此外, 微藻细胞还能合成积累多种化合物, 亦可用来生产具有高附加值生物基产品, 如脂肪、多糖、色素、抗氧化剂、虾青素、优质蛋白质、不饱和脂肪酸、维生素等多种营养及生物活性物质, 这些化合物已广泛应用于化妆品、药物、食品、农业以及化学工业等多个领域[2]。
蛋白核小球藻 (Chlorella pyrenoidosa) 是一种球形单细胞淡水藻类, 光合效率高、繁殖能力强, 分布范围广, 分类上为绿藻门、小球藻属[3]。
蛋白核小球藻不仅含有丰富的蛋白质、氨基酸、不饱和脂肪酸、叶绿素、多种维生素和矿物质等营养物质[4], 且含有大量的油脂, 既可用于食品、医药、饲料等行业, 还可以用于生产生物柴油等。
尤其是蛋白核小球藻营养成分全面均衡, 被誉为完美的天然营养食品[5]。
几年来, 蛋白核小球藻规模化养殖联产健康食品等产业化发展迅速、市场需求日益增加。
然而, 蛋白核小球藻具有坚韧的细胞壁结构, 制约着细胞内储存的蛋白质、油脂、藻多糖等营养物质有效萃取和产品加工[6]。
未破壁的全藻细胞作为食物原料直接食用, 其营养成分被吸收和利用率极低。
因此, 建立安全、有效的藻细胞破壁工艺是蛋白核小球藻等微藻营养及功能产品生产的关键环节之一[7]。
目前, 微藻细胞破壁的方法主要分为机械法和非机械法[8]。
非机械法如酸热法、有机溶剂和生物酶法等使用大量的化学试剂或生物酶, 不仅成本高、还会影响到萃取化合物的质量, 这些方法多用于实验室规模破壁, 不具备规模化生产的潜力[9]。
机械法破壁如超声波、研磨法等优势在于破壁较充分, 适用于各种藻类, 无污染且适用于大规模生产。
与研磨法耗时长、成本高以及仅限于实验室规模相比, 超声波破壁作为一种物理方法有明显优势, 它是利用大于20kHZ的超声波使细胞壁破碎, 耗能较低、细胞破碎均匀、物质萃取率较高、无污染, 操作简单便捷, 有望实现连续化和规模化破壁[10]。
迄今, 还没有建立应用超声波处理对蛋白核小球藻进行破壁的较完善技术工艺。
本文以本实验室分离获得的富油蛋白核小球藻藻株CP-SX05为试材, 以藻细胞破碎率和油脂萃取率为评判指标, 通过对超声波处理所涉及到的藻细胞密度(g·mL-1) 、藻细胞含水量、湿藻液pH、藻液量/体积和超声波输出功率、处理时间以及温度等参数进行优化, 以期建立蛋白核小球藻简易有效的超声波破壁方法, 为后续建立规模化微藻破壁及油脂等天然化合物萃取的高效低成本工艺奠定基础。
1、材料与方法1.1、试验材料1.1.1、藻种及培养藻种为本实验室前期分离鉴定纯化获得的一株蛋白核小球藻 (Chlorella pyrenoidosa) CpSX05, 该藻株生长速度很快, 且油脂和蛋白质含量高, 是可商业化应用的一个优良株系。
培养:本研究选出了最适合上述藻株生长和油脂积累的BG-11培养基, 其母液成分及工作液组分见表1和表2。
培养液pH为7左右, 室温23℃, 光照3 500lx, 通气条件:CO2含量为3%, 通气速率为5L·min-1, 培养9~10d。
1.1.2、试剂与仪器试剂:蒸馏水, 三氯甲烷, 甲醇, 正己烷, 石油醚, 浓盐酸, 氢氧化钠, 氯化钠, 乙醚, 浓硫酸。
仪器:AX523ZH/E精密电子天平, Jan-78磁力加热搅拌器, HY-2A调速多用振荡器, PS-100AL超声波仪, HHS-21-4电热恒温水浴锅, MLS-3 781L-PC高压灭菌锅, KH-55AS电热恒温干燥箱, BCD-539WT冰箱, ALLEGRA X-30R离心机, ALPHA 1-4LD冷冻干燥机, STARTER2100pH计, BIC-400光照培养箱, JTONE-J1-3微波炉, BC-R205C旋转蒸发仪, DHG-9 076A数显鼓风干燥箱, GCMS-QP2010Ultra气相色谱质谱联用仪, Agilent 7890B气相色谱仪。
1.2、试验方法1.2.1、油脂含量的测定取蛋白核小球藻50mL, 与正己烷1∶1混匀, 在摇床上过夜12h, 离心收集上清液, 蒸馏干燥放入烘箱烘干后称重。
油脂提取率按下式计算:油脂提取率/%=W/ (Wn×V) ×100%式中:W为提取的油脂质量/g;Wn为每毫升藻液藻粉干重/g·mL-1;V为藻液体积/mL1.2.2、 OD值测定及藻细胞计数利用可见光分光光度计测定蛋白核小球藻的OD680值, 藻细胞的个数利用血球计数板进行计数。
1.2.3、蛋白核小球藻细胞干重的测量取对数期的蛋白核小球藻的藻液, 8 000r·min-1离心5min, 倒掉上清液, 用蒸馏水重悬洗涤3次后离心弃上清, 置于冷冻干燥机中24h以后称重。
1.2.4、藻细胞破碎率计算细胞破碎率= (M-Mn) /M×100%式中:M为视野中藻细胞原始个数;Mn为经过细胞破碎后视野中藻细胞个数。