一种从钝顶螺旋藻中提取纯化藻蓝蛋白的方法技术

本发明专利技术公开了一种从钝顶螺旋藻中提取纯化藻蓝蛋白的方法，采用加盐喷雾干燥获得表面富集多糖的干螺旋藻细胞，通过盐溶剂，促进胞内藻蓝蛋白的渗出，提高藻蓝蛋白的提取率，通过对携带螺旋藻细胞的提取液进行均质，得到合适的细胞片段，使得螺旋藻细胞碎片表现出多糖微聚体的特性，在促进分相的同时螺旋藻细胞随着葡聚糖向下相迁移，从而实现藻蓝蛋白的一步法分离与纯化，最后通过聚乙二醇与盐溶剂形成双水相，进行富集纯化；最终藻蓝蛋白的提取率和纯度均得到了很大的提升。本发明专利技术操作简单，适于大规模的藻蓝蛋白提取纯化，降低藻蓝蛋白生产的成本，满足规模化应用的要求。满足规模化应用的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种从钝顶螺旋藻中提取纯化藻蓝蛋白的方法


[0001]本专利技术属于功能性成分提取的
，具体涉及一种从钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)干生物量中提取藻蓝蛋白的方法。

技术介绍

[0002]藻蓝蛋白是一种天然的色素蛋白，主要存在于蓝藻和红藻中，是美国食品和药物管理局批准的免认证颜色添加剂。由于具有抗肿瘤、抗氧化、抗炎、增强免疫力等功能活性，越来越多地被市场、工业和科学领域研究。藻蓝蛋白目前已经从各种藻类中被提取，钝顶螺旋藻被认为是一种廉价且丰富的藻蓝蛋白和多糖来源。但是，螺旋藻细胞的细胞壁很难被破坏，干燥的螺旋藻细胞壁具有更强的刚性，对于胞内蛋白的提取造成了阻碍。所以有很多研究通过改善细胞破碎工艺来提高藻蓝蛋白的提取率，目前细胞破碎主要采用：反复冻融、超声波、微波、化学试剂处理、酶解、溶胀、匀浆、超细剪切和研磨等方法。这些方法都不可避免地造成胞内其他杂质溶出，降低藻蓝蛋白的纯度，所以目前也有很多方法用于分离纯化藻蓝蛋白，例如盐析、色谱分离和萃取等。纯化前期细胞的分离会延长加工时间造成蛋白损失，不仅成本高、耗时且影响蛋白提取率，所以降低处理时间减少蛋白损失的新工艺是必要的。
[0003]双水相萃取体系是一种条件温和、处理量大、易于连续操作、环境友好型且可以保持分子生物活性的萃取技术。研究者采用磷酸钾与聚乙二醇形成的双水相通过十级逆流分配对钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)中的藻蓝蛋白进行分离纯化，纯度达到238％(Liu等人，Aqueous two
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phase countercurrent distribution for the separation of c
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phycocyanin and allophycocyanin from Spirulina platensis,2012，90:111
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117)。另外，通过三甲胺和聚乙二醇形成的双水相对钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)中的藻蓝蛋白进行纯化，纯度可增加2.1倍(Wang等人，Application of TMA
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PEG to promote C
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phycocyanin extraction from S.platensis in the PEG ATPS，2017，52:283
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294)。双水相萃取体系对藻蓝蛋白提取液进行纯化可得到理想的纯化效果。然而，传统的藻蓝蛋白纯化需要去除藻体后对提取液进行纯化，双水相纯化通常只能进行液液萃取，不能实现液固分离。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对目前从钝顶螺旋藻中进行藻蓝蛋白提取时需要去除藻体后对提取液进行纯化，双水相纯化通常只能进行液液萃取，不能实现液固分离的缺陷，提供一个新工艺来实现藻蓝蛋白的一步法分离与纯化，同时可以降低加工过程中的蛋白损失和加工成本。
[0005]本专利技术引入聚乙二醇与柠檬酸盐形成的双水相系统，并利用干燥后螺旋藻上附着的葡聚糖与聚乙二醇的相互作用力，在促进分相的同时完成藻体与藻蓝蛋白的分离。该方法能提高藻蓝蛋白的提取率和纯度，并且该方法成本低、操作简单易于放大生产。
[0006]为实现本专利技术的目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]一种从钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)中提取纯化藻蓝蛋白的方法，筛选一种低成本且高效的盐溶剂从螺旋藻中提取藻蓝蛋白，并筛选一种成相盐通过双水相实现一步法藻体分离与藻蓝蛋白的纯化。
[0008]具体包括如下步骤：
[0009]S1前处理：在喷雾干燥前的藻液中加入NaCl，以促进干燥过程中藻细胞多糖的渗出并附着在藻细胞上，有利于后期纯化中分相和细胞分离。喷雾干燥进料的藻液的固形物含量50
‑
150g/L，向藻液中加入0.5
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5％的金属氯代盐，如NaCl，KCl或MgCl2等，进口温度120
‑
180℃，出口温度60
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100℃的条件下，对新鲜螺旋藻进行喷雾干燥。
[0010]S2将喷雾干燥后的螺旋藻加入到盐溶剂中，如NaCl，KCl或MgCl2等，以液固比10
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40v/w，盐浓度20
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100g/L，pH 5
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10,浸提温度5
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25℃，转速50
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200rpm，浸提时间6
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30h下进行藻蓝蛋白提取。该盐溶剂及其提取条件的使用能够确保藻蓝蛋白最大限度的溶出，提高藻蓝蛋白的稳定性，减少提取过程中藻蓝蛋白失活造成的损失。
[0011]S3将S2所得的携带藻细胞的提取液进行均质
[0012]螺旋藻细胞表面携带多糖，合适尺寸的细胞碎片表现出多糖微聚体的特性。为了得到合适的螺旋藻细胞碎片，将携带藻细胞的提取液在转速10000
‑
40000rpm下以时间为3
‑
15s进行均质。过大的细胞碎片不能表现出微米聚合体的特性，会导致后续不易形成双相，过小的细胞碎片不能表现出聚糖的特性，导致细胞在后续分离中细胞存在于两相中，无法实现细胞的分离。
[0013]S4将均质的提取液稀释1
‑
8倍后加入成相盐，优选的成相盐为C6H5K3O7，C6H5Na3O7或C
12
H
10
Mg3O
14
，以及分子量为400
‑
6000的聚乙二醇。选择最优的成相盐和聚乙二醇，在相图双相区选择盐浓度8
‑
40wt％，聚乙二醇浓度15
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40wt％，藻液稀释液与双水相总体积比1：3
‑
1：7。并在温度5
‑
25℃,pH 5
‑
9，时间3
‑
24h下进行藻蓝蛋白的纯化和同步细胞分离，藻蓝蛋白在上相，藻细胞聚集于下相。
[0014]S5纯化结束后，测定上相中藻蓝蛋白的提取率和纯度。
[0015]进一步的，S1中喷雾干燥进料时藻液的固形物含量可以为50，75，100，125，150g/L，优选为75
‑
125g/L，更优选为100g/L。向浓缩的藻液中加入的NaCl浓度可以为0.5，1，2，3，4，5％，优选为2
‑
4％，更优选为3％。优选地，进口温度可以为120，130，140，150，160，170，180℃，优选为140
‑
180℃，更优选为175℃。优选地，出口温度可以为60，70，80，90，100℃，优选为60
‑
80℃，更优选为75℃。
[0016]进一步地，S2中盐溶剂优选为NaCl或KCl，更优选地为NaCl。优选地，液固比为10，20，30，40v/w，优选为10
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30v/w，更优选为20v/w。优选地，盐浓度可以为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从钝顶螺旋藻中提取纯化藻蓝蛋白的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1前处理：在喷雾干燥前的藻液中加入金属氯代盐，然后进行喷雾干燥；S2、将喷雾干燥后的螺旋藻加入到盐溶剂中，浸提藻蓝蛋白，得到带藻细胞的提取液；S3、将S2所得的携带藻细胞的提取液进行均质；均质条件为在转速10000
‑
40000rpm下以时间为3
‑
15s进行均质；S4、双水相提取将均质的提取液稀释后加入成相盐和聚乙二醇组成的双水相溶液中进行提取，所述的成相盐为C6H5K3O7，C6H5Na3O7或C
12
H
10
Mg3O
14
中的任意一种，收集上相，即得藻蓝蛋白。2.如权利要求1所述的从钝顶螺旋藻中提取纯化藻蓝蛋白的方法，其特征在于，S1中喷雾干燥时进料的藻液的固形物含量50
‑
150g/L。3.如权利要求2所述的从钝顶螺旋藻中提取纯化藻蓝蛋白的方法，其特征在于，S1中进口温度120
‑
180℃，出口温度60
‑
100℃的条件下，对新鲜螺旋藻进行喷雾干燥。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的从钝顶螺旋藻中提取纯化藻蓝蛋白的方法，其特征在于，S1中在喷雾干燥前的藻液中加入0.5
‑
5wt％的金属氯代盐，所述金属氯代...

【专利技术属性】
技术研发人员：王姊，张德智，肖海涛，王锋，
申请(专利权)人：盐池县怡健生物工程有限公司，
类型：发明
国别省市：