基于超細(xì)剪切細(xì)胞破壁技術(shù)的藻藍(lán)蛋白提取工藝

俞建峰 ，傅 劍 ，馬 瀟 ， 崔政偉 ，饒 豐

(1.江蘇省食品先進(jìn)制造裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江南大學(xué)，江蘇 無(wú)錫 214122；2.江南大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，江南大學(xué)，江蘇 無(wú)錫 214122；3.常州工學(xué)院，電氣與光電學(xué)院，江蘇 常州 213022）

基于超細(xì)剪切細(xì)胞破壁技術(shù)的藻藍(lán)蛋白提取工藝

俞建峰1，2，傅 劍1，2，馬 瀟1，2， 崔政偉1，2，饒 豐3

(1.江蘇省食品先進(jìn)制造裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江南大學(xué)，江蘇 無(wú)錫 214122；2.江南大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，江南大學(xué)，江蘇 無(wú)錫 214122；3.常州工學(xué)院，電氣與光電學(xué)院，江蘇 常州 213022）

為解決目前藻藍(lán)蛋白提取工藝效率低下問(wèn)題，采用超細(xì)剪切技術(shù)進(jìn)行螺旋藻細(xì)胞破壁，為藻藍(lán)蛋白工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。采用單因素試驗(yàn)方法，研究螺旋藻液料比、硫酸銨飽和度、剪切時(shí)間3種工藝參數(shù)對(duì)藻藍(lán)蛋白得率的影響，并結(jié)合響應(yīng)面試驗(yàn)方法對(duì)上述3種工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化?；诔?xì)剪切技術(shù)的藻藍(lán)蛋白提取最佳工藝為：液料體積質(zhì)量比30mL/g，硫酸銨飽和度為50%，剪切時(shí)間為15min，在此條件下得到的藻藍(lán)蛋白得率為12%。

螺旋藻；藻藍(lán)蛋白；超細(xì)剪切；響應(yīng)面分析

近年來(lái)，從藻細(xì)胞中分離出大量的蛋白質(zhì)類生物活性物質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域。藻藍(lán)蛋白為藍(lán)色粉末，無(wú)毒，溶于水，不溶于醇和油脂。藻藍(lán)蛋白品質(zhì)等級(jí)分為食品級(jí)、反應(yīng)級(jí)和分析級(jí)。純度為0.7左右的食品級(jí)藻藍(lán)蛋白可以作為天然食用色素，純度為3.9左右的反應(yīng)級(jí)藻藍(lán)蛋白具有抗癌、促進(jìn)血細(xì)胞再生等功效，純度為4.0以上的藻藍(lán)蛋白可作為生物化學(xué)探針[1-6]。

藻藍(lán)蛋白的提取方法和螺旋藻原材料的質(zhì)量是影響藻藍(lán)蛋白純度和得率的主要因素。不同的方法被用來(lái)從藻類中分離、提純?cè)逅{(lán)蛋白，這些方法包括酶法[7]、超聲波[8]、硫酸銨鹽析、離子交換色譜分析、凝膠色譜法、膨脹床吸附、膜分離等[9]。上述方法的主要缺點(diǎn)是生產(chǎn)規(guī)模無(wú)法擴(kuò)大，耗時(shí)長(zhǎng)（4～24 h）[10]。現(xiàn)階段的藻藍(lán)蛋白的提取工藝效率低下，主要原因是細(xì)胞破壁技術(shù)阻礙了藻藍(lán)蛋白提取工藝的規(guī)?；a(chǎn)。傳統(tǒng)的細(xì)胞破壁技術(shù)有溶脹法、反復(fù)凍融法、超聲波法、研磨法等方法[11-13]，尚未見(jiàn)關(guān)于螺旋藻超細(xì)剪切細(xì)胞破壁的文獻(xiàn)報(bào)道。作者是基于超細(xì)剪切破壁方法，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)改變液料體積質(zhì)量比、硫酸銨飽和度、剪切時(shí)間3種工藝參數(shù)，利用響應(yīng)面分析方法探究超細(xì)剪切技術(shù)在藻藍(lán)蛋白提取過(guò)程中應(yīng)用的可行性和有效性。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

螺旋藻干粉：購(gòu)于西安禾一生物技術(shù)有限公司；TGL-16C臺(tái)式離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠產(chǎn)品；UV1800紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：日本島津公司產(chǎn)品；精密電子天平：奧豪斯國(guó)際貿(mào)易（上海）有限公司產(chǎn)品；食品超細(xì)剪切機(jī)：南昌贛康寶工貿(mào)有限公司產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 藻藍(lán)蛋白提取工藝 藻藍(lán)蛋白的提取工藝主要包括：螺旋藻破壁和藻藍(lán)蛋白的分離純化，從螺旋藻破壁方法出發(fā)，探究一種基于超細(xì)剪切破壁技術(shù)的藻藍(lán)蛋白提取方法。作者采用的螺旋藻提取工藝過(guò)程如下：

螺旋藻干粉→浸泡溶解→超細(xì)剪切破壁→離心取上清液→硫酸銨鹽析→離心取沉淀→緩沖液溶解→純度較高的藻藍(lán)蛋白。

1.2.2 藻藍(lán)蛋白得率 藻藍(lán)蛋白的質(zhì)量濃度按照Bennett[14]的方法計(jì)算：

式中，PC為藻藍(lán)蛋白濃度，mg/mL；Y為藻藍(lán)蛋白的得率，%；A620為樣品在波長(zhǎng)為620 nm處的吸光度；A652為樣品在波長(zhǎng)為652 nm處的吸光度；V為溶液體積，mL；n為稀釋倍數(shù)；DB為螺旋藻粉質(zhì)量，g。

1.2.3 紫外可見(jiàn)光光譜分析 為了測(cè)定藻藍(lán)蛋白的得率，需提取藻藍(lán)蛋白溶液，使用UV-1800紫外分光光度計(jì)進(jìn)行吸收光譜全波長(zhǎng)掃描，測(cè)得其在不同波長(zhǎng)下的藻藍(lán)蛋白的吸光度。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì) 超細(xì)剪切細(xì)胞破壁技術(shù)的提取過(guò)程中，影響藻藍(lán)蛋白提取得率的主要有液料體積質(zhì)量比、硫酸銨飽和度和剪切時(shí)間。為了探究各因素分別對(duì)藻藍(lán)蛋白提取得率的影響，應(yīng)進(jìn)行單因素試驗(yàn)：以液料體積質(zhì)量比（10、15、20、25、30、35 mL/g）、硫酸銨飽和度（0、20%、30%、40%、50%、60%）和剪切時(shí)間（5、10、15 min）作為自變量，以藻藍(lán)蛋白的提取得率作為因變量，也就是試驗(yàn)指標(biāo)。

1.3.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì) 基于單因素試驗(yàn)的結(jié)果，采取響應(yīng)面Box-Benhnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。選取了液料體積質(zhì)量比（X1）、硫酸銨飽和度（X2）、剪切時(shí)間（X3）3 個(gè)因素為自變量，藻藍(lán)蛋白得率（PC）為響應(yīng)值。設(shè)計(jì)了液料比、硫酸銨飽和度、剪切時(shí)間3因素3水平的Box-Benhnken分析實(shí)驗(yàn)。其中12個(gè)水平點(diǎn)為析因?qū)嶒?yàn)點(diǎn)，最后5個(gè)為中心實(shí)驗(yàn)點(diǎn)用以估計(jì)誤差。實(shí)驗(yàn)的因素和水平分析的選取見(jiàn)表1。

藻藍(lán)蛋白的得率計(jì)算如下：

表1 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels of response surface experiment

2 結(jié)果與分析

2.1 液料體積質(zhì)量比與藻藍(lán)蛋白得率的關(guān)系

對(duì)螺旋藻采用溶脹法進(jìn)行破壁處理。稱取一定質(zhì)量的螺旋藻， 按 10、15、20、25、30 mL/g 以及 35 mL/g的比例配制螺旋藻溶液。在4℃環(huán)境下溶脹24 h，接著進(jìn)行離心處理（離心時(shí)間15 min，轉(zhuǎn)速為15 000 r/min），取離心后的上清液（藻藍(lán)蛋白的粗提取液）。采用UV-1800分光光度計(jì)對(duì)藻藍(lán)蛋白的離心液進(jìn)行吸光度檢測(cè)，測(cè)定溶液在波長(zhǎng)620 nm及652 nm處的吸光值，計(jì)算出藻藍(lán)蛋白溶液的濃度和得率。藻藍(lán)蛋白的得率實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)如圖1。

圖1 液料體積質(zhì)量比與藻藍(lán)蛋白得率的關(guān)系Fig.1 Relationship between liquid to solid ratio and yield of phycocyanin

由圖1可知，隨著液料體積質(zhì)量比的增加，藻藍(lán)蛋白的得率先增加，后逐步減少。在液料體積質(zhì)量比為10 mL/g時(shí)，藻藍(lán)蛋白得率較低，只有4.355%。當(dāng)液料體積質(zhì)量比為23 mL/g時(shí)，藻藍(lán)蛋白的得率達(dá)到最大，達(dá)到9.645%。邵明飛等也得到相似的試驗(yàn)結(jié)果，藻藍(lán)蛋白的得率是先升后降的趨勢(shì)，液料體積質(zhì)量比在20 mL/g時(shí)提取效果最佳[8]。從圖1中可以分析出，液料體積質(zhì)量比為25 mL/g和30 mL/g時(shí)，藻藍(lán)蛋白的得率在7.9%～8.22%，此時(shí)液料比對(duì)提取效果的影響不大。從以上分析可以得出，可選取20 mL/g的液料體積質(zhì)量比作為中間值，選10～30 mL/g的液料體積質(zhì)量比范圍進(jìn)行后續(xù)響應(yīng)面優(yōu)化。

2.2 剪切時(shí)間與藻藍(lán)蛋白得率的關(guān)系

對(duì)螺旋藻采用短時(shí)間溶脹后進(jìn)行超細(xì)剪切法細(xì)胞破壁處理。稱取一定質(zhì)量的螺旋藻，配制液料比為20 mL/g的螺旋藻溶液。將溶脹4 h的螺旋藻溶液分成3份，分別進(jìn)行5、10、15 min的超細(xì)剪切細(xì)胞破壁實(shí)驗(yàn)。由于實(shí)驗(yàn)條件限制，為防止長(zhǎng)時(shí)間超細(xì)剪切產(chǎn)生過(guò)熱，影響蛋白質(zhì)活性，超細(xì)剪切采用間歇工作法。超細(xì)剪切后的螺旋藻溶液進(jìn)行離心處理，取上清液進(jìn)行吸光度的檢測(cè)。由于螺旋藻需要浸泡后才可以進(jìn)行超細(xì)剪切，所以此次選取經(jīng)過(guò)8、12、24 h溶脹時(shí)間的螺旋藻溶液進(jìn)行超細(xì)剪切。螺旋藻溶液經(jīng)超細(xì)剪切破壁后，離心液中藻藍(lán)蛋白得率實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2所示。

圖2 剪切時(shí)間與藻藍(lán)蛋白得率的關(guān)系Fig.2 Relationship between shear time and yield of phycocyanin

由圖2可知，在相同的剪切時(shí)間下，隨著溶脹時(shí)間的增加，藻藍(lán)蛋白得率逐步增加。溶脹4 h后進(jìn)行超細(xì)剪切破壁，藻藍(lán)蛋白得率隨著剪切時(shí)間增加而逐漸提高；溶脹8 h后進(jìn)行超細(xì)剪切破壁，藻藍(lán)蛋白的得率隨著剪切時(shí)間的增加有明顯的增加。溶脹12 h和24 h后，剪切破壁對(duì)藻藍(lán)蛋白得率的效果不是很明顯，這是因?yàn)槿苊?12 h以上，藻藍(lán)蛋白已經(jīng)基本溶出，后續(xù)剪切破壁并不能起到提高藻藍(lán)蛋白溶液的作用。在圖2中，溶脹8 h并且剪切15 min條件下藻藍(lán)蛋白得率為8.9%；而溶脹12 h條件下的藻藍(lán)蛋白得率為9.1%，由此可見(jiàn)，超細(xì)剪切破壁能夠有效提高藻藍(lán)蛋白提取效率。依據(jù)以上分析，選取剪切時(shí)間10 min為中間值，在5～15 min范圍內(nèi)進(jìn)行后續(xù)響應(yīng)面優(yōu)化。

2.3 硫酸銨飽和度與藻藍(lán)蛋白得率的關(guān)系

鹽析法是一種基本的純化蛋白質(zhì)的方法[15]，作者采用硫酸銨作為鹽析劑。稱取一定質(zhì)量的螺旋藻，配制液料體積質(zhì)量比為20 mL/g螺旋藻溶液。溶脹8 h后，進(jìn)行離心處理，取離心后的上清液分成6份。配制飽和度為 0、20%、30%、40%、50%、60%硫酸銨溶液，分別加入離心液中進(jìn)行鹽析。生成沉淀后進(jìn)行離心操作，取沉淀，溶解沉淀進(jìn)行吸光度檢測(cè)，測(cè)定溶液在波長(zhǎng)620 nm及652 nm處的吸光值，計(jì)算出藻藍(lán)蛋白溶液的濃度和得率。藻藍(lán)蛋白的得率實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)如圖3。

圖3 硫酸銨飽和度與藻藍(lán)蛋白得率的關(guān)系Fig.3 Relationship between saturation of ammonium sulfate and yield of phycocyanin

由圖3可知，使用硫酸銨鹽析沉淀藻藍(lán)蛋白，起到了分離和提純的作用。當(dāng)硫酸銨溶液的飽和度增加時(shí)，藻藍(lán)蛋白的得率呈增加趨勢(shì)。當(dāng)硫酸銨飽和度小于50%，隨著硫酸銨飽和度的增加，藻藍(lán)蛋白的得率逐漸增加，在硫酸銨飽和度為50%時(shí)的得率為9.97%；當(dāng)硫酸銨飽和度大于50%時(shí)，藻藍(lán)蛋白的得率開(kāi)始降低。上述現(xiàn)象可能是由于添加硫酸鹽時(shí)，攪拌不均勻引起藻藍(lán)蛋白局部變性，從而導(dǎo)致得率下降?；谝陨戏治觯x取50%作為硫酸銨飽和度的中間值，并選取飽和度40%～60%的區(qū)間進(jìn)行后續(xù)響應(yīng)面優(yōu)化。

2.4 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

根據(jù)Box-Benhnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，在單因素的基礎(chǔ)上，以藻藍(lán)蛋白得率為響應(yīng)值，選取液料體積質(zhì)量比、硫酸銨飽和度和剪切時(shí)間3個(gè)因素，設(shè)計(jì)3因素3水平試驗(yàn)。液料體積質(zhì)量比的取值分別為10、20、30 mL/g；硫酸銨飽和度的取值分別為40%、50%、60%； 剪切時(shí)間的取值分別為 5、10、15 min。采用 Design-Expert.V8.0.6軟件對(duì)17個(gè)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)方案與結(jié)果如表2所示。

表2 Box-Behnken響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 2 Response surface analysis results of Box-Behnken design

序號(hào)7891011121314151617

對(duì)模型進(jìn)行了響應(yīng)面分析，建立了響應(yīng)值藻藍(lán)蛋白得率（Y）與液料體積質(zhì)量比（X1）、硫酸銨飽和度（X2）和剪切時(shí)間（X3）的多元二次回歸模型，模型如下：

表3 藻藍(lán)蛋白得率方差分析Table 3 Analysis of variance for yield of phycocyanin

由表4可以看出，藻藍(lán)蛋白得率的回歸模型的P值＜0.000 1，表明模型高度顯著。失擬項(xiàng)的P值為0.832 6＞0.05（不顯著），說(shuō)明模型擬合得很好。相關(guān)系數(shù)R2=99.55/100.55=0.99，說(shuō)明回歸方程與實(shí)際數(shù)據(jù)點(diǎn)擬合良好，能很好地反映出液料體積質(zhì)量比、硫酸銨飽和度和剪切時(shí)間對(duì)藻藍(lán)蛋白得率的影響。

結(jié)合表7方差分析的結(jié)果，可以得出在二次回歸模型中，液料體積質(zhì)量比一次項(xiàng)（X1）、剪切時(shí)間一次項(xiàng)（X2）、液料體積質(zhì)量比二次項(xiàng)（X12）對(duì)藻藍(lán)蛋白得率的影響非常顯著，料液體積質(zhì)量比和剪切時(shí)間的交叉項(xiàng)（X1X3）、硫酸銨飽和度二次項(xiàng)（X22）對(duì)藻藍(lán)蛋白得率的影響比較顯著。所以，試驗(yàn)各因素對(duì)響應(yīng)值的影響并不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。各因素對(duì)藻藍(lán)蛋白得率的影響大小順序?yàn)椋阂毫象w積質(zhì)量比＞剪切時(shí)間＞硫酸銨飽和度。

對(duì)回歸模型進(jìn)行分析得出，藻藍(lán)蛋白提取的最佳工藝條件為：液料體積質(zhì)量比為30 mL/g、硫酸銨飽和度為50%、剪切粉碎時(shí)間為15 min。此條件下藻藍(lán)蛋白提取的得率預(yù)測(cè)為12%。此優(yōu)化結(jié)果與之前實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致，進(jìn)一步驗(yàn)證了模型可信度高、擬合度好。

運(yùn)用Origin 9.0軟件作出各試驗(yàn)因素對(duì)響應(yīng)值交互影響的等高線與響應(yīng)面圖（圖4、圖5）?？梢酝ㄟ^(guò)3D曲面圖和等高線圖分析各個(gè)因素之間的交互作用。3D曲面圖越對(duì)稱，等高線圖越趨于圓形，則兩個(gè)因素間的交互作用越弱。

圖4 液料體積質(zhì)量比和硫酸銨飽和度對(duì)藻藍(lán)蛋白得率交互作用的響應(yīng)面圖和等高線圖Fig.4 Response surface curve （left） and contour plot （right） showing the effects of interactions of the liquid to solid ratio and saturation of ammonium sulfate on yield of phycocyanin

圖5 液料體積質(zhì)量比和剪切時(shí)間對(duì)藻藍(lán)蛋白得率交互作用的響應(yīng)面圖和等高線圖Fig.5 Response surface curve （left） and contour plot （right） showing the effects of interactions of the liquid to solid ratio and shear time on yield of phycocyanin

由圖4結(jié)合回歸模型方差分析可以得出，液料體積質(zhì)量比和硫酸銨飽和度對(duì)藻藍(lán)蛋白得率的交互作用不明顯（p=0.789 2）。3D圖顯示曲面基本呈現(xiàn)較好的對(duì)稱性，等高線趨近于圓形狀，說(shuō)明這兩個(gè)因素的交互作用不明顯。

由圖5結(jié)合回歸模型方差分析可以得出出，液料體積質(zhì)量比和剪切時(shí)間對(duì)得率的交互作用不顯著（p=0.006 2）。3D圖顯示曲面基本呈現(xiàn)出較差的對(duì)稱形式，等高線趨近于圓形，說(shuō)明這兩個(gè)因素的交互作用明顯。

結(jié)合回歸模型方差分析可以得出，硫酸銨飽和度和剪切時(shí)間對(duì)得率的交互作用不顯著（p=0.979 6）。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)單因素試驗(yàn)表明，從螺旋藻中提取藻藍(lán)蛋白時(shí)，料液體積質(zhì)量比為23 mL/g時(shí)，可以得到較高的藻藍(lán)蛋白得率；采用超細(xì)剪切破壁的方法，相比溶脹法而言，節(jié)省了試驗(yàn)的預(yù)處理時(shí)間，可有效提高傳統(tǒng)提取工藝的效率；采用硫酸銨鹽析沉淀法處理藻藍(lán)蛋白粗提取液，在硫酸銨溶液飽和度為50%時(shí)藻藍(lán)蛋白得率較高。通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化分析，得到藻藍(lán)蛋白提取的最佳工藝條件為：液料體積質(zhì)量比為30 mL/g、硫酸銨飽和度為50%、剪切時(shí)間為15 min。此條件下藻藍(lán)蛋白提取的得率預(yù)測(cè)為12%。建立的回歸模型可靠，能很好地預(yù)測(cè)出液料體積質(zhì)量比、硫酸銨飽和度和剪切時(shí)間與藻藍(lán)蛋白得率之間的關(guān)系。

[1]CHAIKLAHAN R，CHIRASUWAN N，BUNNAG B.Stability of phycocyanin extracted from Spirulina sp.：influence of temperature，pH and preservatives[J].Process Biochemistry，2012，47：659-664.

[2]XU Changbo，WANG Weijie.Research progress on separation and purification of Phycocyanin from Spirulina[J].Shangdong Chemical Industry，2009，38（1）：32-35.（in Chinese）

[3]ZHANG Yifang，YANG Zhilei.The latest trends in research and product development of spirulina[J].Marine Sciences，1998，5：68-30.（in Chinese）

[4]LIANG Kehong.Procegress in studies and application of the algae protein[J].Journal of Food Science and Biotechnology，2015，34（6）：569-574.（in Chinese）

[5]SHAO Mingfei，ZHAO Nan，LIU Bing，et al.Progress of production of phycocyanin in large scale[J].Food and Fermentation Industries，2013，39（2）：135-139.（in Chinese）

[6]PATIL G， CHETHANA S，SRIDEVI A S，et al.Method to obtain C-phycocyanin of high purity[J].Journal of Chromatography A，2006，1127：76-81.

[7]ZHANG Yifang，LIU Xuchuan，LI Qihua.Study on characteristic and purification of spirulina phycocyanin[J].Journal of Yuannan University（Nature Science Edition），1999，21（3）：230-232.（in Chinese）

[8]KUROKAWA M，KING P M，WU X G，et al.Effect ofsonication frequency on the disruption of algae[J].Ultrason Sonochem，2016，31：157-162.

[9]SHAO Mingfei，ZHANG Hongyu，YANG Jinping et al.Optimization of the ultrasonic wave extraction technology of the phycocyanin from Spirulina （Arthrospira） using response surface analysis[J].Journal of Biology，2013，30 （4）：93-99.（in Chinese）

[10]DENIZ I，OZEN M O，YESIL-CELIKTAS O.Supercritical fluid extraction of phycocyanin and investigation of cytotoxicity on human lung cancer cells[J].The Journal of Supercritical Fluids，2016，108：13-18.

[11]ZHANG Jing，WEI Yuchun，WANG Guoxiang，et al.Comparison of extraction methods from cyanobacterica blooms water samples in Lake Taihu[J].J Lake Sci，2013，25（2）：283-288.（in Chinese）

[12]FU Lili，NA Ri，GUO Jiufeng，JIN Jing.Research progress on the extraction and purification of phycocyanin from spirulina[J].Biotechnology Bulletin，2016，32（1）：65-68.（in Chinese）

[13]YANG Guang，MA Yuxiang，ZHANG Chengwu，et al.Isolation and purification of C-phycocyanin from Spirulina subsalsa[J].Journal of Food Science and Biotechnology，2009，28（4）：521-524.（in Chinese）

[14]BENNETT A，BOGORAD L.Complementary chromatic adaptation in a filamentous blue green alga[J].J Cell Biol，1973，58：419-435.

[15]YUAN Mengyuan，ZHANG Fayu，SHENG Jingmeng，et al.Influences of different salting-out agents on effect of phycocyanin from blue algae[J].Food Science and Technology，2016，41（5）：267-272.（in Chinese）

Separation and Purification of Phycocyanin from Spirulina platensis Based on Ultrafine Cell Breaking Technology

YU Jianfeng1，2，F(xiàn)U Jian1，2，MA Xiao1，2，CUI Zhengwei1，2，RAO Feng3
（1.Jiangsu Key Laboratory of Advanced Food Manufacturing Equipment&Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China；2.Schhol of Mechanical Engineering，Jiangnan University，Wuxi 214122，China；3.School of Electrical and Photoelectronic Engineering，Changzhou Institute of Technology，Changzhou 213022，China）

To improve the low efficiency of phycocyanin extracted from Spirulina platensis，the ultrafine shearing method was applied to break the cell of Spirulina，which will provide the basis of industrial extractionof phycocyanin.The single-factor experiments were conducted to study the effects of liquid-solid ratio，ammonium sulfate saturation，time length of ultrafine shearing on theyield of phycocyanin.The response surface methodology was applied to optimize the above processing parameters.The optimum extraction processing parameters based on ultrafine shearing technology were：liquid to solid ratio：30 mL/g，ammonium sulfate saturation：50%，time length of ultrafine shearing：15 min.Under the above optimized conditions，the yield of the phycocyanin was 12%.

Spirulina platensis，phycocyanin，ultrafine shearing，response surface analysis

TS 254.1

A

1673—1689（2017）10—1071—06

2015-09-30

江蘇省食品先進(jìn)制造裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題（FM-2015-09）。

俞建峰（1974—），男，江蘇宜興人，工學(xué)博士，副教授，主要從事食品加工裝備研究。E-mail：robotmcu@126.com

俞建峰，傅劍，馬瀟，等.基于超細(xì)剪切細(xì)胞破壁技術(shù)的藻藍(lán)蛋白提取工藝[J].食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào)，2017，36（10）：1071-1076.