藻藍(lán)蛋白制備關(guān)鍵技術(shù)研究

藻藍(lán)蛋白是從螺旋藻中分離出的一種深藍(lán)色水溶性蛋白質(zhì)，是熒光色素與蛋白質(zhì)的絡(luò)合物。藻藍(lán)蛋白作為純天然的色素，其色澤鮮亮，可用于食品、化妝品和醫(yī)藥等工業(yè)。2020年，國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)發(fā)布了藻藍(lán)蛋白作為食品添加劑的食品安全標(biāo)準(zhǔn)（GB1886.309—2020）。藻藍(lán)蛋白具有抗腫瘤、抗氧化、抗炎、增強(qiáng)免疫力等功能活性，作為一種功能性成分引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注。

藻藍(lán)蛋白的規(guī)?；崛　⒓兓头€(wěn)態(tài)化研究等一直是螺旋藻精深加工的焦點(diǎn)。如Mari等（2019）用去離子水、磷酸鹽緩沖溶液(pH 7.0)浸泡處理螺旋藻干粉(料液質(zhì)量體積比為1 g:250 mL)，測(cè)得螺旋藻粉中藻藍(lán)蛋白平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)151.80 mg/g。Kaewdam（2020）采用聚乙二醇和磷酸鉀從螺旋藻中純化藻藍(lán)蛋白，發(fā)現(xiàn)在25℃時(shí)質(zhì)量濃度和回收率最高（分別為13.932 g/L和91.18%）。江南大學(xué)的俞建峰等（2016）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，研究螺旋藻料液比、硫酸銨飽和度、超細(xì)剪切時(shí)間3種工藝參數(shù)對(duì)藻藍(lán)蛋白提取質(zhì)量濃度的影響，得到藻藍(lán)蛋白最佳提取工藝為：液料體積質(zhì)量比為23 mL∶1 g，硫酸銨飽和度為51%，剪切時(shí)間為12 min，在此條件下得到的藻藍(lán)蛋白質(zhì)量濃度為0.436 mg/mL。俞建峰等（2017）將螺旋藻干粉加入pH 7.0的磷酸鹽緩沖溶液中溶脹6 h,藻藍(lán)蛋白得率是8.08%。中國(guó)科學(xué)院大學(xué)羅浩（2017）等以銅綠微囊藻為實(shí)驗(yàn)材料，探索一種全新的藻藍(lán)蛋白免干燥提取方法：（1）檸檬酸或α-酮戊二酸裂解藻細(xì)胞；（2）離心去除細(xì)胞碎片；（3）活性炭吸附純化；（4）雙水相萃取純化；（5）超濾。該方法可用于大規(guī)模藻藍(lán)蛋白的制取。袁夢(mèng)媛（2016）等以新鮮巢湖水華藍(lán)藻為研究對(duì)象，通過(guò)凍融破壁方法提取藻藍(lán)蛋白粗提液，以藻藍(lán)蛋白的純度和得率為指標(biāo)，研究了不同鹽析劑對(duì)藻藍(lán)蛋白提純效果的影響和雙水相法提純?cè)逅{(lán)蛋白的條件。中國(guó)專利CN201610240773.公開(kāi)了一種甲氧基聚乙二醇/酒石酸鉀鈉雙水相萃取分離藻藍(lán)蛋白的方法，包括如下步驟：(1)制備藻藍(lán)蛋白粗提取液：用蒸餾水清洗新鮮的螺旋藻2～4次，洗滌干凈的螺旋藻經(jīng)壓力為200～400 kg/cm2的高壓細(xì)胞勻漿機(jī)破碎5～7 min，超聲波處理12～15 min，將破碎的螺旋藻懸濁液離心10 min，收集上清液，制得含藻藍(lán)蛋白的粗提液于4～5℃下儲(chǔ)存；(2)雙水相萃取：向步驟(1)所得含藻藍(lán)蛋白的粗提液中加入甲氧基聚乙二醇和酒石酸鉀鈉，勻速攪拌1～2 h,靜置24 h使兩相分開(kāi)，收集上相；(3)成品制備：將步驟(2)所得藻藍(lán)蛋白液過(guò)DE-AE-Sephadex陰離子交換層析柱，采用0～0.35 mol/L的氯化鈉進(jìn)行線性洗脫，收集氯化鈉濃度為0.25～0.30 mol/L時(shí)的洗脫液，透析凍干制得藻藍(lán)蛋白粉末。CN201610239712.8公開(kāi)了一種油酸聚乙二醇酯/無(wú)機(jī)鹽雙水相萃取分離藻藍(lán)蛋白的方法，包括如下步驟：(1)采用將螺旋藻反復(fù)凍融的方法破壁后收集上層清液得到藻藍(lán)蛋白粗提液；(2)再向粗提液中加入油酸聚乙二醇酯和無(wú)機(jī)鹽，經(jīng)雙水相萃取后分層；(3)取上相置于截留相對(duì)分子質(zhì)量為5 000的透析膜中透析20～30 h后得藻藍(lán)蛋白水溶液，再于-15～-10℃冷凍干燥8～15 h得藻藍(lán)蛋白粉末，其中油酸聚乙二醇酯中的PEG平均相對(duì)分子質(zhì)量為1 000或2 000。CN201510313669.0公開(kāi)了一種提取螺旋藻藻藍(lán)蛋白的方法，包括如下步驟：(1)將螺旋藻粉與水以1 kg∶20 L~1 kg∶30 L的比例加入減壓提取裝置中，控制減壓提取裝置中的溫度在40℃以下，真空度低于0.1 MPa，提取時(shí)間1～2 h后過(guò)濾得過(guò)濾液；(2)將過(guò)濾液用截留相對(duì)分子質(zhì)量為10 000的超濾膜包進(jìn)行膜分離，濃縮得濃縮液；(3)將濃縮液噴霧干燥，即得藻藍(lán)蛋白。CN201910957271.9涉及一種高藻藍(lán)蛋白含量的螺旋藻粉滅菌方法，先經(jīng)初步脫水控制水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%～90%，再經(jīng)瞬時(shí)噴霧干燥除去螺旋藻藻泥中大部分的水分，水分含量控制在8%～12%，最后經(jīng)過(guò)微波能的熱效應(yīng)和微波能高頻電場(chǎng)的非熱效應(yīng)滅菌同時(shí)除去少量水分，所制得的滅菌螺旋藻粉中藻藍(lán)蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于8 000 mg/hg。CN201811392827.6提供了一種從螺旋藻中同時(shí)分離純化藻藍(lán)蛋白和多糖的方法，先將螺旋藻破壁并固液分離得到藻藍(lán)蛋白與多糖的粗提液與藻渣；再用超濾對(duì)粗提液進(jìn)行部分多糖與藻藍(lán)蛋白的分離；將藻渣用熱堿液溶解攪拌取上清液得多糖粗提液；再將分離的藻藍(lán)蛋白粗提液進(jìn)行兩步鹽析，獲得沉淀后用磷酸鹽緩沖液溶解，通過(guò)Sephadex G-25脫鹽，最后進(jìn)行聚丙烯酸酯柱層析以及羥基磷灰石柱層析，以獲得高純度的藻藍(lán)蛋白（＞4.0%）和高得率的螺旋藻多糖（＞4%）。

近年來(lái)，藻藍(lán)蛋白的制備技術(shù)取得了一定進(jìn)展，但仍存在提取效率偏低、能耗偏高等現(xiàn)象。螺旋藻的高效破壁技術(shù)、藻藍(lán)蛋白特異性純化技術(shù)以及功能活性穩(wěn)態(tài)化仍需研究人員進(jìn)一步研究和發(fā)掘。