研究超声，高压均质及其结合的方法对微藻Parachlorella kessleri中生物分子提取效率的影响

Algal Research

成果展示|英都斯特杯奖学金

● 成果介绍

近几年，人们越来越关注适用于从海洋生物（如微藻）中回收生物分子的新兴技术的开发。微藻具有较高的生长速率和光合作用效率。它们还富含有价值的生物活性成分，例如蛋白质，脂质，多不饱和脂肪酸，碳水化合物，色素和多酚等，可用于食品、饲料、化妆品，药品，和生物燃料产业。

超声和高压均质都是常见微藻生物分子的提取技术，但他们作为单独的提取技术都有其自身的优点和缺点。然而，目前使用结合方法从微藻中提取生物分子的研究较少。

因此，法国贡比涅技术大学Nabil Grimi副教授课题组的张瑞博士以微藻Parachlorella kessleri为原料, 研究了超声、高压均质和它们的结合（超声+高压均质）3种方案对微藻中生物分子的提取率的影响。

研究发现，在结合的方案（超声+高压均质）中，超声预处理不同浓度（1% DM和10%DM）的悬浮液对提取率的影响也被调查。高压均质由于仪器条件限制被总是应用1% DM 悬浮液。处理后上清液中离子化合物，蛋白质，碳水化合物和色素提取指数和过程中能耗被评价。结果表明，从微藻中回收生物分子，采用单独的超声，高压均质或它们的结合需要考虑提取的选择性，提取物的纯度和能耗。对于单独的方法，超声能够引起微藻细胞破碎，选择性地释放碳水化合物；而高压均质是更强烈的细胞破碎技术，能够同时释放所有的生物分子，不具有选择性。对于超声+高压均质的结合方法，悬浮液的浓度在超声预处理过程中是很重要的影响因素。对于稀释的悬浮液（1％ DM），结合方法仅对离子化合物的提取显示了协同作用，对蛋白质和碳水化合物的提取是无效的。而超声预处理更浓的悬浮液（10％ DM），则可以提高所有生物分子的提取效率并降低总能耗。

参考文献

https://doi.org/10.1016/j.algal.2019.101524

● 应用前景

积极发展以生物质原料为基础的生物炼制产业，对于解决能源危机，改善资源紧缺具有重大意义。微藻作为一种重要的生物质资源，具有分布广、生物量大、环境适应性强、生长周期短和产量高等突出的特点，是进行生物炼制的优良资源。然而对于微藻生物炼制的下游过程，细胞破碎是第一步也是关键的步骤。本研究提出的结合超声和高压均质结合的思路，不仅提高了微藻生物分子的回收率也减少了过程的总能耗，在工业生产中具有很大的应用潜力。