专利名称:螺旋藻破壁方法
技术领域：
本发明涉及一种螺旋藻，尤其是涉及一种采用酶解-均质破壁法对螺旋藻进行破壁的方法。
背景技术：
由于螺旋藻含有大约70％的高质量蛋白以及多种维生素、矿物质和微量元素等生理活性物质，因此具有极高营养价值。大量的动物实验和部分临床试验证明，螺旋藻具有降血脂、抗衰老、抗疲劳、提高机体免疫力与造血功能以及改善消化系统功能等保健功效。20世纪70年代，全球范围内的人口和粮食危机日益加剧，螺旋藻以其极高的营养价值和独特的医疗保健功能，日益受到许多国家和国际组织的青睐，逐渐被认定为“未来的超级食品”、“重要的蛋白质资源”、“21世纪最理想的保健食品”、“最安全的保健食品”、“人类最佳的保健食品”和“最有希望的粮食资源”等。
目前世界各地已掀起了螺旋藻的热潮，各种各样的螺旋藻产品充斥了保健品市场，成为人们经久不衰的时尚保健品。日本、法国、德国和美国等国家相继投入巨大的资源去开发这种微小的生物，已建成了15家大型的螺旋藻培养基地并经加工生产了多种螺旋藻食品，成为最主要的保健食品。我国也于20世纪70年代开始研究螺旋藻，尤其是1985年在云南发现天然螺旋藻后，国家给予高度重视，将螺旋藻的养殖列入科技攻关项目，经过“七五”、“八五”、“九五”科技攻关之后，目前已有大、中、小型40多家螺旋藻养殖、开发单位，年产干藻粉1000吨以上。市场上已有多家开发的螺旋藻保健食品及螺旋藻强化营养食品。目前我国市场上螺旋藻的产品主要有螺旋藻胶囊、螺旋藻片剂、螺旋藻饮料、螺旋藻营养面条、螺旋藻保健盐和螺旋藻营养米粉等，产品品种较为单一，并存在风味上的问题，原因之一就是螺旋藻具有较重的腥味，给加工带来了一定的困难。为此已有一些有关螺旋藻破壁脱腥的报道。
永胜县商业总公司在公开号为CN1175632的发明专利申请中公开一种螺旋藻酒，它是以94.5％～89.62％的21～39°粮食酒基为原料、在其内加入浓度＞3％的螺旋藻蛋白液3％～5％、浓度为5％的柠檬酸液0.15％～0.30％、50％糖度的甜蜜素或冰糖液1.5％～3.0％、浓度95％～99％的乳酸乙酯0.3％～0.8％、浓度为95％～99％的己酸乙酯0.4％～1.0％、浓度为95％～98％的乙酸乙酯0.05％～0.08％、并加入适量的色素配制而成。
哈尔滨天藻螺旋藻科技开发有限公司在公开号为CN1255305的发明专利申请中公开一种螺旋藻液的制备方法，a、溶解破壁，将螺旋藻干粉加水制成5％～10％的藻液，然后将藻液加热至50℃，最后用均质机15～20MP的压力下均质1～2次；b、将破壁后的藻液中加入0.5％～1％的果葡糖浆，在135℃温度以上经过3分钟灭菌；c、将藻液中接入0.2％～0.3％的酵母进行1～2小时的发酵，发酵温度为24～28℃，pH值为5～6进行发酵脱腥；d、高温瞬时或80℃持续15～30分钟进行灭活；e、对灭活后的藻液进行过滤即得螺旋藻原生液。
南京大学在公告号为CN1363390的发明专利中公开一种螺旋藻多营养素的生产工艺，其特征是称取一定量螺旋藻藻粉，按1∶10加入5mMpH7.3磷酸缓冲液，-30℃反复冻融三次破壁，第三次融化搅匀藻体冻解液后，加入生物絮凝剂甲壳素(按干藻粉1∶0.2的比例)，混匀后，静置絮凝2小时，4000×g离心10min 4℃，去沉渣，收集上层清液，浓缩冻干得螺旋藻多营养素干物质。
虽已有螺旋藻破壁方法的研究报道，但由于螺旋藻属单细胞微生物，细胞壁较厚，采用单一破碎技术很难达到较为理想的破碎效果。
发明内容
本发明的目的在于针对现有的螺旋藻破壁方法难以达到理想的破碎效果，破壁率低等问题，提供一种破壁率较高的螺旋藻破壁方法。
本发明的技术方案是采用酶解-均质破壁法，其具体步骤为1)螺旋藻溶解将螺旋藻粉加水配成浓度为3％～15％；2)酶解在螺旋藻溶液中加入溶菌酶酶解，溶菌酶的用量为100～400IU/mL，溶解时间为1～4h，温度为40～55℃；3)均质破壁将酶解后的螺旋藻溶液均质破碎，均质压力为30～50KPa，均质至少1次。
在螺旋藻溶解中，将螺旋藻粉加水配成浓度最好为11％的螺旋藻溶液。
在螺旋藻溶液中加入溶菌酶酶解时的溶菌酶的用量最好为100IU/mL，溶解时间最好为3h，温度最好为45℃。
将酶解后的螺旋藻溶液均质破碎的均质压力最好为50KPa，均质最好3次。
通过大量实验，采用正交设计比较了溶菌酶解破壁、超声波破壁、均质破壁等各种螺旋藻破壁方法的结果表明，与现有的溶菌酶解破壁法、超声波破壁法、均质破壁法等螺旋藻破壁方法相比，本发明采用酶解-均质破壁法，并优选出了最佳的破壁条件，所获得的螺旋藻破壁率可达90％。本发明使螺旋藻的营养成分完全释放出来，能被人体完全吸收，增加人体肠道吸收率。
图1为本发明(酶解-均质破壁)结果分析图。在图1中，横坐标为K值(K值为各个因素所有水平的均值)，纵坐标分别为浓度(％)，均质压力(KPa)，均质次数。
图2为本发明(酶解-均质破壁)螺旋藻破壁前的照片。
图3为本发明(酶解-均质破壁)螺旋藻破壁后的照片。
图4为溶菌酶酶解破壁正交试验结果分析图。在图4中，横坐标为K值(K值为各个因素所有水平的均值)，纵坐标分别为浓度(％)，温度(℃)，酶用量(IU/ml)，作用时间(h)，pH。
图5为均质破壁结果分析图。在图5中，横坐标为K值(K值为各个因素所有水平的均值)，纵坐标分别为浓度(％)，均质压力(KPa)，均质次数。
图6为酶解-超声波破壁结果分析图。在图6中，横坐标为K值(K值为各个因素所有水平的均值)，纵坐标分别为浓度(％)，破碎时间(h)。
具体实施方式
以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。
实施例1将墨绿色螺旋藻粉加水配成浓度为11％的螺旋藻溶液，在螺旋藻溶液中加溶菌酶酶解，溶菌酶的用量为100IU/mL，溶解时间为3h，温度为45℃。将酶解后的螺旋藻溶液在均质机中均质破碎，均质压力为30KPa，均质3次。参见表1酶解-均质破壁因素水平表，正交试验结果分析见图1。
表1酶解-均质破壁因素水平表
根据螺旋藻破壁效果评价标准，用显微镜观察破壁液，采用计数法，与没破壁液进行对照，破壁率＝(破壁液细胞数/未破壁液细胞数)×100％。达到90％的为5分，70％～80％为4分，60％～70％的为3分，50％～60％的为2分，50％以下的为1分，由此可见，本发明的破壁效果达到5分。
实施例2与实施例1类似，其区别在于将螺旋藻粉加水配成浓度为7％的螺旋藻溶液，在螺旋藻溶液中加溶菌酶酶解，溶菌酶的用量为200IU/mL，溶解时间为4h，温度为50℃。将酶解后的螺旋藻溶液在均质机中均质破碎，均质压力为40KPa，均质2次，参见表1酶解-均质破壁因素水平表。
实施例3与实施例1类似，其区别在于将螺旋藻粉加水配成浓度为15％的螺旋藻溶液，在螺旋藻溶液中加溶菌酶酶解，溶菌酶的用量为300IU/mL，溶解时间为2h，温度为55℃。将酶解后的螺旋藻溶液在均质机中均质破碎，均质压力为50KPa，均质1次。
实施例4与实施例1类似，其区别在于将螺旋藻粉加水配成浓度为12％的螺旋藻溶液，在螺旋藻溶液中加溶菌酶酶解，溶菌酶的用量为400IU/mL，溶解时间为1h，温度为40℃。将酶解后的螺旋藻溶液在均质机中均质破碎，均质压力为45KPa，均质2次。
实施例5与实施例1类似，其区别在于将螺旋藻粉加水配成浓度为9％的螺旋藻溶液，在螺旋藻溶液中加溶菌酶酶解，溶菌酶的用量为280IU/mL，溶解时间为2.5h，温度为45℃。将酶解后的螺旋藻溶液在均质机中均质破碎，均质压力为40KPa，均质3次。
实施例6与实施例1类似，其区别在于将螺旋藻粉加水配成浓度为3％的螺旋藻溶液，在螺旋藻溶液中加溶菌酶酶解，溶菌酶的用量为150IU/mL，溶解时间为3h，温度为48℃。将酶解后的螺旋藻溶液在均质机中均质破碎，均质压力为45KPa，均质3次。
由图1的结果分析可见，酶解-均质破壁法的最佳浓度为11％、均质压力为50KPa、均质次数为3次。在此条件下螺旋藻破壁率可达90％。参见图2和3所示的螺旋藻破壁前后的照片。
比较例首先称取一定量的螺旋藻溶解，采用正交设计，分别采用溶菌酶酶解破壁法、超声波破壁法和均质破壁法并比较了在最佳条件下的破壁率，其具体方法和结果如下。
(1)溶菌酶酶解破壁法将螺旋藻粉加水配成不同浓度，再加适量溶菌酶作用一定时间，酶解条件按照表2溶菌酶酶解破壁因素水平表进行，正交试验结果分析见图4。
表2溶菌酶酶解破壁因素水平表
由上述结果分析得溶菌酶酶解破壁的最佳条件为螺旋藻浓度为11％、温度为45℃、酶用量为100IU/mL、作用时间为3h后，在此条件下，螺旋藻破壁效果达70％。
(2)超声波破壁法将螺旋藻粉加水配成浓度为3％、7％、11％、15％的螺旋藻溶液，采用超声波破碎仪进行破壁，破壁条件按表3超声波破壁因素水平表进行。检测结果表明采用单一的超声波破壁，螺旋藻的破壁率均在50％以下。因此，单一采用该方法难以达到理想的破壁结果。
表3超声波破壁因素水平表
(3)均质破壁法将螺旋藻粉加水配成不同浓度，采用均质机进行破壁，破壁条件按表4均质破壁因素水平表进行。正交试验结果分析见图5。
表4均质破壁因素水平表
由上述结果分析得均质法破壁的最佳条件为螺旋藻浓度为7％、11％效果相同。为大规模生产，破壁效果应选择11％。均质压力越高，效果越好；循环次数越多，效果也越好。因此选择50KPa、循环次数为3。虽然单一采用此方法，有一定的破壁效果，但在最佳条件下破壁率也最高在70％以上。
比较结果表明，采用上述单一的任何一种方法，螺旋藻的破壁率最高为70％，且溶菌酶酶解破壁以及均质破壁效果较好。
(4)酶解-超声波破壁法将螺旋藻粉加水配成一定浓度，按照100IU/mL浓度添加一定量溶菌酶，45℃下作用3h后进行超声波破壁，破壁条件见表5酶解-超声波破壁因素水平表，正交试验结果分析见图6。
表5酶解-超声波破壁因素水平表
由上述结果分析得，螺旋藻浓度为11％，酶解之后，破碎40min，其破壁率可达60％～70％。
权利要求
1.螺旋藻破壁方法，其特征在于其步骤为1)螺旋藻溶解将螺旋藻粉加水配成浓度为3％～15％；2)酶解在螺旋藻溶液中加入溶菌酶酶解，溶菌酶的用量为100～400IU/mL，溶解时间为1～4h，温度为40～55℃；3)均质破壁将酶解后的螺旋藻溶液均质破碎，均质压力为30～50KPa，均质至少1次。
2.如权利要求
1所述的螺旋藻破壁方法，其特征在于在螺旋藻溶解中，将螺旋藻粉加水配成浓度为11％的螺旋藻溶液。
3.如权利要求
1所述的螺旋藻破壁方法，其特征在于在螺旋藻溶液中加入溶菌酶酶解时的溶菌酶的用量为100IU/mL。
4.如权利要求
1所述的螺旋藻破壁方法，其特征在于所述的溶解时间为3h。
5.如权利要求
1所述的螺旋藻破壁方法，其特征在于所述的温度为45℃。
6.如权利要求
1所述的螺旋藻破壁方法，其特征在于将酶解后的螺旋藻溶液均质破碎的均质压力为50KPa。
7.如权利要求
1所述的螺旋藻破壁方法，其特征在于所述的均质为3次。
专利摘要
螺旋藻破壁方法，涉及一种螺旋藻，尤其是涉及一种采用酶解－均质破壁法对螺旋藻进行破壁的方法。提供一种破壁率较高的螺旋藻破壁方法。其步骤为将螺旋藻粉加水配成浓度为3％～15％；在螺旋藻溶液中加入溶菌酶酶解，溶菌酶的用量为100～400IU/mL，溶解时间为1～4h，温度为40～55℃；将酶解后的螺旋藻溶液均质破碎，均质压力为30～50KPa，均质至少1次。采用酶解－均质破壁法，并优选出了最佳的破壁条件，所获得的螺旋藻破壁率可达90％。使螺旋藻的营养成分完全释放出来，能被人体完全吸收，增加人体肠道吸收率。
文档编号A23L2/38GKCN1943440SQ200610122866
公开日2007年4月11日 申请日期2006年10月23日
发明者张丽君, 刘冬, 李世敏, 杨剑 申请人:深圳职业技术学院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan