CN103555582A - 一种用复合酶破壁小球藻的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用复合酶破壁小球藻的方法，步骤是：将小球藻原料稀释得小球藻稀释液，加入复合植物水解酶和纤维素酶，调pH值，恒温加热进行酶解反应，加热灭酶，冷却后收集破壁小球藻并灌装。优点是：操作方法简单，操作条件温和，无污染，对设备要求不高、处理量大、可连续运行，适合工业化生产，复合植物水解酶和纤维素酶主要针对小球藻细胞壁多糖进行专一性降解作用，不含蛋白酶类，可以有效保留小球藻蛋白质、氨基酸等其他功效成分、破壁率高，获得的破壁小球藻绿色、安全，可以直接应用于医药、食品、日化、环境等领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种藻类的破壁方法，特别涉及一种用复合酶破壁小球藻的方法。
背景技术
小球藻为普生性单细胞绿藻，它的蛋白质、矿物质、维生素含量均较高，其中，粗蛋白含量最高可达50%以上，且具有良好的蛋白质品质，同时，小球藻富含丰富的不饱和脂肪酸，主要以脂肪酸甘油酸、磷脂的形式存在于细胞质和细胞膜中，在预防心脑血管疾病，减肥、降血脂等方面作用显著。小球藻作为添加剂和健康食品在国外已有30多年的历史，目前已经产业化的有小球藻片和胶囊、小球藻面包、小球藻饮料等。近年来，对小球藻的生理功能开展了大量的研究工作，认为其具有提高免疫力，活化细胞，提高蛋白质脂质、糖类和电解质的代谢并具有解毒功能。小球藻可以在多种食品中使用，能改进食品的色、香、味和组织结构，具有除臭、稳定香气等作用。但是由于小球藻具有坚韧的细胞壁，连反刍动物也无法消化其纤维，无法直接食用，而对于其内部功能性物质的提取也受到阻碍，致使小球藻的广泛利用受到一定程度的限制。小球藻细胞壁成分复杂，含有纤维素、半纤维素等多种多聚糖，利用单一酶进行水解破壁效果一直不够理想，酶法破壁率最高只能达到80%，并且小球藻的粗蛋白容易被破坏。
目前，小球藻破壁方法主要有反复冻融法、超声波破碎法、超微粉碎破壁法，反复冻融法需要的时间长，破壁率较低；超声波法对小球藻密度要求较高，且容易产生局部高温现象而造成不饱和脂肪酸的氧化；超微粉碎法需要专业性设备，且处理量较低。因此，都较少应用在规模化的工业生产中。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供了一种破壁率高、快速、高效、操作简单的适合工业化应用的用复合酶破壁小球藻的方法，以提高小球藻有效成分利用率。
本发明的技术解决方案是：
一种用复合酶破壁小球藻的方法，其具体步骤是：
1.1、将小球藻原料与溶剂按照质量比1:50～1:200的混合稀释得小球藻稀释液，所述溶剂为蒸馏水或弱酸溶液；
1.2、在小球藻稀释液中加入复合植物水解酶和纤维素酶，所述小球藻稀释液与复合植物水解酶、纤维素酶的质量比为1000:4～1000:12、1000:4～1000:12，其中，复合植物水解酶活力为0.2万U～1.0万U，纤维素酶活力为0.2万U～1.0万U；
1.3、加入弱酸调pH值至4～6；
1.4、在30℃～60℃恒温加热进行酶解反应3h～6h；
1.5、加热至100℃灭酶，冷却后收集破壁小球藻并灌装。
所述小球藻原料为小球藻冻干粉或新鲜小球藻。
所述弱酸溶液是pH为4～6柠檬酸溶液或冰醋酸溶液。
所述弱酸为柠檬酸或冰醋酸。
酶解反应时，加热方式为水浴或恒温箱。
本发明的有益效果：
（1）操作条件温和，是在较低的温度和较短的时间内进行，避免的脂肪酸的氧化现象，有利于降低小球藻营养成分的损失。同时，复合植物水解酶和纤维素酶主要针对小球藻细胞壁多糖进行专一性降解作用，不含蛋白酶类，可以有效保留小球藻蛋白质、氨基酸等其他功效成分。破壁前小球藻粉中粗蛋白含量为51%～53%，破壁后脱水产品粗蛋白含量为49%～52%。
（2）小球藻复合酶破壁法针对小球藻细胞壁的特点有针对性的选用特定的酶，在较短的时间内水解小球藻的细胞壁，达到破壁的目的。利用复合植物水解酶和纤维素酶共同作用，可以达到90%以上的破壁率。
（3）选用复合植物水解酶作为破壁酶，复合植物水解酶包括阿拉伯聚糖酶、纤维素酶、β-葡聚糖酶、半纤维素酶和木聚糖酶在内的多种复合多酶，对植物的支链果胶也具有活性作用，可以弥补单一纤维素酶作用的不足，进一步提高破壁率。
（4）操作方法简单，无污染，对设备要求不高、处理量大、可连续运行，适合工业化生产。获得的破壁小球藻绿色、安全，可以直接应用于医药、食品、日化、环境等相关领域。
具体实施方式
实施例1
1.1、称取小球藻冻干粉50g，加入蒸馏水2500mL配制小球藻稀释液；
1.2、在小球藻稀释液中加入酶活力为1.0万U的复合植物水解酶15.3g和酶活力为0.2万U的纤维素酶30.6g；
1.3、加入柠檬酸调pH值至4；
1.4、在30℃水浴条件下恒温加热进行酶解反应6h；
1.5、加热至100℃灭酶，冷却后收集破壁小球藻并灌装。
小球藻的破壁率的检测：将破壁后的小球藻用蒸馏水稀释1000倍，进行显微镜镜检观察，根据破壁前后形态完整的小球藻数目，小球藻的破壁率（%）= 
×100%，计算得到小球藻的破壁率为88.6%。
实施例2
2.1、称取小球藻冻干粉50g，加入pH值为6的柠檬酸溶液10000g ；
2.2、在小球藻稀释液中加入酶活力为0.2万U为复合植物水解酶120.6g和酶活力为1.0万U为纤维素酶40.2g；
2.3、加入柠檬酸调pH值至6；
2.4、在60℃恒温箱中恒温加热进行酶解反应3 h；
2.5、加热至100℃灭酶，冷却后收集破壁小球藻并灌装。
小球藻的破壁率的检测：将破壁后的小球藻用蒸馏水稀释1000倍，进行显微镜镜检观察，根据破壁前后形态完整的小球藻数目，小球藻的破壁率（%）= 
×100%，计算得到小球藻的破壁率为84.5%。
实施例3
3.1、称取小球藻冻干粉50g，加入pH为5的冰醋酸溶液7500g；
3.2、在小球藻稀释液中加入酶活力为0.5万U的复合植物水解酶60.4g和酶活力为0.5万U的纤维素酶60.4g；
3.3、加入冰醋酸调pH值至5；
3.4、在45℃水浴条件下恒温加热进行酶解反应4.5h；
3.5、加热至100℃灭酶，冷却后收集破壁小球藻并灌装。
小球藻的破壁率的检测：将破壁后的小球藻用蒸馏水稀释1000倍，进行显微镜镜检观察，根据破壁前后形态完整的小球藻数目，小球藻的破壁率（%）= 
×100%，计算得到小球藻的破壁率为90.5%。
| 水解前小球藻中粗蛋白含量wt% | 水解后粗蛋白含量wt% | |
| 实施例1 | 52.1 | 51.8 |
| 实施例2 | 53.3 | 52.7 |
| 实施例3 | 51.3 | 49.6 |
通过本发明方法制备的小球藻，破壁率较高，没有破坏其他的营养成分，而且没有污染。本发明的方法操作简便易行，时间短，可用于工业化大规模生产。获得的破壁小球藻绿色、安全，可以直接应用于医药、食品、日化、环境等相关领域。
Claims (5)
1.一种用复合酶破壁小球藻的方法，其特征是：
具体步骤是：
1.1、将小球藻原料与溶剂按照质量比1:50～1:200的混合稀释得小球藻稀释液，所述溶剂为蒸馏水或弱酸溶液；
1.2、在小球藻稀释液中加入复合植物水解酶和纤维素酶，所述小球藻稀释液与复合植物水解酶、纤维素酶的质量比为1000:4～1000:12、1000:4～1000:12，其中，复合植物水解酶活力为0.2万U～1.0万U，纤维素酶活力为0.2万U～1.0万U；
1.3、加入弱酸调pH值至4～6；
1.4、在30℃～60℃恒温加热进行酶解反应3h～6h；
1.5、加热至100℃灭酶，冷却后收集破壁小球藻并灌装。
2.根据权利要求1所述的用复合酶破壁小球藻的方法，其特征是：所述小球藻原料为小球藻冻干粉或新鲜小球藻。
3.根据权利要求1所述的用复合酶破壁小球藻的方法，其特征是：所述弱酸溶液是pH为4～6柠檬酸溶液或冰醋酸溶液。
4.根据权利要求1所述的用复合酶破壁小球藻的方法，其特征是：所述弱酸为柠檬酸或冰醋酸。
5.根据权利要求1所述的用复合酶破壁小球藻的方法，其特征是：酶解反应时，加热方式为水浴或恒温箱。
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