酶解破壁促进微拟球藻EPA脂质提取的研究

来源 :武汉轻工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ypengw
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微拟球藻(Nannochloropsis sp.)是一类具有较高含量二十碳五烯酸(EPA)的海洋微藻,由于其具有易培养、生长周期短、产油量高等特点,被认为是未来可替代深海鱼油制取EPA的有效来源之一。微拟球藻中EPA多集中于极性脂中,以微拟球藻为原料提取含EPA脂质时,应同时考虑对极性脂的提取。其次,微拟球藻细胞壁具有双层致密的结构,强度是植物细胞壁的三倍,会阻碍细胞内脂质的提取,因此,需对微拟球藻进行破壁处理以便于提取微拟球藻脂质。针对以上问题,本文以微拟球藻为原料,对微拟球藻EPA脂质提取方法和酶解破壁工艺进行研究,结合酶解破壁前后微拟球藻组成和结构分析,期望阐明酶解破壁促进微拟球藻脂质得率的机理。具体研究内容及结果如下:(1)微拟球藻EPA脂质提取工艺的研究首先,对比不同溶剂体系对微拟球藻EPA脂质提取的影响,以EPA脂质得率和EPA含量为评价指标,发现采用乙醇更适用于提取微拟球藻中的极性脂,且得到的提取物中,EPA含量较高。结合单因素试验及L9(34)试验结果,对乙醇法提取微拟球藻EPA脂质工艺进行优化,在乙醇浓度80%(v/v),料液比1:17.5(g:m L),提取温度65℃,提取时间2 h的最佳工艺条件下,微拟球藻EPA脂质得率为15.87%±0.21%,EPA含量为14.49±0.14 g/100g。最后,对乙醇法提取得到的微拟球藻EPA脂质经小鼠急毒试验后,无死亡及中毒症状,证明经由乙醇法提取得到的微拟球藻EPA脂质具有食用安全性,未来可应用于食品行业。(2)酶解破壁对微拟球藻EPA脂质提取的影响以脂质得率为指标,对比不同单一酶对微拟球藻的破壁效果,选用效果最好的酶为基酶与其他酶种进行复配,最后得到较优复配组合为:漆酶+纤维素酶。以单因素试验结果为基础,采用Plackett-Burman试验和BB(Box-Benhnken)试验对微拟球藻酶解破壁进行优化,所得优化工艺条件为:酶添加量21 mg/g,漆酶:纤维素酶=1:2.5(体系中漆酶酶活:7.2×10-2 U/m L,纤维素酶酶活:75 U/m L),缓冲溶液p H=5.0,酶解温度45.0℃,酶解时间6 h。该条件下,微拟球藻EPA脂质得率为26.39%±0.12%,较未经酶解破壁时(15.87%)提高了66.29%。所得脂质中EPA含量为20.67±0.13g/100g,较未经酶解破壁时(14.49 g/100g)提高了42.63%。(3)酶解破壁促进微拟球藻EPA脂质提取的机理探究复合酶酶解破壁较单一酶酶解破壁能更加有效地提高微拟球藻的脂质得率,推测是因为纤维素酶和漆酶的协同作用,有效促进了微拟球藻中的中性脂和极性脂的提取。通过对所得EPA脂质组学分析,发现其含有17种脂质类别,未经酶解破壁组中含EPA脂质的含量为108.45 mg/g,酶解破壁组中为166.21 mg/g,较之未处理组提升53.26%,说明对微拟球藻进行酶解破壁,可以有效的提升微拟球藻EPA脂质中EPA含量。进一步地,对所得脂质组成的进行分析,发现酶解破壁后提取的脂质中溶血酰基甘油三甲基高丝氨酸(LDGTS)含量明显上升。本论文采用乙醇法提取EPA脂质,通过酶解破壁使所得脂质中EPA含量显著上升,并初步阐明酶解破壁促进EPA脂质提取的机理,为以微拟球藻为来源的EPA脂质营养品的生产与应用打下基础。
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