[發(fā)明專利]一種小球藻磁性分離方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110225274.7
• 申請(qǐng)日: 2011-08-08
• 公開（公告）號(hào): CN102277300A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭晨;王鋒;劉春朝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所
• 主分類號(hào): C12N1/12
• 分類號(hào): C12N1/12;C12R1/89
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 陳慧珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于小球藻磁性分離的磁性介質(zhì)回收方法，其屬于微藻分離領(lǐng)域。

背景技術(shù)

小球藻屬于單細(xì)胞綠藻，是真核生物，細(xì)胞內(nèi)含有豐富的葉綠素。小球藻含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)、食物纖維、核酸及葉綠素等，特別是其含有令人注目的生物活性物質(zhì)糖蛋白、多糖體以及高達(dá)13％的核酸等物質(zhì)。

小球藻具有增強(qiáng)人體免疫、防止病毒增殖、抑制癌細(xì)胞增殖、抑制血糖上升，降低血清膽固醇含量，排除毒素，迅速修復(fù)機(jī)體的損傷等功能。例如，1977年在中國(guó)臺(tái)灣醫(yī)學(xué)會(huì)雜志上，發(fā)表了臺(tái)北醫(yī)學(xué)院生化科研究室以花鼠做實(shí)驗(yàn)的報(bào)告，證實(shí)小球藻對(duì)糖尿病有降低血糖因子的作用，而且血糖降低后，并不會(huì)因此繼續(xù)降低而呈低血糖。1978年11月10日，日本《讀賣新聞》發(fā)表文章，報(bào)道根據(jù)近畿大學(xué)醫(yī)學(xué)教授研究小組多年的實(shí)驗(yàn)證明，小球藻有很好的降血壓效果。1979年，日本九州大學(xué)野本龜久雄教授發(fā)表實(shí)驗(yàn)報(bào)告，證實(shí)小球藻能使生物體內(nèi)免疫細(xì)胞中的T細(xì)胞活化，有效地復(fù)活免疫功能，延長(zhǎng)癌癥患者的生命。1988年，日本政府厚生省正式立法將小球藻列為具有療效的機(jī)能食品。1997年10月28日《中國(guó)時(shí)報(bào)》報(bào)道，臺(tái)北醫(yī)學(xué)院醫(yī)院系林松洲教授的實(shí)驗(yàn)證明小球藻可防止肺細(xì)胞纖維化，預(yù)防肺癌；CGF有協(xié)同性的殺菌效果，抗生素的劑量及其所帶來(lái)的副作用可減至最低。

基于小球藻的上述重要作用，小球藻在保健食品、天然產(chǎn)物類胡蘿卜素、水產(chǎn)養(yǎng)殖餌料、畜牧飼料添加劑的生產(chǎn)等方面被廣泛應(yīng)用。例如，小球藻為世界上公認(rèn)的健康食品，全世界微藻產(chǎn)業(yè)中產(chǎn)量最多的品種，在日本保健品中連續(xù)十年銷量第一，全世界年產(chǎn)量2000噸，主要生產(chǎn)地為東南亞地區(qū)。在日本，小球藻已應(yīng)用于臨床，對(duì)創(chuàng)傷、便秘、白細(xì)胞減少、缺鐵性貧血、少兒偏食造成的營(yíng)養(yǎng)不良、高血壓、糖尿病、動(dòng)脈粥樣硬化和高膽固醇血癥以及腫瘤等進(jìn)行輔助治療。

近年來(lái)，隨著藻類生物技術(shù)的迅速崛起，小球藻在“太空藻類學(xué)”、光合作用機(jī)理、跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)理等研究方面成為了一種很好的模式生物，是外源基因轉(zhuǎn)化和表達(dá)的優(yōu)良宿主，成為高附加值生物醫(yī)藥產(chǎn)品的生產(chǎn)者。

由于小球藻的廣泛應(yīng)用，因此市場(chǎng)上對(duì)小球藻的需求量較大，但微藻的分離和收集制約了微藻培養(yǎng)大規(guī)模放大及其工業(yè)化應(yīng)用。目前微藻的分離和收集的方法主要包括：離心、過(guò)濾、絮凝、氣浮。

離心分離法采用離心機(jī)來(lái)分離獲得微藻。典型的離心分離法如CN102051332A所示，其公開了一種含油微藻的收集方法，其包括如下步驟：將殼聚糖-路易斯酸絮凝劑加入到含油微藻培養(yǎng)液中，使微藻培養(yǎng)液中路易斯酸濃度為3-9mg/L，殼聚糖濃度為2-30mg/L；以200-500rpm的轉(zhuǎn)速快速攪拌微藻培養(yǎng)液1-5min，再以20-70rpm的轉(zhuǎn)速慢速攪拌20-40min，之后將微藻培養(yǎng)液靜置沉淀15-60min；將微藻絮體在轉(zhuǎn)速3000～5000rpm的條件下離心脫水，所得到的藻泥總脫水率可達(dá)98％以上。但由于離心法必須采用離心設(shè)備，一般是離心機(jī)來(lái)進(jìn)行，所需設(shè)備價(jià)格昂貴，固定資產(chǎn)(離心機(jī))投資大且能耗較高。

CN?101693878A公開了一種微藻的過(guò)濾方法，其將微藻液體中的水分過(guò)濾后通過(guò)虹吸排出并收集水分，以實(shí)現(xiàn)微藻和水分的分離，其所用裝置包括：微藻培養(yǎng)池，用于培養(yǎng)和收集微藻；微濾器，置于微藻培養(yǎng)池中，微濾器中安裝有能通過(guò)水分的微濾膜，用于過(guò)濾微藻中的水分和截流微藻；虹吸管，其一端為三通管，其中的一通連接微濾器的出水口，用于水的自吸，防止斷流，另一通連接水分收集池，將微藻培養(yǎng)池中的水分通過(guò)虹吸管以自流的方式流向位于水分收集池，第三通連接氣/液反沖入口；連接水分收集池的虹吸管上和氣/液反沖入口處均分別各安裝一電磁閥，該電磁閥用于控制反沖，實(shí)現(xiàn)微藻濃縮和收集連續(xù)操作。但由于微藻的直徑一般較小，例如小球藻直徑只有3～8微米，因此采用過(guò)濾方法的效率低，膜容易堵塞，操作難度大。

CN?101095459A公開了一種利用絮凝法濃縮海洋微藻的方法，其向微藻培養(yǎng)液中加入殼聚糖的有機(jī)酸水溶液，使微藻培養(yǎng)液中殼聚糖的濃度為0.3～8.0毫克/升，然后調(diào)節(jié)微藻培養(yǎng)液的pH值為4.5～8.5，使微藻絮凝，并采用靜止分層或氣浮方法收集絮凝物。一般情況下，采用絮凝方法分離和收集微藻需要使用各種磁性分離介質(zhì)，而磁性分離介質(zhì)與微藻分離困難，容易造成目標(biāo)產(chǎn)物的污染。

氣浮分離在微藻中應(yīng)用時(shí)通常需要磁性分離介質(zhì)或表面活性劑的輔助，因此存在著和絮凝方法同樣的問(wèn)題。