[發明專利]一種細胞反復凍融破膜提取裝置

在審

• 申請號: 201611243829.X
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN108251296A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 胡強;王貴春;楊小紅;張婉婉
• 申請（專利權）人: 國家開發投資公司;中國電子工程設計院
• 主分類號: C12M1/36
• 分類號: C12M1/36;C12M1/33
• 代理公司: 北京智為時代知識產權代理事務所(普通合伙) 11498
• 代理人: 王加嶺;楊靜

一種細胞反復凍融破膜提取裝置，包括一個驅動裝置、至少一個冷凍裝置和至少一個解凍裝置；所述驅動裝置驅動一履帶，所述冷凍裝置與所述解凍裝置交錯間隔地沿所述履帶延伸的方向設置；其中所述履帶表面設有淺槽，所述淺槽供填裝物料泥，所述履帶被所述驅動裝置驅動而帶動所述淺槽內的物料泥依次經過所述冷凍裝置和所述解凍裝置，使物料泥的物料細胞反復被冷凍和解凍，細胞內的水分經冷凍結冰形成的冰晶刺破所述物料的細胞膜，以供后續萃取過程中將物料的細胞膜內容物浸出。本發明的細胞反復凍融破膜提取裝置可用作微藻油脂的提取，同時還可作為一種大規模生產加工的自動化機械設備。

技術領域

本發明涉及一種微藻細胞或其它生物細胞生物活性成分的提取裝置。

背景技術

微藻成分的高效提取是微藻產業化應用的一個重要環節，近幾年來受到許多研究機構的重視。不同的藻類，其所含的高附加值成分也不相同。例如，小球藻主要用來培養以積累油脂，血球藻主要用于積累蝦青素，而螺旋藻的主要高附加成分有γ-亞麻酸(通常稱為GLA)和藻膽蛋白等。

目前，微藻油脂提取技術主要包括：超微粉碎技術、熱化學提取技術(濕熱法、蒸汽爆破法、擠壓膨化法)、化學法、酶法、超聲波、微波輔助提取法、脈沖電磁場法、高壓均質法、離子液體法等，目前研究最多的為超微粉碎技術、熱化學破壁技術和為了保護生物活性物質不被氧化分解的液氮保護破壁技術。而微藻經破壁之后形成的微藻漿液，含有微藻細胞壁碎片、細胞膜碎片、從細胞膜上脫落的膜蛋白、膜質、以及細胞膜的內容物如油脂和核酸等，這些物質既有脂溶性的，也有水溶性的。然后，將微藻破壁后的漿液，根據被提取成分的物化性質，采用不同的溶劑或溶劑組合浸提、萃取。然而，由于經過微細研磨后，細胞壁已經破碎，單個的微藻細胞已完全喪失了其形態，同時細胞膜也呈不規則的碎片化，使原本結合在細胞膜上的色素、磷脂和膜質類物質都進入到研磨后的漿液中，細胞壁上結合的碳水化合物如纖維素、木質素、糖蛋白脂類等也進入到研磨后的漿液中，造成破壁漿液組分的多樣性和復雜性，給后續對特定高附加值組分的提取造成相當困擾。其中，就比如說色素對微藻油的油品影響就很大，且色素與中性脂由于極性極為接近，使進一步的分離顯得非常困難。

近幾年，不研磨破碎細胞壁用萃取劑浸提的方法受到推崇。如CN20101060792.3號發明專利公開了一種微藻粉在甲醇、乙酸或它們的混合溶劑中浸取，然后將甲醇、乙酸或它們的混合物蒸發，以得到微藻油脂的方法。這種方法由于不破碎細胞壁，萃取難度大，效率也不高。凍融破細胞膜的方法在提取中，由于可以破細胞膜，釋放細胞膜的內容物同時保留細胞壁的完整性，在微藻油脂提取中越來越受到人們的重視。甚至有些研究發現，經反復凍融之后，再以有機溶劑浸提，油脂的提取率高達90％以上，且油品的品相非常理想。但是這些實驗目前還只是基于實驗室的小規模階段，在實驗中，會將干重4％～15％的藻泥鋪到培養皿中，經冰箱冷凍之后，再從冰箱拿出，轉移到常溫或解凍裝置中解凍，如此反復多次轉移，其非常不利用于實際生產應用。

為此，本發明希望可提供一種可應用到實際生產加工中的細胞反復凍融破膜提取裝置或設備，可用于工業化生產中對細胞內油脂或細胞膜內容物的提取工藝中。

發明內容

本發明的目的是提供一種細胞反復凍融破膜提取裝置，其主要針對微藻高附加值成分的提取而研發，可通過控制冷凍和解凍的溫度及時間控制，使微藻細胞的細胞膜被冷凍的冰晶刺破，而細胞壁保持完整，有助于細胞內水溶性物質或油脂的在下一步的浸提中溶出。

本發明的技術方案包括：

一種細胞反復凍融破膜提取裝置，其包括：

驅動裝置，所述驅動裝置驅動一履帶；

至少一個冷凍裝置和至少一個解凍裝置：所述冷凍裝置與所述解凍裝置交錯間隔地沿所述履帶延伸的方向設置；