T藻胆蛋白的提取技术与生物活性研究

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藻胆蛋白的提取技术对生物活性的影响研究受到普遍重视，本文综述了藻胆蛋白的提取技术和生物活性研究的最新进展。

关键词：藻胆蛋白；提取技术；生物活性Review on E xtraction Technology and Biological Activity o f PhycobiliproteinLI Hua-jia ，YANG Fang-mei(College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)Abstract ：Phycobiliprotein is a kind of characteristic pigment protein which exhibits anti-oxidation activities and enhances immunity and anti-tunour activities. The phycobiliprotein has been widely applied in functional foods, cosmetics and medicine.The relationship between extraction technology and biological activities has been given much attention by researchers. This article reviewed the newly development and achievement of extraction technology and biological activity of phycobiliprotein.Key words ：phycobiliprotein ；extraction technology ；biological activity中图分类号：S93 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2005)07-0243-04收稿日期：2005-04-28基金项目：江苏省高新技术研究计划(BG2002323，GB2003318)作者简介：李华佳(1982-)，女，硕士研究生，研究方向为食品生物工程。

藻胆蛋白是存在红藻、蓝绿藻和隐藻的藻胆体(Phycobilisomes,PBS)中的捕光色素蛋白，能把捕获的光能高效的传递给叶绿素，从而使海藻的光合作用得以发生。

藻胆蛋白主要包括藻蓝蛋白(Phycocyanin)、藻红蛋白(Phycoerythrim)和别藻蓝蛋白(Allphycocyanin)三类[1]。

藻胆蛋白在藻类中的含量可达细胞干重的25%～28%[2]，藻类除含一般营养成分，如碳水化合物、钙、镁、锌等矿物质、维生素外，还含有特殊的生物活性成分，如不饱和脂肪酸、藻多糖、藻类色素等。

藻类对环境适应性强，养殖成本低，适宜规模化生产，被联合国粮农组织推荐为人类明天最理想的食品[3]。

藻类可作为功能因子用于保健食品和功能食品，也可用作鱼、虾、贝等海产品的特殊饲料[4,5]。

藻胆蛋白的提取技术与生物活性研究受到食品、化妆品、医药等领域的普遍重视。

１藻胆蛋白的提取和纯化技术研究1.1细胞破碎方法藻胆蛋白是水溶性蛋白，提取比较方便，但属于细胞内蛋白，必须要破碎细胞壁和细胞膜，使藻胆蛋白以溶解状态释放出来，并保持活性[6]。

许多方法和试验条件都被尝试用于处理大量的细胞和提取藻胆蛋白，例如冻融法、球磨法、机械破碎法等，是通过压力、剪切力来达到目的的[7]。

目前用于藻胆蛋白提取过程中的细胞破碎法主要有以下几种：1.1.1反复冻融法将收集的藻体用蒸馏水洗涤，重新悬浮，在－20℃以下冰冻，再在5℃融解，反复几次，利用细胞内冰粒的形成和盐浓度增高引起溶胀，使细胞破碎[6][8,9]。

据彭为民等的经验用此法破碎细胞效果更理想，操作也简单方便[2]，一般适于实验室少量样品的处理。

1.1.2化学试剂处理法用十二烷基磺酸钠(SDS)处理藻体细胞，破坏其细胞膜来提取藻胆蛋白。

据林卫红等的试验，用此法破坏纯顶螺旋藻细胞膜提取藻蓝蛋白，提取率高达98%，并明显优于用冻融法提取的对照组[6]。

此外，有人用0. 2% NaNO3或KCl和溶菌酶联合作用提取藻胆蛋白。

用化学法适用于大量样品的制备，但因加入了化学试剂，后期纯化难度增加，且操作不好易引起蛋白变性。

1.1.3溶胀法直接用蒸馏水或低盐溶液浸泡藻体细胞，使其溶胀、破裂，释放出藻胆蛋白。

但此法提取周期长，蒸馏水浸泡要10d，低盐溶液浸泡也要3～4d。

1.1.4超声波破碎法运用超声波破碎细胞壁使藻胆蛋白溶出，该法常作为辅助方法，还须与其它方法合用以最大限度破碎细胞。

且超声波破碎细胞产热大，多用在实验室小量操作。

1.1.5组织捣碎法将材料配成西糊状液，用高速组织捣碎机来破碎藻体细胞。

该法报道不多。

在实际生产中，常把反复冻融法和超声波破碎法结合使用来破碎细胞，对设备要较高，要注意散热，以免温度过高使蛋白变性，破坏产品成分。

也有使用化学试剂处理的，但此法增加了后期操作难度。

1.2提取纯化方法研究藻胆蛋白粗提液中杂蛋白含量较高，还需进一步纯化。

其纯度高低一般采用最大可见吸收峰波长处的吸光值与280nm处的吸光值之比(Aλm ax/A280)来表示。

藻胆蛋白的纯度一般要求Aλm ax/A280＞4[2]。

1.2.1盐析法通过加入盐溶液使蛋白沉淀析出，在藻胆蛋白粗提中常用的盐溶液为硫酸胺。

用25%(W/V)饱和度硫酸胺可将藻红蛋白沉淀出，用30%(W/V)饱和度硫酸胺可将藻蓝蛋白沉淀出，用50%(W/V)饱和度硫酸胺可将别藻蓝蛋白沉淀出[6][10]。

但也有研究结果表明30%和50%的硫酸胺析出沉淀物中，藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白的比例几乎一样，即用此法不能分离出藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白[2]。

1.2.2结晶法利用不同藻胆蛋白在低浓度硫酸胺中可产生不同晶体的特点，用结晶方法来提取藻胆蛋白。

先用硫酸胺盐析，然后将沉淀放置20d以上，再用低饱和度的硫酸胺沉淀可得到藻胆蛋白沉淀，且纯度很高，在粗提中较为难得。

但此法周期较长。

1.2.3等电点沉淀法调节溶液pH至藻胆蛋白等电点，使藻胆蛋白溶解度下降而沉淀析出。

但是藻胆蛋白对pH敏感，需注意p H引起藻胆蛋白的变性。

1.2.4超滤法运用超滤膜过滤藻胆蛋白粗溶液，制得藻胆蛋白粗制品。

国外有人用NaNO3高渗-超滤法分离提纯藻胆蛋白，超滤时选用聚砜膜，在超滤过程中，无机盐和小分子蛋白质，包括小分子的藻毒素透过滤膜而去掉，特别适用于易产生水华的微囊藻脱毒[11]，提高产品的安全性。

用此法提取的藻胆蛋白是安全无毒的，且易于纯化；超滤的优点还在于脱水方便,产品易于干燥。

NaNO3高渗-超滤法是提取藻胆蛋白的简单易行的方法[11,12]。

但使用膜分离的方法报道较少。

1.2.5羟基磷石灰(HA)柱层析法此法是通常采用的方法，所用洗脱液为梯度浓度的磷酸盐缓冲液，搜集不同离子浓度的洗脱液，浓缩，再进行一次HA柱层析。

往往需要经过多次HA柱层析，再经Sphadex G-100层析，得单一蛋白溶液[2][9]。

用该法反复提纯效果较好，得到的蛋白纯度达4.5～6[6]。

1.2.6DEAE-纤维素离子交换柱法单独使用此法效果并不理想，需要和其它方法配合使用。

先用硅藻土545柱层析，用梯度浓度的pH7.0的硫酸胺溶液分级洗脱，分部搜集，再分别上DEAE-纤维素柱，用磷酸盐缓冲液(pH6.0)洗脱。

洗脱液再经盐析，沉淀，渗析，离心，上清液即为纯化的藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白，能达到4以上的纯度[6][13]。

1.2.7葡聚糖凝胶柱层析法此法常和其他方法结合使用，在纯化后期常能取得较好的效果。

如先用HA柱层析纯化，再用葡聚糖凝胶柱Bio-Gel p300层析可得纯度大于4的藻胆蛋白[6]。

最常用的是盐析提取，羟基磷石灰(HA)柱层析纯化的方法，但是该法加入了化学试剂，增加了纯化难度。

在工业生产中，采用膜分离的方法来提纯较好，此法易于规模化生产，而且将提取和纯化同时进行，操作简便，产品安全无毒，也有利于后期处理。