論螺旋藻藻藍(lán)蛋白提取純化方法研究

陳軍峰

摘 要： 螺旋藻藻藍(lán)蛋白是一種具有抗氧化、增強(qiáng)機(jī)體免疫力、抗癌、保肝等功能的物質(zhì)，且可用于食品、醫(yī)療等領(lǐng)域，具有較高的利用價值，對改善公眾健康具有積極的作用。而螺旋藻藻藍(lán)蛋白在具體的生產(chǎn)中，提取純化方法是影響螺旋藻藻藍(lán)蛋白產(chǎn)量的重要因素。故此，文章展開對螺旋藻藻藍(lán)蛋白提取純化方法的分析，結(jié)合相關(guān)研究內(nèi)容分別對提取方法和純化技術(shù)進(jìn)行闡述，旨在為螺旋藻藻藍(lán)蛋白的提取純化提供參考，推動螺旋藻藻藍(lán)蛋白產(chǎn)量提升。

關(guān)鍵詞： 螺旋藻；藻藍(lán)蛋白；提取方法；純化技術(shù)

螺旋藻為絲狀多細(xì)胞螺旋形原核藻類生物，具有較高的蛋白含量，且螺旋藻本身具有較好的繁殖能力，可為螺旋藻大范圍繁育提供基礎(chǔ)。而螺旋藻藻藍(lán)蛋白則是一種安全，且無毒副作用的蛋白資源，可應(yīng)用到諸多領(lǐng)域中。當(dāng)前，國內(nèi)外研究者對螺旋藻藻藍(lán)蛋白的提取純化較多，并取得了一定的成就?；诖?，螺旋藻藻藍(lán)蛋白的提取純化方法展開研究與分析，分析具體幾種純化技術(shù)，詳細(xì)內(nèi)容如下。

1螺旋藻藻藍(lán)蛋白的相關(guān)研究

1.1螺旋藻藻藍(lán)蛋白結(jié)構(gòu)

藻藍(lán)蛋白包含一個蛋白與一個發(fā)色團(tuán)，其中蛋白是由分子量18Mu與20Mu的α和β亞基構(gòu)成，且二者之間相互作用，使得單體形成，且單體間由多臺連接，形成多聚體。藻藍(lán)蛋白的亞基體內(nèi)以多聚體形式存在，包含三聚體、六聚體等。且藻藍(lán)蛋白的聚集態(tài)受到PH值、蛋白質(zhì)濃度等因素影響。

1.2藻藍(lán)蛋白的生理活性

藻藍(lán)蛋白是一種安全、無毒的蛋白資源，其具有顯著的生理活性特征，先對藻藍(lán)蛋白的生理活性展開分析，詳細(xì)內(nèi)容如下。

（1）抗氧化性。相關(guān)研究表明，藻藍(lán)蛋白可清除過氧化亞硝酸陰離子，如ONOO-，且研究中還發(fā)現(xiàn)，隨著藻藍(lán)蛋白的含量增加，其抗氧化活性也得到明顯增加。說明藻藍(lán)蛋白的具有可清除有毒自由基的功能，且其本身無毒無害，可作為治療藥劑使用。

（2）抗炎性。研究人員對藻藍(lán)蛋白的抗炎性進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)藻藍(lán)蛋白對活性氧具有清除行為。而炎癥主要是由過氧化物和羧基自由基所誘發(fā)的，藻藍(lán)蛋白可實(shí)現(xiàn)對其的清除，可達(dá)到抗炎活性。

（3）熒光性。藻藍(lán)蛋白的光譜學(xué)與結(jié)構(gòu)特性使得其擁有獨(dú)特的定向與定量特征，可實(shí)現(xiàn)對可見光譜的吸收，高度的熒光量子效應(yīng)。這一熒光性使得藻藍(lán)蛋白可作為熒光探針在生物領(lǐng)域運(yùn)用。

2螺旋藻藻藍(lán)蛋白提取技術(shù)研究

螺旋藻藻藍(lán)蛋白需要擇取有效的提取技術(shù)，可保障螺旋藻藻藍(lán)蛋白的獲取質(zhì)量。其中，常見的藻藍(lán)蛋白可分為蛋白溶出和蛋白沉淀2個過程。如果想要實(shí)現(xiàn)藻藍(lán)蛋白的提取，需要率先對細(xì)胞壁和細(xì)胞膜進(jìn)行破碎，促使其可以溶解到溶液中，再給予適當(dāng)?shù)姆椒?，促使藻藍(lán)蛋白可以沉淀，且保障這一過程中蛋白質(zhì)的活性不會受到影響。

相關(guān)研究者對常見的螺旋藻藻藍(lán)蛋白提取中的細(xì)胞破碎方法進(jìn)行總結(jié)，反復(fù)凍融法、化學(xué)試劑處理法、溶脹法超聲波和組織搗碎法等，對于沉淀則包含鹽析、結(jié)晶、等電點(diǎn)沉淀和超濾幾種。其中具體的細(xì)胞破碎中，溶脹法使用中，其具體的提取周期較長，不適宜大量藻藍(lán)蛋白生產(chǎn)，而超聲波法的提取率不高。故此，在實(shí)際的藻藍(lán)蛋白的提取中，多以反復(fù)凍融和化學(xué)試劑最為常用。而實(shí)驗(yàn)中，多選擇反復(fù)凍融法進(jìn)行提取，且制備的量相對較少。而實(shí)際的操作中，多以幾種方式的混合使用，可保障藻藍(lán)蛋白的溶出效果。

待細(xì)胞破碎后，需要對藻藍(lán)蛋白進(jìn)行提取。結(jié)合具體的沉淀方法，可以發(fā)現(xiàn)等電點(diǎn)沉淀法是選擇蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)時溶解度最小的特性，通過調(diào)整PH值，可以達(dá)到等電點(diǎn)的的效果，從而使得藻藍(lán)蛋白可以沉淀析出。此外，鹽析對藻藍(lán)蛋白的沉淀析出效果也相對較好，且主要以硫酸銨鹽的效果更為理想。且不同濃度的硫酸銨溶液鹽析還可達(dá)到將藻藍(lán)蛋白和別的藻藍(lán)蛋白進(jìn)行區(qū)分。

Silveira ST等，提出料液比0.08 g/ml、溫度25℃、4 h，得到的PC濃度是3.68 mg/ml，這種情況為最佳的的藻藍(lán)蛋白提取條件。

3藻藍(lán)蛋白的純化方法分析

純化技術(shù)是在粗提取的基礎(chǔ)上，對藻藍(lán)蛋白進(jìn)行純化，具體的純化技術(shù)相對較多，，常見的純化方法包括：離心、硫化銨沉淀和凝膠過濾層析、羧基磷灰石柱層析等方法。在實(shí)際的應(yīng)用中，單獨(dú)的純化技術(shù)效果相對較差，可選擇綜合利用的方式，達(dá)到純化的效果。以硫酸銨鹽析與羧基磷灰石柱為例，具體操作中，借助反復(fù)凍融+超聲破碎的方式，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞破碎，在借助鹽析+離心的方式，在進(jìn)行羧基磷灰石在過柱，并離心去沉淀，可實(shí)現(xiàn)對藻藍(lán)蛋白的純化。相關(guān)研究者提出雙水相萃取和離子交換層析的方式，且得到較高的藻藍(lán)蛋白純度，如果實(shí)施再一次離子交換，還可實(shí)現(xiàn)純度的進(jìn)一步上升，進(jìn)而獲取高純度的藻藍(lán)蛋白。這種方法的基本原理是借助雙水相體系，實(shí)現(xiàn)兩相的分配系數(shù)不同，所致的上下相濃度差異，完成對藻藍(lán)蛋白的純化。這種方式具有耗時少，操作簡單和能耗低、且可工藝化的特征。但是，雙水相萃取也存在一定缺陷，不易完全從聚合物中分離的藻藍(lán)蛋白。

在實(shí)施藻藍(lán)蛋白中的提取純化過程中，需要實(shí)施亞基分離過程，相關(guān)研究者提出，可借助高效液相色譜法分離藻藍(lán)蛋白的α亞基和β亞基，實(shí)現(xiàn)亞基的洗脫。

隨著藻藍(lán)蛋白的應(yīng)用價值被不斷發(fā)掘，藻藍(lán)蛋白的提取純化方法的研究也逐漸增多，多種新型的藻藍(lán)蛋白純化方法不斷涌現(xiàn)，如殼聚糖親和沉淀+活性炭吸附+DEAE Sephadex A-25柱層析。其具有成本不高、消耗較低、操作便捷等特點(diǎn)，但仍舊需要進(jìn)一步完善與改進(jìn)。這些因素說明，藻藍(lán)蛋白純化方法中，主要以復(fù)合的純化效果較為理想，可滿足藻藍(lán)蛋白的純化需求。

結(jié)束語：

本文研究分析螺旋藻藻藍(lán)蛋白的提取純化方法，先對具體藻藍(lán)蛋白的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，再螺旋藻藻藍(lán)蛋白的活性特征進(jìn)行闡述，并詳細(xì)的對當(dāng)前螺旋藻藻藍(lán)蛋白的提取和純化方法進(jìn)行闡述，旨意為相關(guān)研究者提供參考，綜合提升螺旋藻藻藍(lán)蛋白的提取純化效果，保障螺旋藻藻藍(lán)蛋白的功能性與可靠性。

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