异养小球藻粗蛋白质提取方法研究

异养小球藻粗蛋白质提取方法研究

论文摘要

小球藻是优良的单细胞蛋白源。小球藻含有20多种氨基酸,其中有成人的8种、婴儿的9种必需氨基酸,种类齐全、比例完美,小球藻蛋白质经消化吸收后在体内被利用的程度比较高,被FAO列为21世纪人类健康食品。本试验以异养小球藻粉为原料进行蛋白质提取,作为主产油的小球藻,其中的高附加值产物蛋白质含量约为12.2%,能够作为蛋白质来源,对其有效提取和利用有可能平衡微藻能源产业的高成本。具体试验结果如下:1.细胞破碎:通过对比试验确定采用热碱法来破碎小球藻细胞,以蛋白质溶出率为指标,先采用单因素试验确定提取过程中主要影响因素的最佳水平,然后利用正交试验对主要因素的相互作用进行研究,结果表明:小球藻在NaOH质量分数为20%,液料比为50:1,破碎时间为60 min,破碎温度为55℃的条件下蛋白质的溶出率最高,为55.24%。2.蛋白粗提:通过对比试验确定采用硫酸铵盐析法来粗提小球藻蛋白质,以蛋白质沉淀率为指标,对影响蛋白质沉淀率的主要因素:硫酸铵饱和度、pH、温度、时间进行了单因素试验,在此基础上进行三因素三水平的响应面优化试验,得到了小球藻蛋白质的最佳粗提条件,即硫酸铵饱和度为62%、pH为5.1、时间为30 min,此条件下小球藻蛋白质沉淀率为92.14%。3.成本分析:以优化后的培养基进行异养小球藻培养小试,培养结束得50 L培养液,测其藻细胞干重为97.3 g/L,藻细胞蛋白质含量为27.1%,油脂含量为41.2%,分别以原培养液及稀释五倍的培养液为原料进行蛋白质提取的对比试验,发现以原培养液直接提取蛋白质性价比更高,并测得蛋白质得率为59.36%,同时油脂得率为15.2%。因此,将50 L培养液全部用于提取蛋白质和油脂,理论上可提取粗蛋白质782.6 g,油脂304.7 g。在此基础上进行成本计算,可知主要成本为试剂费用847元,并对其进行分析和讨论,为后续研究提高效率降低成本提供参考。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 引言
  •   1.1 微藻概述
  •     1.1.1 微藻
  •     1.1.2 微藻的价值
  •   1.2 小球藻概述
  •     1.2.1 小球藻
  •     1.2.2 小球藻的价值
  •     1.2.3 小球藻的培养
  •     1.2.4 小球藻蛋白质
  •   1.3 小球藻蛋白质提取
  •     1.3.1 细胞破碎
  •     1.3.2 蛋白粗提
  •   1.4 课题背景、研究目的、研究内容
  •     1.4.1 课题背景
  •     1.4.2 研究目的
  •     1.4.3 研究内容
  • 第二章 异养小球藻细胞破碎方法
  •   2.1 试验材料与仪器
  •     2.1.1 试验材料
  •     2.1.2 主要试剂
  •     2.1.3 主要仪器
  •   2.2 分析测定方法
  •     2.2.1 水分的测定
  •     2.2.2 灰分的测定
  •     2.2.3 粗蛋白的测定
  •     2.2.4 粗脂肪的测定
  •     2.2.5 提取液蛋白含量的测定
  •   2.3 试验方法
  •     2.3.1 冻融法
  •     2.3.2 酶解法
  •     2.3.3 热碱法
  •     2.3.4 方法优化
  •   2.4 结果与分析
  •     2.4.1 小球藻粉基本组成
  •     2.4.2 蛋白质标准曲线
  •     2.4.3 冻融法对蛋白质溶出率的影响
  •     2.4.4 酶解法对蛋白质溶出率的影响
  •     2.4.5 热碱法对蛋白质溶出率的影响
  •     2.4.6 细胞破碎方法对比
  •     2.4.7 正交试验优化结果
  •   2.5 小结
  • 第三章 异养小球藻蛋白质粗提方法
  •   3.1 试验材料与仪器
  •     3.1.1 试验材料
  •     3.1.2 主要试剂
  •     3.1.3 主要仪器
  •   3.2 试验方法
  •     3.2.1 乙醇沉淀法
  •     3.2.2 等电点沉淀法
  •     3.2.3 盐析沉淀法
  •     3.2.4 方法优化
  •   3.3 结果与分析
  •     3.3.1 乙醇沉淀法对蛋白质沉淀率的影响
  •     3.3.2 等电点沉淀法对蛋白质沉淀率的影响
  •     3.3.3 盐析沉淀法对蛋白质沉淀率的影响
  •     3.3.4 蛋白质沉淀方法对比
  •     3.3.5 响应面试验结果
  •     3.3.6 响应面图及等高线图分析
  •     3.3.7 响应面试验优化结果
  •   3.4 小结
  • 第四章 成本分析
  •   4.1 小球藻蛋白质提取流程
  •     4.1.1 技术路线
  •     4.1.2 提取流程
  •     4.1.3 小试提取
  •   4.2 成本分析
  •     4.2.1 试剂成本
  •     4.2.2 设备耗电
  •     4.2.3 设备折旧
  •     4.2.4 工时成本
  •   4.3 讨论
  • 第五章 结论
  • 创新点与展望
  • 参考文献
  • 攻读学位期间取得的研究成果
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 胡守珍

    导师: 张乃群,毕生雷

    关键词: 异养小球藻,蛋白质,热碱法,盐析,成本分析

    来源: 南阳师范学院

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学

    单位: 南阳师范学院

    基金: 河南天冠集团车用生物燃料技术国家重点试验室的微藻生物质能源项目,课题编号为:2011BAD14B05

    分类号: Q946.1

    总页数: 75

    文件大小: 3130K

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