热力学与催化杂志
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微藻中类胡萝卜素的细胞破碎和加压液体提取

Josef Taucher、Sascha Baer、Philipp Schwerna、Dominik Hofmann、Magdalena Hümmer、Rainer Buchholz 和 Anna Becker

微藻是生产类胡萝卜素等高价值化合物的非常有前途的生物体。然而，迄今为止，它们的商业用途由于缺乏有效的工艺而受到阻碍，并且目前对于很少的菌株是可行的。最相关的因素之一是下游加工的大量工作，例如细胞破碎和提取。因此，所提出的研究致力于研究和优化微藻生产类胡萝卜素的这两个步骤。在实验室规模上对雨生红球藻、佐芬色绿球菌和索罗基尼小球藻这三个物种的六种不同细胞破碎技术（高压匀浆器、球磨机、Ultra Turrax、反复冻融、冷冻干燥、超声波）进行了比较。加压溶剂萃取后通过 HPLC-UV/Vis 测定类胡萝卜素回收率。此外，还对影响萃取方法的因素（如溶剂、温度、持续时间和循环次数）进行了优化，以达到最高的回收率。虽然球磨机和高压均质机等粗略机械方法对所有三种研究菌株的细胞破碎显示出最高的效率，但非机械方法（即重复冷冻和解冻循环）对虾青素提取效率的影响，叶黄素和β胡萝卜素的增加与细胞大小和细胞壁刚性成反比。对于雨生红藻与高压均质机相比，重复冷冻和解冻导致提取率降低 240 倍，而两种方法对于C. sorokiniana 的提取率相当。在六种测试溶剂中，二氯甲烷的胡萝卜素回收率最高，是正己烷的三倍。提取温度从室温到 120°C 的变化表明最佳提取温度为 60°C。10 分钟一个周期后，萃取几乎完全完成。这里提供的数据证明了实验室规模优化细胞破碎和提取过程以用于未来升级的必要性