一种提高螺旋藻多糖活性的方法及螺旋藻多糖与流程

1.本发明属于螺旋藻养殖技术领域，具体涉及一种提高螺旋藻多糖活性的方法。


背景技术：

2.螺旋藻因丰富且全面的营养和保健价值，并含有多种生物活性物质而备受人们关注，现已成为重要的经济微藻之一。螺旋藻是一种高蛋白、低脂肪、低胆固醇、低热值的营养食品，它能为人体生命活动提供必需的营养素。螺旋藻多糖是一种从螺旋藻中提取的水溶性多糖，已经有许多研究报道了螺旋藻多糖具有多种生物活性，如抗病毒作用、抗肿瘤作用、免疫调节作用、降血糖作用、抗氧化作用等。研究发现螺旋藻多糖能改善3t3
‑
l1脂肪细胞的胰岛素抵抗作用，提高葡萄糖摄取能力。同时psp不仅能降低糖尿病小鼠血糖值，还能改善糖尿病引起的小鼠脂质代谢紊乱现象，还有研究发现通过检测螺旋藻多糖对烷基等3种自由基的清除作用，得出随着螺旋藻多糖纯度的不断提高，其抗氧化作用也不断增强。如在浓度不变的情况下，如何提高多糖自身的活性，现有技术中还未见报道。


技术实现要素：

3.本发明提供一种提高螺旋藻多糖活性的方法，包括如下步骤：
4.在环境温度28～35℃的条件下，将螺旋藻置于光强度为110000～120000lux的条件下培养2～4h。
5.本发明发现，将螺旋藻在上述强光胁迫的条件下进行培养，可使得其中的多糖的活性发生变化，尤其可显著地提升降血糖作用和抗氧化作用。
6.优选的，培养结束后将培养容器置于光强度60～100lux的条件下静置16～24h，对下沉部分的螺旋藻进行采收。基于螺旋藻的生理特性，通过充分地静置后，螺旋藻会分层为上浮藻和下沉藻，下沉藻中螺旋藻多糖的活性较高。
7.优选的，所述螺旋藻在光强度为110000～120000lux的条件下培养的过程中，培养体系的温度升高5～8℃
8.优选的，所述螺旋藻的培养在光生物反应器中进行，所述光生物反应器外形为圆柱型和异型的透明管体，所述管体的高度为1～3.5m，所述管体的直径为20～50cm；
9.或，所述光生物反应器为异形的透明管体，所述透明管体的横切面为等份梅花形，所述管体的高度为1～3.5m。
10.优选的，在置于光强度为110000～120000lux的条件下培养前，调整螺旋藻液中螺旋藻的密度为od
560
值0.2～0.6。
11.本发明另一方面保护本发明所述方法培养得到的螺旋藻。
12.本发明另一方面保护一种高活性的螺旋藻多糖，该多糖从本发明所述的螺旋藻中提取得到。本发明制备得到的螺旋藻与现有的螺旋藻多糖相比具有较高的抗氧化活性和降血糖活性。
13.优选的，通过碱提醇沉的方法对所述螺旋藻中的多糖进行提取。研究发现，通过碱
提醇沉法可充分地活性提高的螺旋藻多糖提取出来。
14.优选的，所述螺旋藻多糖的提取包括如下步骤：
15.1)将螺旋藻干粉与95％的乙醇按质量体积比1：7～10混合，浸泡8～12h，离心取沉淀，35～39℃烘干得藻粉；
16.2)将所述藻粉添加到ph为11～13的碱性溶液中，75～85℃水浴6～10h，离心，取上清液；
17.3)将所述上清液的ph调节至中性，加入20～30％的三氯乙酸沉淀蛋白，静置后取上清液；
18.4)向所述上清液中添加95％乙醇沉淀多糖，在2～6℃的条件下静置8～12h，离心，取沉淀，用丙酮洗涤沉淀1～3次，冷冻干燥，即得到螺旋藻多糖粉末。
19.本发明具有如下有益效果：
20.本发明首次发现在高光强照射下对螺旋藻进行胁迫培养，可有效地提高螺藻中多糖的活性，尤其是提高其抗氧化和降血糖活性。
21.本发明所述方法可同时提高螺旋藻中多糖的含量，有利于得到大量高活性的螺旋藻多糖。
附图说明
22.图1为螺旋藻培养的过程示意图。
23.图2为硫酸亚铁标准曲线。
具体实施方式
24.以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
25.实施例中涉及的螺旋藻由内蒙古鄂尔多斯螺旋藻养殖产业园区提供。
26.本实验采用太阳光为胁迫螺旋藻光源；将螺旋藻(od560＝0.3)接种于圆柱的光生物反应器中，反应器高120cm，培养液加至95cm处即液面位置；以距离地面以上25cm处的液面为分界线，分界线以上为上浮藻细胞，分界线以下为下沉藻细胞。
27.通过在圆柱形光生物反应器外壁包裹不同层数的pvc膜，来调整螺旋藻受到的光强的照射。
28.本发明的实验在鄂尔多斯市鄂托克旗螺旋藻产业园区进行，实验在2019年7月天气良好时上午10点开始进行。
29.实施例1
30.本实施例涉及一种提高螺旋藻多糖活性的方法，包括如下步骤：
31.1)从上午10点开始(此时环境温度约为28℃)，将圆柱形光生物反应器置于强光下，在圆柱形光生物反应器外壁包裹pvc膜，调整光生物反应器内的光照强度为110000～120000lux，持续培养3h；
32.2)培养完毕后，将光生物反应器移至室内，经检测，光强度约为80lux，静置处理至20h；
33.3)收集光生物反应器中下沉的螺旋藻。
34.实施例2
35.本实施例涉及一种提高螺旋藻多糖活性的方法，包括如下步骤：
36.1)从上午10点开始，将圆柱形光生物反应器置于强光下，在圆柱形光生物反应器外壁包裹pvc膜，使光生物反应器内的光照强度为110000～120000lux，持续培养2h；
37.2)培养完毕后，将光生物反应器移至室内，经检测，光强度约为80lux，静置处理至16h；
38.3)收集光生物反应器中下沉的螺旋藻。
39.实施例3
40.本实施例涉及一种提高螺旋藻多糖活性的方法，包括如下步骤：
41.1)从上午10点开始，将圆柱形光生物反应器置于强光下，在圆柱形光生物反应器外壁包裹pvc膜，使光生物反应器内的光照强度为110000～120000lux，持续培养4h；
42.2)培养完毕后，将光生物反应器移至室内，经检测，光强度约为80lux，静置处理至24h；
43.3)收集光生物反应器中下沉的螺旋藻。
44.实施例4
45.与实施例1相比，其区别在于，所述步骤3)中收集光生物反应器中上浮的螺旋藻。
46.1)从上午10点开始(此时环境温度约为28℃)，将圆柱形光生物反应器置于强光下，在圆柱形光生物反应器外壁包裹pvc膜，调整光生物反应器内的光照强度为110000～120000lux，持续培养3h；
47.2)培养完毕后，将光生物反应器移至室内，经检测，光强度约为80lux，静置处理至20h；
48.3)收集光生物反应器中上浮的螺旋藻。
49.对比例1
50.与实施例1相比，其区别在于，所述步骤1)中光照强度为3000～4000lux，其他操作步骤与实施例1相同。
51.对比例2
52.本对比例为在光生物反应器中正常生长的螺旋藻，不对光照强度进行特别调整。
53.实验例1
54.本实验例涉及实施例和对比例中多糖的提取和纯度测试，提取过程包括如下步骤：
55.1)用分析天平准确称取10g螺旋藻干粉，加入80ml 95％乙醇，浸泡过夜；4000r/min离心15min，37℃烘干藻粉；
56.2)按料液比1：20加入蒸馏水，用naoh将溶液ph调至12，80℃水浴8h；4000r/min离心20min，取上清，
57.3)用10％hcl将上清液ph调至7.0，然后加入25％的三氯乙酸沉淀蛋白。
58.4)静置30min后，6000r/min离心15min，上清加5倍体积的95％乙醇沉淀多糖，4℃过夜。6000r/min离心10min，取沉淀，用丙酮洗涤沉淀2次，冷冻干燥，即得到螺旋藻多糖粉末。
59.纯度测试包括如下步骤：
60.将螺旋藻多糖粉末溶于蒸馏水中，配制成1mg/ml的多糖溶液，在紫外分光光度计
中进行全波段扫描，波长范围为200～800nm，通过绘制标准曲线，测定吸光值，得到螺旋藻多糖的纯度，其标准曲线如图2。
61.所得结果如表1：
62.表1
[0063][0064]
由以上可以看出，经过强光处理后，上浮和下沉螺旋藻中的多糖含量与空白对照或弱光处理均有了明显的提高。
[0065]
实验例2
[0066]
本实验例涉及螺旋藻体外抗氧化活性的检测，包括如下步骤：
[0067]
(1)总抗氧活性
[0068]
将螺旋藻多糖溶于蒸馏水中，配制成一定浓度的样本溶液。96孔板的每个检测孔中加入180微升frap工作液。空白对照孔中加入5微升蒸馏水；标准曲线检测孔内加入5微升各种浓度的fes04标准溶液；样品检测孔加入5微升螺旋藻多糖溶液。37℃孵育3～5分钟后测定a
593
。对于frap法，总抗氧化能力用feso4标准溶液的浓度来表示，根据标准曲线计算出样品的总抗氧化能力。
[0069]
实验结果如表2：
[0070]
表2
[0071] 实施例1实施例4对比例1对比例2feso4(um)77726753
[0072]
(2)螺旋藻多糖对羟基自由基的清除作用
[0073]
将螺旋藻多糖溶于蒸馏水中，配制成一定浓度的样本溶液。应用液先在37℃水浴中预温3分钟，以下操作在37℃水浴中进行。
[0074]
表3操作表
[0075][0076]
混匀，室温放置20分钟后，波长550nm，光径1cm，双蒸水调零，测定各管吸光度。
[0077]
羟基自由基清除率＝(a
对照
‑
a
样本
)/a
对照
×
100％
[0078]
实验结果如表4：
[0079]
表4
[0080][0081]
(3)螺旋藻多糖对超氧阴离子自由基的清除作用
[0082]
将螺旋藻多糖溶于蒸馏水中，配制成一定浓度的样本溶液，其操作表如表5。
[0083]
表5操作表
[0084][0085]
混匀，静置10分钟，波长550nm，光径1cm，双蒸水调零，测定各管吸光度。
[0086]
超氧阴离子自由基清除率＝(a
对照
‑
a
样本
)/a
对照
×
100％
[0087]
实验结果如表6：
[0088]
表6
[0089][0090]
实验例3
[0091]
本实验例涉及螺旋藻体外降血糖活性的检测，包括如下步骤：
[0092]
将螺旋藻多糖溶于蒸馏水中，配制成一定浓度的样本溶液。以pnpg为底物，在2ml的磷酸盐缓冲液(ph6.8，0.1mol/l)中，加入2ml螺旋藻多糖样本溶液与2mmol/l的pnpg,再加入a
‑
葡萄糖苷酶(0.05u)，置于37℃水浴锅中反应1h，立刻加入4ml 0.2mol/l的碳酸钠终止液，测吸光度od
400
。
[0093]
计算公式：
[0094]
酶活性抑制率＝[a
空白
‑
(a
样品
‑
a
背景
)]/a
空白
×
100％
[0095]
实验结果如表7
[0096]
表7
[0097][0098]
由以上可以，上浮和下沉的螺旋藻中多糖的活性均有所增加，但是由于下沉的螺旋藻活性增加明显，且在实际操作的过程中，螺旋藻经强光处理后大部分发生下沉，因此选择下沉的螺旋藻作为高活性多糖的来源。
[0099]
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。