蠕枝藻絲狀體抽取藻紅素之探討

Abstract

蠕枝藻 Helminthocladia australis 的絲狀體可以藉著環境條件的控制而大量培養。在兩種溫度之下 23 ℃ 土 2℃,19℃士2℃培養的絲狀體之增重率以 23 ℃略高。 在比較組織研磨器、球磨機及剪式均質機對濕藻磨碎的效果，前兩者優於後者。與乾藻研磨後之萃取效率相較時，前兩者亦具明顯較佳的萃取率，顯示溼藻直接研磨的方式用於藻紅素抽取是可行的。在五種鹽類 NaCl , KCl , CH3COONa , K2HPO4 , KH2PO4 水溶液對藻紅素的萃取效率方面，低濃度（ 0.01M , 0.05M , 0.1M ）下的萃取率比高濃度（ 0.5M , 1M ）溶液的萃取率要高，而純水的萃取效率與上述五種鹽類 0.01M 溶液比較時，並沒有明顯差異。萃取液溫度（ 5℃、25℃、30℃、40℃、50℃）的提升或下降對藻紅素的萃取效果影響不大。在藻膽色素的濃縮方法上，硫酸銨沉澱顯示，大部份的藻紅素在 30 ％至 40 ％飽和度的硫酸銨溶液下會沉澱下來。以蛋白質等電點沉澱色素的試驗中， pH=4 、4.25 及 4.5 的沉澱效果較佳， PH=3.5, 3.75 仍處於溶液中的藻紅素尚比沉澱下來的藻紅素多出三倍以上。使用有機溶劑沉澱蛋白質的方法中，以丙酮沉澱的效果優於 95 ％酒精，但藻紅素總量在有機溶劑處理過後，被破壞至 50 ％以下。在含低鹽的藻色素萃取液中 10 % , 20 % , 30 % , 40 % ( w/v ）的聚乙二醇幾乎沒有沉澱藻紅素的效果。而於含高濃度（0.5M , 1M）氯化鈉、氯化鉀及醋酸鈉的藻紅素萃取液中， 10 %( w/v ）聚乙二醇的添加即有沉澱的效果，同時藻藍素、異藻藍素在含醋酸鈉萃取液中之沉澱量比含氯化鈉、氯化鉀萃取液中的沈澱量高出 2 到 3 倍。不同濃度（5%,10%,15%）聚乙二醇對藻紅素的沉澱效果，以含高濃度（1M,0.5M）氯化鈉的萃取液配合 15 ％聚乙二醇的沈澱效果最好。雖然藻藍素、異藻藍素在此種組合的處理下沉澱量不多，但顯然的 5 % , 10 ％聚乙二醇的沉澱效果在任何濃度氯化鈉存在下，均少於 15 ％聚乙二醇的沈澱效果。利用超過濾系統濃縮的測試中，先以 0 . 14 μ m 孔徑的膜管濾除懸浮顆粒將提高超過濾系統的處理效率，分子量阻隔 15 萬的膜管對三種藻膽色素沒有分離的效果。 經由以上結果可以歸納出藻紅素最佳生產條件為：溼藻在 23 ℃ 下培養一個月後增重可達 23 倍，濾除海水之後即直接以球磨機磨碎藻體，接下來用常溫下的去離子水振盪萃取，所得萃取液加入 1M 氯化鈉及 10 % ( w/v ）聚乙二醇後，離心所得的沈澱物為 R 型藻紅素，其純度指標達 3.5 ，已符合食品級藻紅素的要求。