專利名稱：一種生產(chǎn)具改善了的生物學(xué)效應(yīng)的藻類的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)改善了的生物學(xué)效應(yīng)的藻類的方法。
從遠古時期起，人類就將藻類用作養(yǎng)分和食物。遠東的人們是消費藻類的主力;但是，近來，發(fā)達國家也使用干固形式或片劑的藻類。藻類是具有極高營養(yǎng)價值的載體，因為干固形式的藻類含有高濃度的健康生命所必須的物質(zhì)，例如，維生素、蛋白質(zhì)、蛋白微元素的復(fù)合物、糖份，多聚不飽和脂肪酸等。
近來，環(huán)境污染已成為世界性的問題。今天，有毒重金屬(如，鉛、汞、鎘、銅)及致癌物(如濃縮的多環(huán)芳族化合物)對海洋的污染已不容忽視。這些物質(zhì)積聚在海藻體內(nèi)是個難題。由海洋獲得的或在其它天然條件下繁殖的“完整海藻”，不能用于人或動物的養(yǎng)分，食物、化妝品和藥品;只有事先經(jīng)提純除去了生物學(xué)有害物質(zhì)之后的“完整海藻”的一些組分才是可用的。這類提純方法之一，參見CaramesdeGuovea“CosmeticsandToiletries”95，47(1980)。然而，提純使一部分生物學(xué)活性成分被分解，因此，所獲的海藻成分的生物學(xué)價值顯著地降低(ZajicPropertiesandProductsofalgaeEditionPlanum，NewYork，〔1970〕)。
因此，制備沒受環(huán)境污染的無菌藻類已漸重要。
已知有一些人工培育藻類的方法，例如，于陽光下的盆中，或在保證無菌條件的封閉空間內(nèi)于天然光照或人工光照或無光照條件下培育藻類。
據(jù)日本公開專利第5696690號，藻類的培育使用海藻，無菌海水，人工光照，含各種養(yǎng)分鹽的溶液。
據(jù)日本公開專利第4517146號，單細胞綠小球藻的工業(yè)化培育是使用無菌淡水培養(yǎng)基并在排除二氧化碳和光照的條件下完成的。
法國專利2103462號也揭示了單細胞淡水綠藻的培育，其工業(yè)化的培育是使用含適當(dāng)養(yǎng)分鹽的營養(yǎng)液以光合成的方式來實現(xiàn)的。
據(jù)匈牙利公開專利第4613/84和4614/84號，藻類的培育是在天然來源的礦泉水、醫(yī)用水或供熱水中，或它們的混合物中，并添加金屬化合物至10-2mole/L的濃度來實現(xiàn)的。
在任何已知的方法中，用于制造食品、飼料或醫(yī)藥的藻類均是在無菌條件下人工生產(chǎn)的。在這些方法中，培育藻類的條件所導(dǎo)致的結(jié)果是，所獲藻類的性質(zhì)與在無環(huán)境污染的天然條件下生長的藻類相似;或由于人工培育的方式不同，使所獲藻類的性質(zhì)稍差。
由現(xiàn)有技術(shù)的方法人工培育的藻類，如果含有幾種元素，如硒，鋅和銀的話，也只是微量的。
已知的是硒具有多種生物學(xué)功能，參見ThressaetalNutritionReview35，7(1977)，Shamberger.J.ofEnv.Path.andTox.4，305(1980)，Masukawaetal.Experientia39，405(1983)。還知道的是，硒具有降低血壓的效應(yīng)，改善心臟的局部缺血，含氧量低和梗塞的狀態(tài)，以及抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)的蠟性脂褐質(zhì)化(Ceroidallipofuscinosis);硒還對牙周炎有改善效應(yīng)，降低患癌癥的可能性;此外，硒還被認為是一種突變抑制劑。還已證實的是，缺硒可以引起多種疾病，例如，肝壞死，肌壞死，血紅細胞膜破裂，心電圖中的ST升高，惡性營養(yǎng)不良綜合癥及多種硬化癥。
硒的有益作用主要是基于其激活谷胱甘肽過氧化酶的效應(yīng)，該酶是抑制有害過氧化過程的重要內(nèi)生抑制子。作為谷胱甘肽酶輔基的不可缺少的成分，硒是生命中最重要的不可缺少的物質(zhì)之一，硒不在生物體內(nèi)積聚，因此要不斷地補充。直至今日，也只能通過無機化合物(二氧化硒，亞硒酸鈉等)將硒引入生物體內(nèi)。
本發(fā)明的目的是要提供具特殊生物學(xué)性質(zhì)的藻類，而且，由于硒含量的增高，可以保證硒的生物學(xué)效應(yīng)。
本發(fā)明基于這樣的認識，即在某種條件下，藻類不僅能在含硒的溶液中生存(也就是不死去)，而且還能生長，因而，可在含高濃度硒的營養(yǎng)溶液中培育。這是令人驚奇的認識，因為，先有技術(shù)認為，藻類會被毒性的硒殺死。再者，本發(fā)明還基于這樣的認識，即，硒被摻入到于某一條件下在含硒培養(yǎng)基中培育的藻類生物體內(nèi)。
因此，本發(fā)明涉及制備具改善了的生物學(xué)效應(yīng)的藻類的方法，其中，所選擇出的藻類在無菌條件下，于含有淡水和營養(yǎng)鹽分的培養(yǎng)基中，在有二氧化碳和光存在的情況下，以光合成的方式培育，或者，在無光條件下，在還含有碳，氮，氫，氧的培養(yǎng)基中培育，然后，分離所獲的藻類。根據(jù)本發(fā)明，無機的或(和)有機的硒化合物以10-7至2×10-3摩爾/升的濃度加到培養(yǎng)基中，然后，在培養(yǎng)基上接種能摻入硒的藻類的純培養(yǎng)物。該純培養(yǎng)物的獲取方法是，將所選定的藻類接種到液體培養(yǎng)基中，該培養(yǎng)基含有無機的(也可含有機的)營養(yǎng)成分，然后用N-甲基-N′-硝基-N-亞硝基胍處理。在通過突變所獲的單個藻中，選擇出能在含硒培養(yǎng)基中培養(yǎng)時即能摻入硒，并且生長率至少與野生品系相同的藻。用如此所獲的純培養(yǎng)物接種培養(yǎng)基后，經(jīng)過培育期，分離出藻，如果需要、再干燥至最適含水量，用已知的超聲方法或研磨方法使之分解。
根據(jù)本發(fā)明，能摻入硒的藻的純培養(yǎng)物最好從單細胞綠藻或蘭藻中制備，如小球藻(Chlorellasp)，柵藻(Scenedesmus sp.)及螺旋藻(Spirulina sp.)，具體方法為，在用N-甲基-N′-硝基-N-亞硝基胍處理后，小心地將細胞洗出來，分散到一系列固體培養(yǎng)基中，這些培養(yǎng)基經(jīng)稀釋而制成，并且補充了濃度為10-7至2×10-3摩爾/升的硒化合物。在所培養(yǎng)出的藻中，選擇出迅速生長并又能摻入硒的最優(yōu)選的品系，用液體培養(yǎng)基進一步培育，這樣得到的純藻培養(yǎng)物是可用于工業(yè)生產(chǎn)的。
這樣，在生長期間，硒被摻入到按上述處理過的藻類生物體內(nèi)，其濃度平均比原有藻高出104倍。
在工業(yè)化培育能摻入硒的藻的培養(yǎng)基中，以蒸餾水作為液體。在這類培養(yǎng)基中，除了常規(guī)的營養(yǎng)物質(zhì)之外，還補充以無機的或(和)有機的硒化合物。如此制備的并經(jīng)滅菌的培養(yǎng)基接種藻的種子培養(yǎng)物，即如上所述的能摻入硒的種類。在其生長過程中，藻將硒攝入到其生物體內(nèi)，且沒有以上所述的不期望的毒性污染。
將如此制備的藻從培養(yǎng)基中分離出，用已知方法，在溫和條件下，以最適的65℃溫度，最高不超過80℃，進行干燥。干燥后的藻，用研磨適當(dāng)分解為約1微米大小的顆粒。另外，濕的藻類濃縮物也可經(jīng)超聲處理分解，然后以上述條件干燥。
這樣得到的是含硒量為250-400μg/g的藻粉，它可以直接被應(yīng)用或消費，或用于食品，飼料和化妝品中，或與藥物和生物學(xué)活性物質(zhì)一起使用，或(和)作為這些物質(zhì)的添加劑，其形式可以是這些產(chǎn)物的任何商品形式，優(yōu)選的是片劑、膠囊或其他劑型。
本發(fā)明方法的主要優(yōu)點可以總結(jié)如下a)藻類可以按廉價易行的方法并用簡便的設(shè)備來培育。
b)培育后不需純化和多步驟的后處理。
c)藻類是于無菌條件下培育的，排除了環(huán)境污染，因而，毫無疑問的是這樣獲得的藻可被人類消費。
d)能夠得到具有比現(xiàn)有藻類的含硒量更高且具有改善了的生物學(xué)和生理學(xué)效應(yīng)的藻類。
e)依本發(fā)明方法所獲的藻類可以廣泛地(并且優(yōu)選地)應(yīng)用于營養(yǎng)品、化妝品、醫(yī)藥以及其它領(lǐng)域。
依本發(fā)明方法獲得的藻類最優(yōu)選的應(yīng)用是治療領(lǐng)域，因為硒是谷胱甘肽過氧化物酶輔基的活化劑。硒不在生物體內(nèi)聚集，使用本發(fā)明方法所獲的藻則可以補充硒，從而使由于缺硒所引起的各種健康損害均可得到治療。
以下的非限制性的實例更詳細地說明了本發(fā)明。
實例1在25-27℃，將柵藻(Scenedesmusobtisiusculus)接種在含100-500μg/mlN-甲基-N′-硝基-N-亞硝基胍的Bold氏液體培養(yǎng)基上，放在250ml燒瓶中搖振培養(yǎng)30分鐘。然后，用水小心洗出細胞，分散到用瓊脂固化的一系列Bold氏培養(yǎng)基上。這一系列的培養(yǎng)基中含有硒，其濃度為從3.125μg/ml開始，按成倍地增長直至400μg/ml。在這些培養(yǎng)基上生長并存活的群體被分離出來，將所選擇的細胞系在含至少20μg/ml硒的Bold氏營養(yǎng)液中以實驗室級進行繁殖。最適于摻入硒的且具有和野生(對照)品系幾乎相導(dǎo)的生長率的群體在含有至少20μg/ml硒的培養(yǎng)基中繁殖。
將細胞分離出，小心地用水洗，超聲分解，以65℃干燥，再以原子吸收法測定藻的含硒量。
按上述所獲藻粉的含硒量如下所示品種含硒量(μg/g藻粉)未處理的野生Ⅰ號50未處理的野生Ⅱ號30FM-I-1201300FM-I-18712400FM-441/871600FM-449/871800實施例240mg亞硒酸鈉加到裝于10升容積的藻類繁殖玻璃瓶內(nèi)的8升Knop-Pringsheim氏培養(yǎng)基上。將所獲的營養(yǎng)液在超過一巴的壓力下于121℃滅菌30分鐘。將無菌液冷卻，再用能摻入硒的柵藻(Scenedesmusobtisiusculus)的純凈培養(yǎng)物接種。在25℃，將含5%二氧化碳的無菌空氣吹入培養(yǎng)基，整個系統(tǒng)用放電管照明，光照為4000lux，波長為440-520和640-700μm。
經(jīng)14天培養(yǎng)后，從培養(yǎng)基中分離出藻，用水洗，超聲處理分解，在65℃以下小心干燥。所獲藻粉的含硒量為1200μg/g。
實施例3裝于10升藻類繁殖器內(nèi)的8升蒸餾水中，溶入8.0g硝酸鈉，0.8g硫酸鎂半水合物，0.8g磷酸氫二鉀，2.5mlAron氏微量元素溶液，5g葡萄糖，0.1g半胱氨酸，0.1g甲硫氨酸。向該營養(yǎng)液中補充50mg亞硒酸鈉，用無菌濾器過濾，在保證無菌條件下，接種純凈的可摻入硒的柵藻(Scenedesmusobtisiusculus)。經(jīng)4天于25-28℃暗處繁殖后，從培養(yǎng)基中分出藻，用水洗，超聲分解，65℃以下干燥。所獲藻粉的硒含量為1380μg/g。
實施例4遵循實施例2所述方法，只是不用熱處理，代之以G-5型消毒細菌濾器過濾消毒培養(yǎng)基。所獲藻粉的含硒量為1300μg/g。
實施例5按實施例2或3所述方法，不同之處在于，用經(jīng)過實施例1所述的突變處理而得到的能摻入硒的小球藻(Chloellavulgaris)取代柵藻(Scenedesmusobtisiusculus)。
所獲藻粉的含硒量為品種含硒量(μg/g藻粉)“野生”Ⅰ型140“野生”Ⅱ型140DV-35-423200
DV-78-202300DV-104-211500實施例6遵循實施例2或3所述的方法，只是用能摻入硒的小球藻(Chlorellaminitissima)取代柵藻(Scenedesmusobtisiusculus)。所獲藻粉的含硒量為1400μg/g。
實施例7遵循實施例2或3所述的方法，不同點在于，營養(yǎng)液升溫最多至50℃，使用耐溫且能摻入硒的藻(Aphanocapsathermalis))。所獲藻粉的含硒量為品種含硒量(μg/g藻粉)“野生”型130DV-12-2201100DV-12-3401550實施例8遵循實施例2所述的方法，不同之處在于，使用屬于蘭藻的且能摻入硒的螺旋藻(Spiruliansp.)取代柵藻(Scenedesmusodtisiusculus)。所獲藻粉的含硒量為
品種含硒量(μg/g藻粉)“野生”型130DV-12-2201100DV-12-3401550實施例8遵循實施例2所述的方法，不同之處在于，使用屬于蘭藻的且能摻入硒的螺旋藻(Spiruliansp，)取代柵藻(Scenedesmusobtisiusculus)。所獲藻粉的含硒量為品種含硒量(μg/g藻粉)“野生”Ⅰ型50“野生”Ⅱ型30HE-87-1041100HE-89-2411200HE-89-3021500實施例9遵循實施例2所述的方法，不同之處在于，營養(yǎng)液的溫度降低至8℃，使用耐寒且能摻入硒的絲狀蘭藻(Nostoccommune)。所獲藻粉的含硒量為
品種含硒量(μg/g藻粉)“野生”型140BK-1218-21140實施例10在經(jīng)過消毒過濾并裝于10升藻類繁殖瓶中的8升Bold氏培養(yǎng)基中加入5×10-3亞硒酸鈉。用按實施例1所述制備的能摻入硒的小球藻(Chlorella fusca)接種所獲的培養(yǎng)基。按實施例2所述使藻繁殖14天。然后過濾，小心用水洗，在80℃以下干燥。所獲藻粉的含硒量為2700μg/g。
實施例11用按實施例1所述繁殖的能摻入硒的柵藻(Scenedesmus obliquus)接種到含8升Bold氏營養(yǎng)液和10-7M亞硒酸鈉的培養(yǎng)瓶中，然后，按實施例10所述方法，得到的藻粉的含硒量為300μg/g。
實施例12遵循實施例2的方法，不同之處在于，分離出的藻在65℃干燥，研磨分解至1μm顆粒，所獲藻粉的含硒量為1200μg/g。
權(quán)利要求
1.一種制備具改善生物學(xué)效應(yīng)的藻類的方法，其中，在無菌條件下，在有二氧化碳存在和光照條件下，于含有淡水和營養(yǎng)鹽分的培養(yǎng)基中，以光合成的方式培育所選擇的藻類，或者在無光條件下，在還含有碳、氫、氧和氮的培養(yǎng)基中培育所選擇的藻，該方法包括，以10-7-2×10-3摩爾/升的濃度加入無機的或(和)有機的硒化合物，以能摻入硒的純凈藻種接種培養(yǎng)基，如果需要，在培育和用超聲或研磨分解藻類之后，使其干燥，其中純凈的藻種獲得方法是用所選擇出的藻接種含無機(也可含有機的)養(yǎng)分的液體培養(yǎng)基，再以N-甲基-N′-硝基-N-亞硝基胍處理，然后，在另外還含有硒的培養(yǎng)基中培育該種藻，最后，選擇出即能摻入硒同時又具有至少與原來藻類相等的生長率的藻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中包括在培養(yǎng)基中使用亞硒酸鈉和(或)二氧化硒作為無機硒化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中包括在培養(yǎng)基中使用硒代胱氨酸和(或)硒蛋氨酸作為有機硒化合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中包括使用小球藻(Chlorella)或柵藻(Scenedesmus)的品種作為所選擇出的藻類。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中包括使用藻(Aphanocapsa thermalis)作為所選擇的藻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中包括使用地木耳(Nostoc commune)作為選擇的藻。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中包括使用小球藻(Chlorella minitissim或Chlorella fusca)作為選擇出的藻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中包括使用淡水蘭藻作為選擇出的藻。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中包括使用螺旋藻(Spirulina sp.)作為蘭藻。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中包括使用柵藻(Scenedesmus obtisiusculus或Scenedesmus oblignus)作為所選擇出的藻。
全文摘要
本發(fā)明涉及制備富含硒的且具有改善了的生物學(xué)效應(yīng)的藻，在無菌培養(yǎng)條件下，以光合成的方式或在排除空氣的條件下，發(fā)展出適于摻入硒的藻類，以含硒濃度為10
文檔編號C12R1/89GK1034842SQ88101399
公開日1989年8月23日 申請日期1988年3月18日 優(yōu)先權(quán)日1988年2月9日
發(fā)明者彼得·利特瑞特·那格, 加?！毤涌? 埃塞比特·瑞得維尼, 米克勞斯·法畢安, 加?！つ帷と饾? 加尼·絲勃畢瑞克 申請人:科拉·科麥蒂凱·哈茨塔爾塔維伊帕里·瓦拉爾