小球藻(C h lTl sp.)隶属于绿藻纲绿球目卵囊藻科小 球藻属，是普生性真核单细胞绿藻。小球藻营光合自养，是 初级生产力，处于食物链的最低端，具有分布广泛[1]、生长周 期短、繁殖快等优点，成为第一种被人工养殖的微藻，在美 国、日本等国已有30多年的养殖历史[2]。小球藻营养丰富， 胞内富含蛋白质、不饱和脂肪酸、色素和维生素，其中必需氨基 酸、必需脂肪酸的组成全面，配比均衡，且无毒副作用，作为保 健食品、水产养殖饵料、畜牧伺料添加剂得到广泛应用[3_ 4]。不 仅如此，小球藻在污水处理[5_ 6]、co2减排[7]，以及生物能源[8- 9] 的开发利用方面都在世界范围内引起了广泛重视。
为了寻找一种安全有效的破壁方法，笔者主要通过超声 波破碎技术对小球藻进行破壁处理，考察了单因素料液比、 超声时间和超声功率对破壁效果的影响。通过响应曲面模 型对小球藻的超声波破壁工艺进行优化，旨在寻找最佳的操作条件。
1材料与方法
11 材料小球藻藻种，
由
昆山超声仪器有限公司提供。
1.2 设备与仪器生物显微镜；
分析电子天平
[赛多利斯科学仪器（北京）有限公司];Sdetz-IID 超声波细胞粉碎U)。
1.3方法
1.3.1单因素试验。
固定条件:超声波功率为500 W，处理 时间20 min，料液比1:200 (g: mL)，改变单一因素，考察其对 小球藻细胞破碎率的影响，每组试验重复3次，取平均值。 破碎率=[(原始细胞个数-破碎处理后剩余的细胞个 数)/原始细胞个数]X100%
1.3.2响应面法优化超声破壁技术。
根据Box-Behnken中 心组合试验设计原理，在单因素试验的基础上，选取3因素3 水平试验对提取条件进行优化，每组 试验重复3次，取平均值。针对得到的数据进行分析，利用 Design-Expert 8.0.6软件优化工艺条件，确定最优的料液比、 超声功率、超声时间。
2结果与分析
2.1超声破壁影响因素确定
2.1.1超声时间对细胞破碎率的影响。
固定料液比、超声波 功率等条件，研究不同超声时间对细胞破碎率的影响。超声 时间由3 min延长到15 min时破碎率从3%上升到76%，延长超声处理时间，细胞膜上会产生更多的孔洞，细胞更容易 破碎，进而导致细胞破碎率增加（图1)。当超声处理时间超 过15 min后，破壁率维持在75%左右，并没有明显提高，综合 能耗和经济效率的角度考虑，采用超声时间15 min进行超声 处理。
2.1.2超声波功率对细胞破碎率的影响。
固定料液比、超声 时间等条件，研究不同超声波功率对细胞破碎率的影响。超 声波功率由300 W升到450 W时细胞破碎率由50%增加到 73%(图2)。在刘圣臣等[ 1 5 ]的研究中也呈现同样趋势。其 可能原因是由于超声波导致细胞膜表面及周围的空化气泡 破裂，随着功率的增大，会产生大量的裂缝及孔洞，进而使细 胞壁破碎率增大[ 1 4 ]。但超过40 W继续增大功率，藻细胞 破壁率增加并不明显，从经济和效率方面综合考虑，采用 450 W为最佳功率所示。当料液比从1:100减小到1:1 000时，细胞破碎率先 升高后下降；当料液比为1 :00时，细胞破碎率最高，达 76%;料液比高于1:200时液体中藻细胞浓度过高，细胞聚集 成团影响超声破壁效果，破碎率仅有50%左右。随着水量的 增加，当料液比低于1 :200之后藻细胞浓度降低，导致细胞 破碎率低，因此，1:00为超声破碎时最适合的料液比。
2.2响应面法对超声破碎方法进行优化，
用Design-Expert 8.0.6软件进行方差分析。从方差分析结果 可知，试验所选模型极显著（ P < 0.01); —次项中超声时间 (A)和超声波功率（ B)对细胞破碎率的影响达极显著 (P<0.000 1 )，料液比（ C )对细胞破碎率的影响为显著（P< 0.05);二次项中超声时间(A)、超声波功率（ B )、料液比（ C ) 对细胞破碎率的影响均为极显著(P<0.01);交互项中AB、 AC影响为显著(P<0.05)，而BC影响不显著，可以看出各因 素对响应值的影响不是简单的线性关系，影响程度从大到小 依次为超声时间(A)、超声波功率(B)、料液比(C)。
