螺旋藻广泛用于食品、饲料和医药等领域,被联合国粮农组织推荐为“人类未来最优良的食物资源和未来食粮”。螺旋藻中含有藻多糖、藻蓝蛋白、β-胡萝卜素、叶绿素和叶黄素等生物活性物质,但目前国内螺旋藻厂家的产品主要以螺旋藻粉为主,深加工水平较低,原料未得到充分利用。本工作以福清市新大泽有限公司提供的极大螺旋藻干粉为原料,研究螺旋藻综合利用技术,分别得到小分子色素组分(叶绿素、叶黄素和β-胡萝卜素)、藻蓝蛋白和藻多糖粗提物。螺旋藻多糖的分离纯化与表征,主要采用pH选择性沉淀-膜分离-离子交换树脂组合纯化技术,制备得到高纯度螺旋藻多糖,并对螺旋藻多糖的产品质量与组成进行表征。进一步对所制备得到的高纯度螺旋藻多糖,进行抗氧化活性和降血糖活性初步研究。本工作主要研究结果如下:1.建立了螺旋藻综合提取工艺路线。以螺旋藻干粉为原料,分步提取得到β-胡萝卜素、叶黄素、叶绿素、藻蓝蛋白和螺旋藻多糖粗提物,剩余藻渣可用于饲料添加剂,实现了螺旋藻的全物料综合利用。进一步采用单因素实验法优化了各组分的提取条件。1)β-胡萝卜素提取优化条件:采用低极性有机溶剂提取,提取温度45℃,料液比为1:20,提取两次,每次提取时间为4h,提取率为94.8%。2)叶黄素提取优化条件:采用中极性有机溶剂提取,提取温度40℃,料液比为1:20,提取两次,每次提取时间为4h,提取率为96.4%。3)叶绿素提取优化条件:采用高极性有机溶剂提取,提取温度40℃,料液比为1:15,提取两次,提取时间为4h,提取率为98.4%。4)藻蓝蛋白提取优化条件:提取温度30℃,料液比为1:20,提取两次,每次提取时间为3h,藻蓝蛋白提取率达95.0%。5)螺旋藻多糖提取优化条件:料液比1:20,提取温度95℃,提取时间6h,提取次数两次,加入的碱为0.5%(w/v),得率为7.84%,纯度8.90%。2.分离纯化得到了高纯度螺旋藻多糖,并进行了结构的初步表征。本工作改进了传统的水提醇沉工艺,本工作采用pH选择性沉淀-膜分离-离子交换树脂法纯化,得到高纯度的螺旋藻多糖,纯度为96.3%,得率为1.06%。本工艺与传统水煮、浓缩、醇沉工艺相比,工艺简单,纯度显著提高;且避免了有机溶剂的使用和水煮浓缩的能耗,成本大幅降低,具有较大推广性。纯化后得到的高纯度螺旋藻多糖经气相色谱分析、红外光谱分析和核磁共振H谱分析,结果表明螺旋藻多糖主要由L-鼠李糖、D-阿拉伯糖、D-木糖、D-甘露糖和D-半乳糖组成,其摩尔比为4.0184:0.7885:0.3813:0.0413:0.0152;螺旋藻多糖含有的基团有O-H、C-H、乙酰氨基的C=O、甲基、内醚键(C-O-C)的C-O和羟基的C-O;糖环主要是吡喃环,其糖苷键的构型既有α型又有β型。3.螺旋藻多糖体内降血糖活性研究结果表明,螺旋藻多糖具有显著的降血糖和改善血糖调节水平作用,药效与阳性药物相当。高纯度螺旋藻多糖的降血糖活性高于螺旋藻粗多糖,但不与多糖含量成比例递增;说明藻多糖成份起主要降血糖作用,螺旋藻粗多糖可能含有其他降血糖组分。4.螺旋藻多糖具有一定的体外抗氧化能力(对DPPH·自由基、羟基自由基(·OH)、超氧阴离子(02-)的清除作用和还原能力),但活性显著低于Vc;高纯度螺旋藻多糖的体外抗氧化活性高于螺旋藻粗多糖,但与多糖的含量不呈线性关系,可能螺旋藻粗多糖中还含有其他抗氧化活性物质。通过测定四氧嘧啶致糖尿病小鼠的体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化氢酶(GSH-PX)的活性以及丙二醛(MDA)的含量,我们发现,螺旋藻多糖可以显著提高小鼠血清中SOD、CAT、GSH-PX酶活力和降低血清中MDA含量,能够有效的清除体内的自由基,减少活性氧自由基对机体的损害,提高机体的抗氧化能力。