摘要
藻胆蛋白是一类具有出色光捕获、荧光及抗氧化特性的色素蛋白。在蓝细菌中，螺旋藻是富含藻胆蛋白的天然来源之一，尤其是藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白。然而，要大规模生产分析级藻胆蛋白仍面临诸多挑战，因为其后续处理过程极为复杂，需要经过多次纯化步骤，这不仅降低了产量，还限制了生产的可扩展性。本研究提出了一种简化策略，将超声辅助提取与水基离子液体溶液结合，并仅需一次疏水相互作用色谱分离，将其整合到生物精炼框架中，以此获得分析级藻蓝蛋白。该方法可使藻蓝蛋白的回收率高达50.44%，同时使别藻蓝蛋白的纯度提高10.57倍。此外，这种离子液体可在提取和纯化步骤中重复使用，而不会影响产量或纯度。通过从原料获取到最终产品的全生命周期评估，对该方法的环境影响进行了分析，评估范围涵盖了培养、采收与干燥、藻蓝蛋白提取与纯化、后期处理以及通过厌氧消化处理废弃生物质等生物精炼阶段。评估结果明确了主要的环境问题点，进而提出了针对性的改进措施——尤其是更换HIC色谱中的盐类以及提高离子液体的回收率——这些措施使得大多数类别的环境影响降低了65.9%至89.8%。还将该策略与两种不同的分析级藻蓝蛋白生产方案进行了比较，一种是传统方案，另一种则是创新方案，从而明确了该策略的优势与局限性。总体而言，这项研究为生产高纯度藻蓝蛋白提供了一条可行路径，能够在保证工艺效率的同时兼顾环境可持续性，有助于推动更环保的微藻生物工艺的发展。
