一種提取微生物油脂的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種提取微生物油脂的方法，包括以下步驟：將產(chǎn)油微生物接種發(fā)酵；將發(fā)酵結(jié)束后得到的發(fā)酵液通過分離系統(tǒng)，制得含水量在30-80wt%的濕菌體；將濕菌體和萃取用有機(jī)溶劑混合均勻后循環(huán)破碎，至乳液顆粒的體積平均粒徑小于800μm；將循環(huán)破碎后的菌體混合液經(jīng)過固液分離得到混合油及菌粕；將混合油脫溶得到微生物油脂。其無需經(jīng)過高溫烘干工序，能極大地降低油脂在高溫下的諸多劣變反應(yīng)，且節(jié)約能耗。另一方面，破碎及萃取同步進(jìn)行，由此可最大程度避免了與空氣接觸，從而避免了油脂在小粒徑狀態(tài)下的氧化，達(dá)到通過本方法提取酸價(jià)低、色澤淺、過氧化值低的高品質(zhì)微生物油脂的目的。
【專利說明】一種提取微生物油脂的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種提取微生物油脂的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA)一般是指含有兩個(gè)或兩個(gè)以上雙鍵且碳鏈長(zhǎng)度為18~22個(gè)的直鏈脂肪酸。根據(jù)雙鍵所在碳原子的位置不同一般又分為omega — 3系列不飽和脂肪酸和omega — 6系列不飽和脂肪酸。如二十二碳六烯酸(DHA)、二十碳五烯酸(EPA)屬于omega — 3系列，亞油酸、花生四烯酸(ARA)屬于omega —6系列。多不飽和脂肪酸(PUFA)具有許多重要的生理活性，它可以調(diào)節(jié)人體內(nèi)血脂和脂蛋白的正常代謝，降低血液中膽固醇的含量，具有預(yù)防心腦血管疾病的功能，同時(shí)能夠在體內(nèi)轉(zhuǎn)換成前列腺素類化合物從而起到提高機(jī)體免疫力的作用。
[0003]研究發(fā)現(xiàn)，某些真菌中含有較高的多不飽和脂肪酸，但其主要以甘油酯的形式貯存在菌體細(xì)胞內(nèi)。目前工業(yè)化提取微生物油脂主要是經(jīng)過菌體分離、造粒、烘干、萃取等步驟，例如現(xiàn)有一種提取花生四烯酸油脂的方法，包括以下步驟:1)將高山被孢霉接種發(fā)酵；
2)將發(fā)酵結(jié)束后得到的發(fā)酵液經(jīng)板框壓濾機(jī)制得含水量60%濕菌體；3)濕菌體經(jīng)粉碎后，再經(jīng)沸騰干燥得到干菌體；4)干菌體使用己烷多次萃取，脫溶后得到多不飽和脂肪酸ARA油脂。通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得，該方法提取的花生四烯酸油脂酸價(jià)為2.5mgK0H/g，過氧化值為
6.6meq/kg，顏色黃色值為24.2，紅色值為3.6。使用該方法提取的微生物油脂，產(chǎn)品的氣味重，色澤深，不夠透亮，因此油脂的品質(zhì)不高。
[0004]因此，研究提供一種新的提取微生物油脂的方法實(shí)為必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種能獲得高品質(zhì)微生物油脂的提取微生物油脂的方法。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種提取微生物油脂的方法，包括以下步驟:
(1)將產(chǎn)油微生物接種發(fā)酵；
(2)將發(fā)酵結(jié)束后得到的發(fā)酵液通過分離系統(tǒng)，制得含水量在30-80wt%的濕菌體；
(3)將濕菌體和萃取用有機(jī)溶劑混合均勻后進(jìn)行循環(huán)破碎，至乳液顆粒的體積平均粒徑小于800μ m ；
(4)將循環(huán)破碎后的菌體混合液經(jīng)過固液分離得到混合油及菌柏；
(5)將混合油脫溶得到微生物油脂。
[0007]按上述方案，所述的步驟(1)包括在發(fā)酵結(jié)束前添加酶制劑，所述酶制劑的質(zhì)量占發(fā)酵液體積的百分比不低于0.0001g/mL，優(yōu)選為0.0001~0.001g/mL。
[0008]按上述方案，所述的酶制劑為果膠酶、蛋白酶、纖維素酶、半纖維素酶或其組合，所述的酶制劑的添加時(shí)間為發(fā)酵結(jié)束前I至24小時(shí)。[0009]按上述方案，上述步驟(1)還包括在發(fā)酵體系中加入酶制劑后調(diào)節(jié)體系的PH和溫度為酶制劑相應(yīng)的最適pH值和最適溫度。
[0010]按上述方案，所述步驟(3)中濕菌體的重量和萃取用有機(jī)溶劑的體積比為1:2^1:6g/mL,優(yōu)選為1:2~1:3g/mL,所述的萃取用有機(jī)溶劑包括但不限于正己烷、石油醚或6號(hào)抽提溶劑。
[0011 ] 按上述方案，所述步驟(3 )中的循環(huán)破碎使用的循環(huán)破碎設(shè)備是膠體磨、剪切機(jī)或其組合；所述循環(huán)破碎后乳液顆粒的體積平均粒徑優(yōu)選為200-400μπι。
[0012]按上述方案，所述的產(chǎn)油微生物為高山被孢霉、深黃被孢霉、裂殖壺菌、隱甲藻或雙鞭甲藻。 [0013]按上述方案，所述的分離系統(tǒng)為板框壓濾機(jī)或者離心機(jī)。
[0014]按上述方案，上述方法還包括在步驟(4)固液分離后得到的菌柏加入萃取用有機(jī)溶劑，進(jìn)行循環(huán)破碎，將循環(huán)破碎后的菌體混合液分離得到混合油，將該混合油與前述混合
徹口開O
[0015]按上述方案，上述方法提取的微生物油脂的酸價(jià)〈I mgKOH/g，過氧化值:〈3 meq/kg，顏色:黃色值〈10，紅色值〈1.5。
[0016]本發(fā)明提取微生物油脂的方法無需經(jīng)過高溫烘干工序，能極大地降低油脂在高溫下的諸多劣變反應(yīng)，且節(jié)約能耗。另一方面，破碎及萃取是同步進(jìn)行的，由此可最大程度避免了與空氣接觸，從而避免了油脂在小粒徑狀態(tài)下的氧化，達(dá)到通過本方法提取酸價(jià)低、色澤淺、過氧化值低的高品質(zhì)微生物油脂的目的。更進(jìn)一步地，本發(fā)明在破碎過程中直接加入萃取用有機(jī)溶劑進(jìn)行循環(huán)破碎，能極大地節(jié)約后續(xù)含溶劑廢水處理的能耗，有利于環(huán)保。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實(shí)例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0018]實(shí)施例1
以高山被孢霉菌種作為發(fā)酵菌種，依次按下列步驟操作:
1)將高山被孢霉接種發(fā)酵；發(fā)酵結(jié)束前I小時(shí)加入質(zhì)量為發(fā)酵液體積0.0001g/mL的果膠酶；
2)將發(fā)酵結(jié)束后得到的發(fā)酵液經(jīng)板框壓濾機(jī)制得含水量在30wt%的濕菌體；
3)取1000g濕菌體，加入2000ml正己烷，于膠體磨中循環(huán)破碎2次，至乳液顆粒的體積平均粒徑為800 μ m。將菌體混合液通過板框壓濾機(jī)得到混合油及菌柏，將混合油脫溶得到多不飽和脂肪酸ARA油脂，收率為85.3wt%。其中油脂的酸價(jià)為0.56mgK0H/g,過氧化值為
1.4meq/kg，顏色的黃色值為4.0，紅色值為1.0。
[0019]實(shí)施例2
以高山被孢霉菌種作為發(fā)酵菌種，依次按下列步驟操作:
1)將高山被孢霉接種發(fā)酵發(fā)酵結(jié)束前4小時(shí)加入質(zhì)量為發(fā)酵液體積0.0001g/mL的果膠酶和0.0OOlg/mL蛋白酶；
2)將發(fā)酵結(jié)束后得到的發(fā)酵液經(jīng)板框壓濾機(jī)制得含水量在50wt%的濕菌體；
3)取1000g濕菌體，加入3000ml正己烷，于剪切機(jī)中循環(huán)破碎3次，至乳液顆粒體積平均粒徑為700 μ m，再將混合液通過板框壓濾機(jī)得到一萃混合油及一萃菌柏；4)將一萃菌柏加入2000ml正己烷，于剪切機(jī)中循環(huán)破碎2次，然后通過板框壓濾機(jī)分
離得到二萃混合油；
5)合并一萃、二萃混合油脫溶得到多不飽和脂肪酸ARA油脂，收率為89.4wt%。其中油脂的酸價(jià)為酸價(jià)0.6mgKOH/g，過氧化值為1.5meq/kg，顏色黃色值4.2，紅色值為1.0。
[0020]實(shí)施例3
以高山被孢霉菌種作為發(fā)酵菌種，依次按下列步驟操作:
1)將高山被孢霉接種發(fā)酵；發(fā)酵結(jié)束前8小時(shí)加入質(zhì)量為發(fā)酵液體積0.0002g/mL的蛋白酶和0.0002g/mL的果膠酶；
2)將發(fā)酵結(jié)束后得到的發(fā)酵液經(jīng)板框壓濾機(jī)制得含水量在80wt%的濕菌體；
3)取1000g濕菌體，加入4000ml石油醚，于剪切機(jī)中循環(huán)破碎5次至乳液顆粒體積平均粒徑為600 μ m，再將混合液通過離心機(jī)得到一萃混合油及一萃菌柏；
4)將一萃菌柏加入2000ml石油醚，于剪切機(jī)中循環(huán)破碎2次，然后通過離心機(jī)分離得到二萃混合油；
5)合并一萃、二萃混合油脫溶得到多不飽和脂肪酸ARA油脂，收率為91.0wt%。其中油脂的酸價(jià)為0.6mgK0H/g，過氧化值為1.8meq/kg，顏色黃色值為4.8，紅色值為1.1。
[0021]實(shí)施例4
以高山被孢霉菌種作為發(fā)酵菌種，依次按下列步驟操作:
1)將高山被孢霉接種發(fā)酵；發(fā)酵結(jié)束前16小時(shí)加入質(zhì)量為發(fā)酵液體積0.0003g/mL的果膠酶和0.0003g/mL的蛋白酶；
2)將發(fā)酵結(jié)束后得到的發(fā)酵液經(jīng)板框壓濾機(jī)制得含水量在60wt%的濕菌體；
3)取1000g濕菌體，加入6000ml6號(hào)抽提溶劑，于膠體磨和剪切機(jī)中分別循環(huán)破碎4次(共8次)至乳液顆粒體積平均粒徑為200 μ m，再將混合液通過離心機(jī)得到一萃混合油及一萃菌柏；
4)將一萃菌柏加入2000ml6號(hào)抽提溶劑，于膠體磨和剪切機(jī)中分別循環(huán)I次，然后通過離心機(jī)分離得到二萃混合油；
5)合并一萃、二萃混合油脫溶得到多不飽和脂肪酸ARA油脂，收率為92.0wt%。其中油脂的酸價(jià)為0.68mgK0H/g，過氧化值為2.3meq/kg，顏色黃色值為5.1，紅色值為1.1。
[0022]實(shí)施例5
以高山被孢霉菌種作為發(fā)酵菌種，依次按下列步驟操作:
1)將高山被孢霉接種發(fā)酵；發(fā)酵結(jié)束前16小時(shí)加入質(zhì)量為發(fā)酵液體積0.0002g/mL的果膠酶和0.0003g/mL的蛋白酶；
2)將發(fā)酵結(jié)束后得到的發(fā)酵液經(jīng)板框壓濾機(jī)制得含水量在60wt%的濕菌體；
3)取1000g濕菌體，加入2500ml正己烷，于膠體磨和剪切機(jī)中分別循環(huán)破碎2次(共4次)至乳液顆粒體積平均粒徑為400 μ m，再將混合液通過離心機(jī)得到一萃混合油及一萃菌柏；
4)將一萃菌柏加入2000ml正己烷，于膠體磨和剪切機(jī)中分別循環(huán)破碎I次，然后通過離心機(jī)分離得到二萃混合油；
5)合并一萃、二萃混合油脫溶得到多不飽和脂肪酸ARA油脂，收率為95.5wt%。其中油脂的酸價(jià)為0.64mgK0H/g，過氧化值為2.0meq/kg，顏色黃色值為4.4，紅色值為1.0。[0023]實(shí)施例6
以裂殖壺菌作為發(fā)酵菌種，依次按下列步驟操作:
1)將裂殖壺菌接種發(fā)酵；發(fā)酵結(jié)束前24小時(shí)加入質(zhì)量為發(fā)酵液體積0.0001g/mL的纖維素酶，并同時(shí)調(diào)節(jié)體系的PH和溫度為纖維素酶發(fā)揮活性所需要的最適pH值和最適溫度；
2)將發(fā)酵結(jié)束后得到的發(fā)酵液經(jīng)離心機(jī)制得含水量在80wt%的濕菌體；
3)取1000g濕菌體，加入2500ml正己烷，于膠體磨和剪切機(jī)中分別循環(huán)破碎2次(共4次)至乳液顆粒體積平均粒徑為500 μ m，再將混合液通過離心機(jī)得到一萃混合油及一萃菌柏；
4)將一萃菌柏加入2000ml正己烷，于膠體磨和剪切機(jī)中分別循環(huán)破碎I次，然后通過離心機(jī)分離得到二萃混合油；
5)合并一萃、二萃混合油脫溶得到多不飽和脂肪酸DHA油脂，收率為93.8wt%。其中油脂的酸價(jià)為0.7mgK0H/g，過氧化值為2.4meq/kg，顏色黃色值為6.7，紅色值為1.2。
[0024]實(shí)施例7
以深黃被孢霉作為發(fā)酵菌種，依次按下列步驟操作:
1)將深黃被孢霉接種發(fā)酵；發(fā)酵結(jié)束前16小時(shí)加入質(zhì)量為發(fā)酵液體積0.0008g/mL的半纖維素酶，并同時(shí)調(diào)節(jié)體系的PH和溫度為半纖維素酶發(fā)揮活性所需要的最適pH值和最適溫度；
2)將發(fā)酵結(jié)束后得到的發(fā) 酵液經(jīng)板框壓濾機(jī)制得含水量在60wt%的濕菌體；
3)取1000g濕菌體，加入2500ml正己烷，于膠體磨和剪切機(jī)中分別循環(huán)破碎2次(共4次)至乳液顆粒體積平均粒徑為600 μ m，再將混合液通過離心機(jī)得到一萃混合油及一萃菌柏；
4)將一萃菌柏加入2000ml正己烷，于膠體磨和剪切機(jī)中分別循環(huán)破碎I次，然后通過離心機(jī)分離得到二萃混合油；
5)合并一萃、二萃混合油脫溶得到多不飽和脂肪酸EPA油脂，收率為94.0wt%。其中油脂的酸價(jià)為0.55mgK0H/g，過氧化值為1.7meq/kg，顏色黃色值為4.0，紅色值為1.0。
[0025]實(shí)施例8
以隱甲藻作為發(fā)酵菌種，依次按下列步驟操作:
1)將隱甲藻接種發(fā)酵；發(fā)酵結(jié)束前16小時(shí)加入質(zhì)量為發(fā)酵液體積0.0009g/mL的果膠
酶；
2)將發(fā)酵結(jié)束后得到的發(fā)酵液經(jīng)板框壓濾機(jī)制得含水量在60wt%的濕菌體；
3)取1000g濕菌體，加入2500ml正己烷，于膠體磨和剪切機(jī)中分別循環(huán)破碎2次(共4次)至乳液顆粒體積平均粒徑為400 μ m，再將混合液通過離心機(jī)得到一萃混合油及一萃菌柏；
4)將一萃菌柏加入2000ml正己烷，于膠體磨和剪切機(jī)中分別循環(huán)破碎I次，然后通過離心機(jī)分離得到二萃混合油；
5)合并一萃、二萃混合油脫溶得到多不飽和脂肪酸DHA油脂，收率為95.6wt%。其中油脂的酸價(jià)為0.77mgK0H/g，過氧化值為2.lmeq/kg，顏色黃色值為7.0，紅色值為1.0。
[0026]實(shí)施例9以雙鞭甲藻作為發(fā)酵菌種，依次按下列步驟操作:
1)將雙鞭甲藻接種發(fā)酵；發(fā)酵結(jié)束前16小時(shí)加入質(zhì)量為發(fā)酵液體積0.0Olg/mL的果膠酶； 2)將發(fā)酵結(jié)束后得到的發(fā)酵液經(jīng)板框壓濾機(jī)制得含水量在60wt%的濕菌體；
3)取1000g濕菌體，加入2500ml正己烷，于膠體磨和剪切機(jī)中分別循環(huán)破碎2次(共4次)至乳液顆粒體積平均粒徑為500 μ m，再將混合液通過離心機(jī)得到一萃混合油及一萃菌柏；
4)將一萃菌柏加入2000ml正己烷，于膠體磨和剪切機(jī)中分別循環(huán)破碎I次，然后通過離心機(jī)分離得到二萃混合油；
5)合并一萃、二萃混合油脫溶得到多不飽和脂肪酸DHA油脂，收率為94.9wt%。其中油脂的酸價(jià)為0.7mgK0H/g，過氧化值為2.5meq/kg，顏色黃色值為6.6，紅色值為1.2。
[0027] 本發(fā)明提取微生物油脂的方法無需經(jīng)過高溫烘干工序，能極大地降低油脂在高溫下的諸多劣變反應(yīng)，且節(jié)約能耗。另一方面，破碎及萃取是同步進(jìn)行的，由此可最大程度避免了與空氣接觸，從而避免了油脂在小粒徑狀態(tài)下的氧化，達(dá)到通過本方法提取酸價(jià)低、色澤淺、過氧化值低的高品質(zhì)微生物油脂的目的。更進(jìn)一步地，本發(fā)明在破碎過程中直接加入萃取用有機(jī)溶劑進(jìn)行循環(huán)破碎，能極大地節(jié)約后續(xù)含溶劑廢水處理的能耗，有利于環(huán)保。
【權(quán)利要求】
1.一種提取微生物油脂的方法，其特征在于:它包括以下步驟: 將產(chǎn)油微生物接種發(fā)酵； 將發(fā)酵結(jié)束后得到的發(fā)酵液通過分離系統(tǒng)，制得含水量在30-80wt%的濕菌體； 將濕菌體和萃取用有機(jī)溶劑混合均勻后進(jìn)行循環(huán)破碎，至乳液顆粒的體積平均粒徑小于 800 μ m ； 將循環(huán)破碎后的菌體混合液經(jīng)過固液分離得到混合油及菌柏； 將混合油脫溶得到微生物油脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提取微生物油脂的方法，其特征在于:所述的步驟(1)包括在發(fā)酵結(jié)束前添加酶制劑，所述酶制劑的質(zhì)量占發(fā)酵液體積的百分比不低于0.0001g/mL。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提取微生物油脂的方法，其特征在于:所述的酶制劑為果膠酶、蛋白酶、纖維素酶、半纖維素酶或其組合，所述的酶制劑的添加時(shí)間為發(fā)酵結(jié)束前I至24小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的提取微生物油脂的方法，其特征在于:所述步驟(3)中濕菌體的重量和萃取用有機(jī)溶劑的體積比為l:2~l:6g/mL,所述的萃取用有機(jī)溶劑包括但不限于正己烷、石油醚或6號(hào)抽提溶劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的提取微生物油脂的方法，其特征在于:所述步驟(3)中的循環(huán)破碎使用的循環(huán)破碎設(shè)備是膠體磨、剪切機(jī)或其組合；所述循環(huán)破碎后乳液顆粒的體積平均粒徑為200-400 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所 述的提取微生物油脂的方法，其特征在于:所述的產(chǎn)油微生物為高山被孢霉、深黃被孢霉、裂殖壺菌、隱甲藻或雙鞭甲藻。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的提取微生物油脂的方法，其特征在于:所述的分離系統(tǒng)為板框壓濾機(jī)或者離心機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的提取微生物油脂的方法，其特征在于:它還包括在步驟(4)固液分離后得到的菌柏加入萃取用有機(jī)溶劑，進(jìn)行循環(huán)破碎，將循環(huán)破碎后的菌體混合液分離得到混合油，將該混合油與前述混合油合并。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的提取微生物油脂的方法，其特征在于:它提取的微生物油脂的酸價(jià)〈I mgKOH/g，過氧化值:〈3 111叫/1^，顏色:黃色值〈10，紅色值〈1.5。
【文檔編號(hào)】C11B1/00GK103525537SQ201310497556
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】汪志明, 田勇, 周強(qiáng), 楊剛, 陸姝歡, 余超 申請(qǐng)人:嘉必優(yōu)生物工程（武漢）有限公司