專利名稱：一種從藻類和真菌細(xì)胞中破壁提取dha的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從微生物中提取有效組分的方法，尤其是從藻類和真菌細(xì)胞中提 取DHA(二十二碳六烯酸)的方法。
背景技術(shù)：
藻類和真菌是生物圈中的重要組成部分，是水生生態(tài)系統(tǒng)中水產(chǎn)動(dòng)物整個(gè)生長(zhǎng)過(guò) 程(或是特定發(fā)育階段)的唯一餌料或是餌料生物的餌料，同時(shí)微藻和真菌接近植物種類， 在種質(zhì)、生化組成、代謝途徑等方面具有多樣性、復(fù)雜性和特殊性，因此這就決定其在食用、 保健和藥物等方面的價(jià)值。人類通過(guò)大量的培養(yǎng)微藻和真菌來(lái)開(kāi)發(fā)人類所需的大量高附加 值的生物活性產(chǎn)物，因此微藻和真菌在現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)中發(fā)揮著巨大的作用，很多抗生素、維 生素、氨基雜環(huán)、多肽、蛋白酶、色素、脂類產(chǎn)物等特別是長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸均通過(guò)微生物 進(jìn)行發(fā)酵提取獲得。二十二碳六烯酸(DHA)作為一種多不飽和脂肪酸，其潛在的醫(yī)用藥用價(jià)值受到了 世界的廣泛關(guān)注，引起了食品、醫(yī)藥甚至化妝品等行業(yè)的高度重視。DHA的主要來(lái)源在海洋 生物和微生物的微藻類及真菌中，從海洋生物提取DHA由于成本高，價(jià)格昂貴；而藻類和真 菌來(lái)源廣泛，成本低廉受到了研究者的青睞。由于藻類和真菌的細(xì)胞壁組成和厚度差異比較大，所以傳統(tǒng)上通常采用酸堿破 壁，有機(jī)溶劑提取，如CN 200710025079. 3專利申請(qǐng)中公開(kāi)的，利用通過(guò)堿破壁隱甲藻后在 將細(xì)胞機(jī)械破壁，然后對(duì)破碎的菌體采用有機(jī)溶劑萃取，獲得DHA粗油。但是這類傳統(tǒng)方法 破壁率比較低、容易造成環(huán)境污染，且易破壞細(xì)胞內(nèi)所需的提取產(chǎn)物，提取中采用有機(jī)溶劑 萃取雖然提取得率比較高可以達(dá)到95%，但是也會(huì)影響最終產(chǎn)物的有機(jī)殘留。還有另一種 方法是采用蛋白酶進(jìn)行破壁，但常常需要根據(jù)情況混合多種不同的蛋白酶才能起到破壁的 效果，同時(shí)調(diào)整酶解條件成本比較高，效率也不高，不適合大規(guī)模生產(chǎn)使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在于提供一種無(wú)需任何有機(jī)溶劑和化學(xué)藥物的輔助，采用物理方 法將藻類和真菌細(xì)胞破壁并提取胞內(nèi)油脂產(chǎn)物DHA(二十二碳六烯酸)，適合于低成本的大 規(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明所說(shuō)的方法如下1)將發(fā)酵結(jié)束后的微藻或真菌發(fā)酵液通過(guò)分離系統(tǒng)分離收集細(xì)胞，保持菌泥含水 量在70 80%，用酸調(diào)節(jié)菌泥pH2. 0 4. 0，然后將菌泥在200 250rpm攪拌20 40min ；2)控制菌泥溫度在10 20°C ；3)在菌泥中加入1 3% (重量比)的抗氧化劑；4)將菌泥通過(guò)高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)行高壓均質(zhì)破壁；5)將破壁后的菌泥升溫到80 90°C，然后按照重量比菌泥水=1 (1 3) 從菌泥底部通過(guò)布?xì)夤芗尤?0 90°C的水，在250 350rpm攪拌50 80min，將料液通過(guò)三相分離機(jī)分離得到DHA油脂。上述所說(shuō)的酸為鹽酸、硫酸或檸檬酸。上述所說(shuō)的抗氧化劑為維生素E、天然迷迭香、抗壞血性酸棕櫚酸酯中一種或其混 合物。上述高壓均質(zhì)破壁工作壓力為20 30Mpa。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)上必須進(jìn)行干燥制成粉末才進(jìn)行粉碎而且粉碎技術(shù)難以破碎 藻類和真菌堅(jiān)硬的細(xì)胞壁的技術(shù)屏障，實(shí)現(xiàn)了減低成本高效的破碎微藻和真菌的細(xì)胞壁。 其具有以下特點(diǎn)(1)為避免菌泥在高速碰撞或是高壓壓擠條件下，容易產(chǎn)生熱量并提供 菌泥溫度，從而破壞胞內(nèi)產(chǎn)物的生物活性，采用預(yù)先降溫的手段將菌泥的溫度減低到10 20°C，有效的控制了菌泥特別是胞內(nèi)DHA油脂暴露在高溫中，避免了因高溫造成的生物活 性成分分解或是失活。(2)預(yù)先添加了保護(hù)劑，在高壓均質(zhì)過(guò)程中，保護(hù)劑能夠均勻有效的 將破壁后的油脂或是顆粒包埋，形成有效的保護(hù)屏障，從而大大降低破壁后的胞內(nèi)DHA油 脂等不飽和脂肪酸與空氣的接觸，減少DHA油脂被氧化分解的可能性。(3)采用物理的提取 方法，克服傳統(tǒng)上有機(jī)溶劑帶來(lái)的殘留和爆炸隱患，提供一種全新的綠色無(wú)毒無(wú)殘留的產(chǎn)
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具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，藻類以雙鞭甲藻為例，真菌以裂殖壺菌 為例。實(shí)施例11)將發(fā)酵結(jié)束后的裂殖壺菌發(fā)酵液通過(guò)壓差加到臥式螺旋分離系統(tǒng)的儲(chǔ)罐中， 利用臥式螺旋分離系統(tǒng)分離收集裂殖壺菌細(xì)胞，保持菌泥含水量低于80% ；然后將菌泥收 集到一個(gè)帶有冷卻盤管和攪拌的儲(chǔ)罐中，為保持料液有較好的流動(dòng)性和除去細(xì)胞外圍可溶 性物質(zhì)，利用鹽酸調(diào)節(jié)菌泥PH3. 0，為進(jìn)一步為后續(xù)的處理提高破壁率，將調(diào)節(jié)好的菌泥在 200rpm 攪拌 30min ；2)對(duì)儲(chǔ)罐中已經(jīng)調(diào)節(jié)好pH值的菌泥，通過(guò)在罐體的盤管中通入溫度為10°C冷凍 水進(jìn)行冷卻，等菌泥的溫度降至15°C，關(guān)閉冷凍水進(jìn)出口 ；3)在高速攪拌的情況下，按照菌泥的重量比加入3%的抗氧化劑混合物(維生素 El%,天然迷迭香0. 5%、抗壞血性酸棕櫚酸酯1.5%)，混合均勻；4)將菌泥打入均質(zhì)機(jī)的桐體中，調(diào)節(jié)均質(zhì)機(jī)的工作壓力為30MPa，保持均質(zhì)機(jī)的 溫度不得高于80°C，將菌泥進(jìn)行連續(xù)均質(zhì)破壁，破壁后的料液裝入帶有布?xì)夤艿篮捅P管的 儲(chǔ)管中；5)先將破壁后的裂殖壺菌菌泥升溫到90°C，按照重量比菌泥7jC= 1 2的比例 從菌泥底部通過(guò)布?xì)夤芗尤?0°C自來(lái)水，加完水后，在300rpm攪拌下維持1小時(shí)；將料液 通過(guò)三相分離機(jī)分離得到DHA油脂，提取得率為90%。實(shí)施例21)將發(fā)酵結(jié)束后的雙鞭甲藻發(fā)酵液通過(guò)壓差加到臥式螺旋分離系統(tǒng)的儲(chǔ)罐中， 利用臥式螺旋分離系統(tǒng)分離收集雙鞭甲藻細(xì)胞，保持菌泥含水量在70% ；然后將菌泥收集 到一個(gè)帶有冷卻盤管和攪拌的儲(chǔ)罐中，為保持料液有較好的流動(dòng)性和除去細(xì)胞外圍可溶性
4物質(zhì)，利用檸檬酸調(diào)節(jié)菌泥PH2.0，為進(jìn)一步為后續(xù)的處理提高破壁率，將調(diào)節(jié)好的菌泥在 250rpm 攪拌 20min ；2)對(duì)儲(chǔ)罐中已經(jīng)調(diào)節(jié)好pH值的菌泥，通過(guò)在罐體的盤管中通入溫度為10°C冷凍 水進(jìn)行冷卻，等菌泥的溫度降至20°C，關(guān)閉冷凍水進(jìn)出口 ；3)在高速攪拌的情況下，按照菌泥的重量比加入的維生素E，混合均勻；4)將菌泥打入均質(zhì)機(jī)的桐體中，調(diào)節(jié)均質(zhì)機(jī)的工作壓力為20MPa，保持均質(zhì)機(jī)的 溫度不得高于80°C，將菌泥進(jìn)行連續(xù)均質(zhì)破壁，破壁后的料液裝入帶有布?xì)夤艿篮捅P管的 儲(chǔ)管中；5)先將破壁后的裂殖壺菌菌泥升溫到80°C，按照重量比菌泥7jC= 1 3的比例 從菌泥底部通過(guò)布?xì)夤芗尤?0°C自來(lái)水，加完水后，在300rpm攪拌下維持1小時(shí)；將料液 通過(guò)三相分離機(jī)分離得到DHA油脂，提取得率為85%。
權(quán)利要求
一種從藻類和真菌細(xì)胞中破壁提取DHA方法，其特征在于方法如下1)將發(fā)酵結(jié)束后的微藻或真菌發(fā)酵液通過(guò)分離系統(tǒng)分離收集細(xì)胞，保持菌泥含水量在70～80％，用酸調(diào)節(jié)菌泥pH2.0～4.0，然后將菌泥在200～250rpm攪拌20～40min；2)控制菌泥溫度在10～20℃；3)按重量比在菌泥中加入1～3％的抗氧化劑；4)將菌泥通過(guò)高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)行高壓均質(zhì)破壁；5)將破壁后的菌泥升溫到80～90℃，然后按照重量比菌泥∶水＝1∶(1～3)從菌泥底部通過(guò)布?xì)夤芗尤?0～90℃的水，在250～350rpm攪拌50～80min，將料液通過(guò)三相分離機(jī)分離得到DHA油脂。
2.如權(quán)利要求1所述的一種從藻類和真菌細(xì)胞中破壁提取DHA方法，其特征在于上述 所說(shuō)的酸為鹽酸、硫酸或檸檬酸。
3.如權(quán)利要求1所述的一種從藻類和真菌細(xì)胞中破壁提取DHA方法，其特征在于上述 所說(shuō)的抗氧化劑為維生素E、天然迷迭香、抗壞血性酸棕櫚酸酯中一種或其混合物。
4.如權(quán)利要求1所述的一種從藻類和真菌細(xì)胞中破壁提取DHA方法，其特征在于上述 高壓均質(zhì)破壁工作壓力為20 30Mpa。
全文摘要
一種從藻類和真菌細(xì)胞中破壁提取DHA方法，涉及一種從微生物中提取有效組分的方法，提供一種無(wú)需任何有機(jī)溶劑和化學(xué)藥物的輔助，采用物理方法將藻類和真菌細(xì)胞破壁并提取胞內(nèi)油脂產(chǎn)物DHA(二十二碳六烯酸)，適合于低成本的大規(guī)模生產(chǎn)。將發(fā)酵結(jié)束后的微藻或真菌發(fā)酵液通過(guò)分離系統(tǒng)分離收集細(xì)胞，用酸調(diào)節(jié)菌泥pH2.0～4.0，然后控制菌泥溫度在10～20℃，在菌泥中加入抗氧化劑后通過(guò)高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)行高壓均質(zhì)破壁；將破壁后的菌泥加入水，攪拌后將料液通過(guò)三相分離機(jī)分離得到DHA油脂。本發(fā)明采用物理的破壁和物理提取方法，工藝簡(jiǎn)單，細(xì)胞破壁高效，對(duì)菌泥的低溫和抗氧化劑處理，可有效的保護(hù)藻類和真菌細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的生物活性；且產(chǎn)品綠色無(wú)毒無(wú)殘留。
文檔編號(hào)C07C57/03GK101817738SQ20091022529
公開(kāi)日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2009年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月13日
發(fā)明者鐘惠昌 申請(qǐng)人:廈門匯盛生物有限公司