一種微藻干藻粉直接皂化高效提取脂肪酸的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微藻干藻粉中脂肪酸提取方法，尤其涉及一種從微藻干藻粉中高效獲得多不飽和脂肪酸的直接皂化提取的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]長鏈多不飽和脂肪酸(PUFAs)對人體生長和健康具有重要作用，尤其是EPA(eicosapentaenoic acid)和DHA(docosahexaenoic acid)在胎兒發(fā)育、心腦血管疾病、老年癡呆癥預(yù)防、難語癥、自體免疫疾病等方面發(fā)揮重要作用。由于這些疾病的發(fā)病率越來越高，世界衛(wèi)生組織建議每天從食物中獲取一定量的EPA和DHA。由于在全球范圍內(nèi)魚類資源迅速下降，世界人口不斷增長，魚油將無法滿足市場對PUFAs的需求。并且，魚類養(yǎng)殖也無法彌補(bǔ)這種增長的短缺。此外，魚油中獲得的PUFAs還有很多缺陷，比如口感差、不穩(wěn)定、純化成本高等。魚油的質(zhì)量和可獲得性問題使得生產(chǎn)商不斷尋找魚油的替代品。微生物包括微藻、海洋細(xì)菌和真菌中廣泛存在PUFAs。這些微生物是目前商業(yè)上通過生物發(fā)酵生產(chǎn)PUFAs的主要研究對象，微藻油脂提取也成為研究熱點(diǎn)。
[0003]現(xiàn)有的微藻油脂提取方法主要包括溶劑萃取法、超臨界CO2萃取等，但是溶劑萃取不僅消耗大量的有機(jī)溶劑，還會有大量的不可皂化的油脂和色素等物質(zhì)一起提取出來，為后續(xù)的脂肪酸純化過程增加了難度;超臨界萃取設(shè)備成本較高，大規(guī)模應(yīng)用相對較少，而且溶劑萃取和超臨界萃取之前都需要進(jìn)行細(xì)胞破碎步驟。國內(nèi)外有大量的研究致力于將細(xì)胞壁破碎與油脂提取結(jié)合為一個步驟，如超聲輔助萃取、酶法提取、一步酸解法提取等，都提高了提取的效率。但是這些方法在進(jìn)行脂肪酸純化之前，還需要將提取出的油脂制備成脂肪酸或者脂肪酸酯，又增加了一步工藝流程。
[0004]因此，采用一種直接、快速、成本低、易分離的脂肪酸提取方法，將細(xì)胞破碎、油脂提取、油脂皂化等工藝結(jié)合在一起，對獲取高附加值的多不飽和脂肪酸產(chǎn)品尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的是針對微藻脂肪酸提取方面所存在的問題與不足，提供一種直接、快速、成本低的提取方法及其該方法在微藻干藻粉脂肪酸提取中的應(yīng)用。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過以下方法來實(shí)現(xiàn):
[0007]—種微藻干藻粉直接皂化高效提取脂肪酸的方法，其特征在于:包括以下步驟:
[0008]步驟一:皂化:將強(qiáng)堿醇溶液與微藻凍干藻粉進(jìn)行皂化反應(yīng)形成皂化液濁液；
[0009]步驟二:除雜:將皂化液濁液冷卻至室溫后去除其中的藻體，得到皂化液溶液，將皂化液溶液經(jīng)弱極性有機(jī)溶劑萃取，去除溶液中的不皂化物；
[0010]步驟三:提取:將步驟二中所得皂化液溶液用無機(jī)酸液調(diào)pH至2-3，再用弱極性有機(jī)溶劑分3次充分萃取脂肪酸，合并有機(jī)溶劑相，得到含有脂肪酸產(chǎn)物的溶劑相，除去溶劑后獲得脂肪酸產(chǎn)品。
[0011 ]所述步驟一中的強(qiáng)堿醇溶液為氫氧化鈉、氫氧化鉀、乙醇、甲醇等。
[0012]所述步驟一中的強(qiáng)堿醇溶液的溶度為0.5?Imo I /L。
[0013]所述步驟一中的強(qiáng)堿醇溶液在溫度為50?80°C下與微藻凍干藻粉進(jìn)行皂化反應(yīng)3小時，并且脂肪酸不易發(fā)生氧化。
[0014]所述步驟一中的強(qiáng)堿醇溶液與微藻凍干藻粉按照體積/質(zhì)量比例10:1?20:1進(jìn)行皂化。
[0015]所述步驟一中的皂化液濁液中同時存在藻體、脂肪酸鹽、不皂化物、甘油等物質(zhì)。
[0016]所述步驟一中的強(qiáng)堿醇溶液能夠破壞微藻凍干藻粉細(xì)胞壁，并能夠與脂質(zhì)發(fā)生皂化反應(yīng)。
[0017]所述步驟一中的微藻包括微擬球藻、小球藻、裂殖壺菌、三角褐指藻、鹽生杜氏藻、新月菱形藻、隱甲藻、等鞭金藻、富油新綠藻、斜生柵藻等海洋微藻。
[0018]所述步驟二中的室溫為20?40°C。
[0019]所述步驟二中的弱極性有機(jī)溶劑極性范圍為約O?I，且不溶于皂化液溶液，不皂化物在這種有機(jī)溶劑中的分配系數(shù)大于在皂化液溶液中的分配系數(shù)，且脂肪酸鹽微溶或不溶于該有機(jī)溶劑，同時這種溶劑可以回收利用。
[0020]所述弱極性有機(jī)溶液為石油醚、正己烷、環(huán)己烷、異戊烷、正戊烷等。
[0021]所述步驟三中的無機(jī)酸調(diào)pH為2?3時，無機(jī)酸能夠中和溶液中多余的堿，同時脂肪酸鹽形成脂肪酸，極性降低，能夠用弱極性有機(jī)溶劑萃取提取。
[0022]所述步驟三中的弱極性有機(jī)溶劑極性范圍為約O?1，且不溶于步驟三所述的調(diào)酸后的溶液，脂肪酸在這種有機(jī)溶劑中的分配系數(shù)大于在皂化液溶液中的分配系數(shù)，且沸點(diǎn)低于脂肪酸的沸點(diǎn)，同時這種溶劑可以回收利用。
[0023]所述步驟三中的脂肪酸產(chǎn)品，利用GC法結(jié)合脂肪酸混合標(biāo)樣的GC圖譜進(jìn)行脂肪酸組成分析，證明所得脂肪酸產(chǎn)品即為微藻油脂肪酸產(chǎn)品。
[0024]通過上述工藝步驟，能夠直接將藻粉當(dāng)中的油脂轉(zhuǎn)變?yōu)橹舅岵⑻崛〕鰜?，提高了生產(chǎn)效率，降低了提取過程中的損失。
[0025]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0026](I)操作工藝簡單，容易控制，溶劑回收率高，環(huán)境污染??；
[0027](2)直接利用干藻粉進(jìn)行皂化提脂肪酸作為脂肪酸純化的原料，省去油脂提取過程，節(jié)約成本，促進(jìn)微藻PUFAs產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提高微藻的附加值；
[0028](3)產(chǎn)品得率高，穩(wěn)定性好，脂肪酸提取率可達(dá)61.2%以上，與兩步法提取脂肪酸中的48.4%相比，脂肪酸得率可提高25 %以上。
【附圖說明】
[0029 ]圖1為微藻干藻粉脂肪酸不同提取方法的提取率。
[0030]圖2為不同微藻干藻粉利用直接皂化法提取脂肪酸所得的脂肪酸得率。
[0031 ]圖3為微藻干藻粉直接皂化提取脂肪酸所得脂肪酸組成成分的GC分析圖。
[0032]圖4為微藻干藻粉采用氯仿/甲醇法提油再皂化獲取脂肪酸所得脂肪酸組成成分的GC分析圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]現(xiàn)以實(shí)驗(yàn)室實(shí)施為例，對本發(fā)明提供的一種微藻干藻粉直接皂化高效提取脂肪酸的方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0034]實(shí)施例1
[0035]本實(shí)施例以微擬球藻凍干粉為實(shí)驗(yàn)材料，用皂化法直接提取脂肪酸的方法包括以下步驟:
[0036]步驟(I):配制一定范圍濃度的強(qiáng)堿醇溶液在一定范圍溫度下直接與小球藻凍干藻粉按照一定比例進(jìn)行皂化反應(yīng)形成皂化液濁液。
[0037]步驟(2):將步驟(I)所得皂化液濁液冷卻后去除其中的藻體，得到的皂化液溶液，經(jīng)弱極性有機(jī)溶劑萃取，去除溶液中的不皂化物。
[0038]步驟(3):將步驟(2)所得皂化液溶液用無機(jī)酸液調(diào)pH至2-3，再用弱極性有機(jī)溶劑多次萃取，合并有機(jī)溶劑相，得到含有脂肪酸產(chǎn)物的溶劑相，除去溶劑后獲得脂肪酸產(chǎn)品。
[0039]實(shí)施例2
[0040]實(shí)施例1中微擬球藻凍干粉可以是小球藻、裂殖壺菌、三角褐指藻、鹽生杜氏藻、新月菱形藻、隱甲藻、等鞭金藻、富油新綠藻、斜生柵藻等海洋微藻凍干藻粉。
[0041 ] 實(shí)施例3
[0042]實(shí)施例1所述的方法，其中
[0043]一定范圍濃度的強(qiáng)堿醇溶液可以是氫氧化鈉/氫氧化鉀、乙醇/甲醇等，其濃度范圍為約0.5?lmol/L。
[0044]一定范圍溫度為約50?80°C。
[0045]—定比例為溶液與藻粉的體積/質(zhì)量的比例，為約10:1?20:1。
[0046]弱極性