一種提取二十二碳六烯酸油脂的方法

2023-07-26 10:59:26 1

專利名稱：一種提取二十二碳六烯酸油脂的方法
技術領域：
本發明屬於油脂技術領域，涉及一種提取二十二碳六烯酸油脂的方法。
背景技術：
DHA (Docosahexaenoic acid, 22 :6Δ4· 7. 10. 13. 16. 19，全名二十二碳六烯酸)是 一種重要的η-3系長鏈多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,簡稱PUFA)，具有 增強智力，促進腦細胞發育，治療心腦血管疾病等作用，被譽為新一代功能保健因子，廣泛 應用於嬰幼兒食品添加劑和醫藥行業。傳統的DHA來源主要為魚油，但由於受到魚的種類、季節、地理位置等因素的限制 使得魚油生產的DHA油脂成分等不穩定、品質也不高。因此，微生物發酵法製備DHA工藝受 到廣泛關注。國內外許多企業均已成功的實現了微生物發酵產DHA油脂的工業生產，但是 生產工藝大多比較傳統。由於發酵液中存在大量的水，造成萃取過程中消耗大量的乙醇和有機溶劑，因此 萃取前的分水是毛油提取的過程中的一個非常重要的步驟。工業上常用的分水方法為添 加絮凝劑劑，如明礬、硫酸鋁、無水CaCl2、三氯化鐵、聚合氧化鋁、聚合硫酸鐵或聚丙烯醯胺 等，然後經過靜置、過濾、離心或烘乾等程序。但是這些方法或需要較長的時間(一般需要 放置12h以上，降低了生產效率)或耗費較大的能量(離心機等屬於耗材，遠轉耗能，設備 的投入和維護也需要成本，烘乾則需要更大能耗)，對於工業生產來說不夠經濟。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種提取二十二碳六烯酸油脂的方法。該方法 是基於酶法破壁提取DHA油脂的方法，能夠大大降低生產過程的能耗並節約成本。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案如下—種提取二十二碳六烯酸油脂的方法，將含有二十二碳六烯酸的發酵液經酶法 破壁後，先進行一級分水，對菌體進行富集，再進行二級萃取，蒸發除去萃取溶劑後得到粗 油；其中，所述的一級分水為，將破壁後的發酵液、乙醇和有機溶劑按體積比1 0.5 1.5 0.1 0.8混合、靜置，棄下層水相；通過靜置，所得混合液會快速分層，下層為水相， 上層為有機相以及菌體，如果靜置時間加長，溶液將會分為三層，從上到下分別為有機溶劑 層、菌體層和水層，只要除去下層水相即可，保留上層的混合物料或者上層有機溶劑層及中 層菌體層；所述的二級萃取為，將一級分水得到的上層油相(即棄去水相的部分)、乙醇和有 機溶劑按體積比1 0.6 1.2 0.6 1.2混合、靜置，收集上層有機相；通過靜置，混合 液會分層，上層為有機相，中間層為菌體，下層為包含少量殘留髮酵液的乙醇相；一級分水和二級萃取中所述的有機溶劑為環己烷、正己烷、乙酸乙酯、丙酮、石油醚、乙醚、甲苯、氯仿、四號溶劑和六號溶劑中的任意一種或幾種的任意比例的混合物。優選 正己烷、丙酮或石油醚。一級分水和二級萃取所使用的有機溶劑相同。其中，所述的發酵液為由破囊壺菌、裂殖壺菌、隱甲藻或雙鞭甲藻經過發酵得到的 含有二十二碳六烯酸的發酵液，本發明方法對發酵使用的菌種和採用的發酵方法並沒有任 何限制，只要是有能力發酵生產DHA的菌株都可以使用，只要是能夠發酵生產出DHA的方法 都可以使用。當然，通過優化條件，使得發酵液中富含DHA，這種富含DHA的發酵液更適合用 本發明方法進行二十二碳六烯酸油脂的提取。
其中，所述的酶法破壁為使用蛋白酶、溶菌酶、葡聚糖酶、纖維素酶、幾丁質酶、甘 露糖酶或半纖維素酶等進行破壁。本發明方法對破壁的酶無任何限制，只要是能將菌株細 胞壁進行破碎的破壁酶都可以使用，本發明方法對破壁的方法也沒有任何限制，只要是利 用酶將菌株細胞壁進行破碎的方法都可以使用。其中，所述的一級分水中，破壁後的發酵液、乙醇和有機溶劑體積比優選為 1 0. 6 1. 3 0. 2 0. 6。其中，所述的一級分水中，破壁後的發酵液、乙醇和有機溶劑混合過程中伴隨攪 拌，攪拌時間為5min 3h。攪拌的目的是為了促進物料的混合均勻，實現有機溶劑的部分 萃取功能，本發明方法對混合攪拌的速度無任何限制，以物料混合均勻為前提攪拌一段時 間即可。其中，所述的一級分水，靜置時間為5分鐘以上，本發明對靜置時間無任何限制， 以實現分層為準，可適當的考慮工作時間安排。其中，所述的二級萃取中，一級分水得到的上層油相(即棄去水相的部分)、乙醇 和有機溶劑的體積比優選為1 0. 8 1. 1 0. 8 1. 1。其中，所述的二級萃取，一級分水得到的上層油相、乙醇和有機溶劑混合過程中伴 隨攪拌，攪拌時間為15min 3h。攪拌的目的是為了促進物料的混合均勻，使有機溶劑能 與DHA充分接觸，達到極大限度的萃取目的，本發明方法對混合攪拌的速度無任何限制，以 物料混合均勻為前提攪拌一段時間即可。其中，所述的二級萃取，靜置時間為5分鐘以上，本發明對靜置時間無任何限制， 以實現分層為準，可適當的考慮工作時間安排。其中，所述的二級萃取可以為多次萃取，這樣可以提高收率，操作方法為將一級 分水得到的上層油相、乙醇和有機溶劑按體積比1 0.6 1.2 0.6 1.2混合、靜置， 收集上層有機相；下層添加有機溶劑繼續混合、靜置，重複1 10次，合併上層有機相，二級 萃取採用多次萃取時，只在第一次萃取過程中加入乙醇，之後的萃取只添加有機溶劑無需 添加乙醇，有機溶劑的類型和第一次萃取相同，有機溶劑的加入量沒有任何限制，可以多可 以少，目的是為了最大可能的萃取出DHA，提高收率。有益效果本發明的方法與常規的不進行分水直接添加乙醇和有機溶劑進行萃取 的方法相比，該法的乙醇與正己烷用量可降至66%和24% ；而與工業上原有的分水萃取的 生產方法相比，該法採用有機溶劑進行分水，即實現了分水的目的，又可以起到部分萃取效 果，提高了收率，該方法操作簡單，耗時少，無需任何設備投入，能耗低，並且提高了萃取強 度和效率，油脂產率能夠達到47 53g/L，DHA佔脂肪酸的含量達到43 52%，具有很好 的應用價值。
具體實施例方式根據下述實施例，可以更好地理解本發明。然而，本領域的技術人員容易理解，實 施例所描述的具體的物料配比、工藝條件及其結果僅用於說明本發明，而不應當也不會限 制權利要求書中所詳細描述的本發明。以下實施例的發酵液利用裂殖壺菌(Schizochytrium sp. ) (CCTCC No =M 209059)，按照專利200910033869. 5的方法製備而得。當然本發明方法不局限於上述菌株和上述發酵方法，破囊壺菌、裂殖壺菌、隱甲藻 或雙鞭甲藻經過任何發酵方法得到的含有二十二碳六烯酸的發酵液都可以用於以下實施 例的分離提取。
上述發酵液採用如下方法破壁在發酵液中加入1 20g/L的鹼性蛋白酶，50 70°C下保溫攪拌1 5h。當然本發明方法不局限於上述破壁酶和破壁方法，任何酶(如蛋白酶、溶菌酶、葡 聚糖酶、纖維素酶、幾丁質酶、甘露糖酶、半纖維素酶等)只要能實現發酵菌株的破壁，實現 DHA的釋放，都可以用於以下實施例的分離提取。實施例1 取破壁後的發酵液200mL，將破壁後的發酵液、乙醇和正己烷按照體積比 1 0.6 0.2混合，攪拌IOmin後靜置lOmin，進行分水，對菌體進行富集，所得混合液快 速分層，棄下層水相。將一級分水後的上層混合液(即棄去水相的部分)、乙醇和正己烷按體積比 1:1: 1混合，攪拌15min後靜置lOmin，進行萃取，收集上層正己烷相，向中層和下層的 物料中繼續添加和第一次萃取相同體積的正己烷混合，攪拌15min後靜置lOmin，重複浸提 三次，合併上層正己烷相，旋轉蒸發除去正己烷後得DHA毛油10. 3g，油脂產率為51.5g/L， DHA佔脂肪酸的含量達到49. 7%。該法的乙醇和正己烷用量分別為155mL和145mL。對比例1 不進行分水，取破壁後的發酵液200mL，直接將破壁後的發酵液、乙醇和正己烷按 體積比1 1 1混合，攪拌15min後靜置lOmin，進行萃取，取上清液，加相同量的正己 烷重複浸提三次，合併上層正己烷相，旋轉蒸發除去正己烷後得DHA毛油9. 7g，油脂產率 為48. 5g/L，DHA佔脂肪酸的含量達到47. 2%，該法的乙醇和正己烷用量分別為200mL和 600mLo實施例2 取破壁後的發酵液200mL，將破壁後的發酵液、乙醇和氯仿按照體積比 1 0.7 0.4混合，攪拌IOmin後靜置lOmin，進行分水，對菌體進行富集，所得混合液快 速分層，棄下層水相。將一級分水後的上層混合液(即棄去水相的部分)、乙醇和氯仿按體積比 1 0.8 1混合，攪拌15min後靜置lOmin，進行萃取，收集上層氯仿相，向中層和下層的 物料中繼續添加和第一次萃取相同體積的氯仿混合，攪拌15min後靜置lOmin，重複浸提三 次，合併上層氯仿相，旋轉蒸發除去溶劑後得DHA毛油9. 9g，油脂產率為49. 5g/L,DHA佔脂 肪酸的含量為50.3%。
實施例3 取破壁後的發酵液200mL，將破壁後的發酵液、乙醇和乙醚按照體積比 1 1.3 0.6混合，攪拌IOmin後靜置lOmin，進行分水，對菌體進行富集，所得混合液快 速分層，棄下層水相。將一級分水後的上層混合液(即棄去水相的部分)、乙醇和乙醚按體積比 1 0.8 1.1混合，攪拌15min後靜置lOmin，進行萃取，收集上層乙醚相，向中層和下層 的物料中繼續添加和第一次萃取相同體積的乙醚混合，攪拌15min後靜置lOmin，重複浸提 一次，合併上層乙醚相，旋轉蒸發除去乙醚後得DHA毛油9. 8g，油脂產率為49g/L，DHA佔脂 肪酸的含量達到44.8%。
實施例4 取破壁後的發酵液5. 3m3，將破壁後的發酵液、乙醇和正己烷按照體積比 1 0.6 0.3混合，攪拌Ih後靜置lh，進行分水，對菌體進行富集，所得混合液快速分層，， 棄下層水相。將一級分水後的上層混合液(即棄去水相的部分)、乙醇和正己烷按體積比 1:1: 0.8混合，攪拌2h後靜置lh，進行萃取，收集上層正己烷相，向中層和下層的物料 中繼續添加和第一次萃取相同體積的正己烷混合，攪拌2h後靜置lh，重複浸提三次，合併 上層正己烷，蒸去正己烷後得DHA毛油280kg，油脂產率為52. 8g/L,DHA佔脂肪酸的含量達 到 48. 6%。實施例5 取破壁後的發酵液4. 9m3，將破壁後的發酵液、乙醇和石油醚按體積比 1 0.7 0.2混合，攪拌30min後靜置lh，進行分水，對菌體進行富集，所得混合液快速分 層，棄下層水相。將一級分水後的上層混合液(即棄去水相的部分)、乙醇和石油醚按體積比 1 1. 1 0.9混合，攪拌1.5h後靜置lh，進行萃取，收集上層石油醚相，向中層和下層的物 料中繼續添加和第一次萃取相同體積的石油醚混合，攪拌1.5h後靜置lh，重複浸提三次， 合併上層石油醚相，蒸去溶劑後得DHA毛油256kg，提取率為52. 2g/L,DHA佔脂肪酸的含量 達到50. 5%。實施例6 同實施例1的方法相同，所不同的是將破壁後的發酵液、乙醇和正己烷按照體積 比 1 0. 5 0. 1 混合。實施例7同實施例1的方法相同，所不同的是將破壁後的發酵液、乙醇和正己烷按照體積 比 1 1. 5 0. 8 混合。實施例8 同實施例1的方法相同，所不同的是將一級分水後的上層混合液(即棄去水相的 部分)、乙醇和正己烷按體積比1 1.2 0.6混合。實施例9:同實施例1的方法相同，所不同的是將一級分水後的上層混合液(即棄去水相的 部分)、乙醇和正己烷按體積比1 0.6 1.2混合。
實施例10 同實施例1的方法相同，所不同的是將正己烷用環己烷替換。實施例11 同實施例1的方法相同，所不同的是將正己烷用石油醚和丙酮的混合溶劑(體積 比1 2)替換。
實施例12 同實施例1的方法相同，所不同的是將正己烷用四號溶劑替換。實施例13 同實施例1的方法相同，所不同的是將正己烷用六號溶劑替換。實施例14:同實施例1的方法相同，所不同的是將正己烷用乙酸乙酯和甲苯的混合溶劑(體 積比1 1)替換。實施例15 —級分水同實施例1的方法相同，所不同的是二級萃取只進行一次萃取，即將一 級分水後的上層混合液(即棄去水相的部分)、乙醇和正己烷按體積比1 1 1混合，攪 拌15min後靜置lOmin，只進行這一次萃取，收集上層正己烷相，旋轉蒸發除去正己烷後得 DHA毛油。
權利要求
一種提取二十二碳六烯酸油脂的方法，其特徵在於將含有二十二碳六烯酸的發酵液經酶法破壁後，先進行一級分水，對菌體進行富集，再進行二級萃取，蒸發除去萃取溶劑後得到粗油；其中，所述的一級分水為，將破壁後的發酵液、乙醇和有機溶劑按體積比1∶0.5～1.5∶0.1～0.8混合、靜置，棄下層水相；所述的二級萃取為，將一級分水得到的上層油相、乙醇和有機溶劑按體積比1∶0.6～1.2∶0.6～1.2混合、靜置，收集上層有機相；一級分水和二級萃取中所述的有機溶劑為環己烷、正己烷、乙酸乙酯、丙酮、石油醚、乙醚、甲苯、氯仿、四號溶劑和六號溶劑中的任意一種或幾種的任意比例的混合物。
2.根據權利要求1所述的提取二十二碳六烯酸油脂的方法，其特徵在於所述的發酵液 為由破囊壺菌、裂殖壺菌、隱甲藻或雙鞭甲藻經過發酵得到的含有二十二碳六烯酸的發酵 液。
3.根據權利要求1所述的提取二十二碳六烯酸油脂的方法，其特徵在於所述的酶法 破壁為使用蛋白酶、溶菌酶、葡聚糖酶、纖維素酶、幾丁質酶、甘露糖酶或半 纖維素酶進行破壁。
4.根據權利要求1所述的提取二十二碳六烯酸油脂的方法，其特徵在於所述的一級分 水，破壁後的發酵液、乙醇和有機溶劑混合過程中伴隨攪拌，攪拌時間為5min 3h。
5.根據權利要求1所述的提取二十二碳六烯酸油脂的方法，其特徵在於所述的一級分 水，靜置時間為5分鐘以上。
6.根據權利要求1所述的提取二十二碳六烯酸油脂的方法，其特徵在於所述的二級萃 取，一級分水得到的上層油相、乙醇和有機溶劑混合過程中伴隨攪拌，攪拌時間為15min 3h。
7.根據權利要求1所述的提取二十二碳六烯酸油脂的方法，其特徵在於所述的二級萃 取，靜置時間為5分鐘以上。
8.根據權利要求1所述的提取二十二碳六烯酸油脂的方法，其特徵在於所述的二 級萃取為多次萃取，將一級分水得到的上層油相、乙醇和有機溶劑按體積比1 0.6 1. 2 0. 6 1. 2混合、靜置，收集上層有機相；下層添加有機溶劑繼續混合、靜置，重複1 10次，合併上層有機相。
全文摘要
本發明公開了提取二十二碳六烯酸油脂的方法，該方法將含有二十二碳六烯酸的發酵液經酶法破壁後，先採用有機溶劑進行一級分水，對菌體進行富集，再用有機溶劑進行二級萃取，得到粗油。該方法操作簡單，無需設備投入，能耗低，大大降低了乙醇和有機溶劑的用量，並且油脂產率達到47～53g/L，DHA佔脂肪酸的含量達到43～52％，有良好的應用價值。
文檔編號C11B1/10GK101824363SQ20101018222
公開日2010年9月8日 申請日期2010年5月25日 優先權日2010年5月25日
發明者朱婧瑤, 肖愛華, 胡學超, 黃和 申請人:南京工業大學