專利名稱：用于從微藻高效率提取油脂的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于油脂提取領(lǐng)域，涉及ー種用于從微藻高效率提取油脂的方法，具體地， 涉及ー種效率高、エ藝簡單、成本低、可大規(guī)模生產(chǎn)的提取油脂的方法。
背景技術(shù)：
微藻具有光合效率高、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、生長周期短、生物產(chǎn)量高、某些種的油脂含量高的特點(diǎn)，因此微藻是制備生物能源的良好材料，受到世界各國的廣泛關(guān)注，目前在世界范圍內(nèi)掀起了微藻作為生物質(zhì)能源原料研究的高潮。目前世界上發(fā)現(xiàn)的高含脂微藻均存在細(xì)胞小(在2-20 μ m)，細(xì)胞壁厚的特點(diǎn)，增加了微藻油脂提取的難度，所以微藻油脂的提取一直是微藻生物能源產(chǎn)業(yè)中的關(guān)鍵技木。 目前報(bào)道的微藻油脂的提取技術(shù)有索氏抽提、有機(jī)溶劑提取、超聲波提取、滲透壓破壁提取、機(jī)械破壁提取、超臨界ニ氧化碳提取等，這些提取技術(shù)多停留在實(shí)驗(yàn)室階段，而且エ藝路線繁瑣，處理量小，油脂提取率低，成本高，限制了其エ業(yè)化的應(yīng)用。2002年《食品與發(fā)酵エ業(yè)》第28卷第四期出版的王永華等的《前處理?xiàng)l件對超臨界(X)2萃取隱甲藻油脂的影響》中提到用蒸妙法處理隱甲藻，發(fā)現(xiàn)蒸炒處理細(xì)胞可提高超臨萃取的萃取率。但是利用超臨界(X)2成本高，難以實(shí)現(xiàn)エ業(yè)化放大，且蒸炒后藻粉粉末化程度增高，極易隨萃取液進(jìn)入到油中，需要進(jìn)ー步的超濾處理脫除藻粉雜質(zhì)。在關(guān)于微藻破壁的中國專利申請200810240949,201010110577,200610130601, 200910225296中，分別采用蒸汽破壁、超高壓脈沖電場、超聲和高壓均質(zhì)方法對微藻進(jìn)行破壁來提取藻油脂，但是上述方法均存在成本高，難以エ業(yè)化放大等問題。申請?zhí)枮?007800M591. 4的中國專利申請公開了 “用液態(tài)ニ甲醚提取高不飽和脂質(zhì)”，其中有關(guān)微藻中脂質(zhì)的提取的特征為首先將得到的濕藻生物質(zhì)進(jìn)行冷凍，然后用液態(tài)ニ甲醚進(jìn)行提取，并在真空下蒸發(fā)分離脂質(zhì)和水。該方法的優(yōu)點(diǎn)是解決了濕藻生物質(zhì)提取脂質(zhì)的問題，但不足之處在于濕藻生物質(zhì)需要冷凍處理，導(dǎo)致能耗高，處理加工量少， 后續(xù)分離困難，不利于エ業(yè)化生產(chǎn)。美國專利US 20100160659A1采用乙ニ醇ニ甲醚(Diffi)萃取藻中的不飽和脂肪酸， 萃取條件是4MPa，60°C，萃取后得到油水的混合物，而后采用超臨界CO2萃取分離得到中性油脂。該エ藝操作復(fù)雜，萃取后油水需要更進(jìn)一歩分離，另外萃取操作壓カ高，對設(shè)備要求
問ο因此，需要開發(fā)ー種效率高、エ藝簡單、成本低、可規(guī)模化生產(chǎn)的從微藻提取油脂的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種效率高、エ藝簡單、成本低、可規(guī)?；a(chǎn)的從微藻提取油脂的方法。本發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，在對微藻進(jìn)行預(yù)處理中，對特定含水量藻粉通過擠壓造粒，可以實(shí)現(xiàn)微藻的高壓團(tuán)聚，從而避免在后期油脂提取エ藝環(huán)節(jié)増加超微過濾設(shè)備來過濾藻粉，既提高了毛油或混合油的品質(zhì)，又可以排除用于脫除藻粉雜質(zhì)的進(jìn)ー步處理；對造粒后的一定含水量的微藻進(jìn)行清炒破壁處理，則可以有效提高微藻油脂的提取效率，即保持一定含水量的微藻對清炒破壁處理是更有利的?；诖?，本發(fā)明人完成了本發(fā)明。因此，本發(fā)明提供一種用于從微藻高效率提取油脂的方法，所述方法包括下列步驟(1)將微藻藻粉造粒，得到藻粉粒料；(2)將步驟⑴中得到的藻粉粒料清炒；(3)對步驟O)中得到的經(jīng)清炒的藻粉粒料進(jìn)行亞臨界流體萃取，以得到混合油和除油藻柏。根據(jù)本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施方案，所述方法還包括在步驟(1)之前的步驟(a)(a)將微藻藻液濃縮、脫水、干燥，以得到微藻藻粉，并且所述方法還包括在步驟 ⑶之后的步驟(b)(b)通過減壓蒸發(fā)混合油中的溶剤，得到藻油脂。根據(jù)本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施方案，所述微藻選自自養(yǎng)、異養(yǎng)、或自-異養(yǎng)混合養(yǎng)殖的，其包括褐指藻、角毛藻、小球藻、微擬球藻、柵藻、隱甲藻、金藻、裂壺藻、紅球藻和杜氏藻等等中的ー種或多種。根據(jù)本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施方案，其中在步驟(a)的所述干燥以后，得到的所述微藻藻粉的含水量為15-30重量％，優(yōu)選的含水量范圍為15-25重量％。當(dāng)物料的含水量在上述范圍內(nèi)吋，物料通過雙螺旋擠壓造粒機(jī)造粒的成粒率在95%以上，顆粒強(qiáng)度可達(dá)到 8N，并且清炒過程中的翻動也不會使其粉化。另外，微藻細(xì)胞內(nèi)的親水性凝膠部分和一定量的胞內(nèi)水分結(jié)合，凝膠快速膨脹，在快速高溫作用下，使得細(xì)胞破壁。同吋，有一定水分存在吋，可加速藻中蛋白質(zhì)的受熱變性；一定的含水量也能加速藻細(xì)胞內(nèi)油滴的團(tuán)聚，有利于提取。若含水量過高，則增加了清炒的時間，使得藻油中不飽和脂肪酸發(fā)生變性或者是使得甘油三酯發(fā)生水解反應(yīng)，使油酸敗。如果含水量少，則増加了干燥的成本，同時也滿足不了擠壓過程對物料最佳含水量的要求。根據(jù)本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施方案，在步驟(1)中，向進(jìn)行造粒之前的所述微藻藻粉中加入粘合剤，以促進(jìn)所述微藻藻粉易于造粒。對所述粘合劑的具體類型沒有特別限制， 只要其能夠提供促進(jìn)微藻藻粉造粒的必需粘合性即可。優(yōu)選地，所述粘合劑選自淀粉、糊精、聚乙烯醇和羧甲基纖維素等等中的ー種或幾種?；谒鑫⒃逶宸鄣闹亓?，所述粘合劑的添加量為5-15重量％。根據(jù)本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施方案，在步驟(1)中，將步驟(a)中得到的藻粉通過造粒加工成粒徑在0. 7-2. 0mm，優(yōu)選0. 7-lmm的藻粉粒料。所述藻粉粒料的形狀可以為圓柱形。若藻粒的直徑過大，則影響炒制的效果，易出現(xiàn)表面炭化，而內(nèi)部仍未受熱現(xiàn)象。若顆粒過小，則亞臨界提取設(shè)備上需增加較細(xì)濾網(wǎng)來過濾藻粒，細(xì)濾網(wǎng)易堵塞，増加了清洗的費(fèi)用。所述造粒在雙螺桿擠出造粒機(jī)中進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施方案，在步驟( 中，將步驟(1)中得到的所述藻粉粒料在炒藥機(jī)上，在溫度90-110°C下清炒3-20分鐘，轉(zhuǎn)速為25rpm，將藻粉炒焦或炒炭。若清炒時溫度過高，時間過長，不但增加能耗，而且使油脂的酸價增加，藻油中的不飽和脂肪酸含量降低，甘油酯絡(luò)合反應(yīng)加劇，降低油的品質(zhì)。同時溫度過低或者炒制處理時間短，不能實(shí)現(xiàn)微藻細(xì)胞的有效破壁，油脂的提取率不高。優(yōu)選地，所述清炒在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施方案，在步驟(3)中的所述亞臨界流體萃取中采用的溶劑為丁烷、丙烷、液化石油氣和ニ甲醚等中的ー種或多種。用于亞臨界萃取エ藝的所述溶劑優(yōu)選為丁烷。根據(jù)本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施方案，在步驟(3)中，所述亞臨界流體萃取在 0. 4-1. OMPa的壓カ進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施方案，在步驟(3)中，所述亞臨界流體萃取在30-50°C 的萃取溫度進(jìn)行。與本領(lǐng)域中的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明從微藻提取油脂的方法有益效果在于1.通過對特定含水量的微藻擠壓加工成藻粒料，可以排除在隨后的步驟中用于從混合油中脫除藻粉雜質(zhì)的進(jìn)ー步處理；2.采用炒藥機(jī)清炒方法對微藻細(xì)胞進(jìn)行破壁處理，エ藝簡單；3.通過將一定含水量的微藻粒料清炒，提高了微藻藻粉細(xì)胞的破壁效率；4.對微藻油脂的提取效率高、エ藝簡單，適于規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明中，術(shù)語“清妙”是指中藥炮制學(xué)的ー種炒法，是指不添加輔料直接炒藥， 清妙法根據(jù)火候的要求包括炒黃、炒焦、炒炭。炒黃(包括炒爆)是將凈選或切制后藥物，置炒制容器內(nèi)，用文火或中火加熱，炒至藥物表面呈黃色或較原色稍深，或發(fā)泡鼓起，或爆裂， 并透出藥物固有氣味。炒焦是將凈選或切制后的藥物，置炒制容器內(nèi)，用武火或中火加熱， 炒至藥物表面呈焦黃或焦褐色，內(nèi)部顏色加深，并具有焦香氣味。炒炭是指將凈選或切制后藥物，置炒制容器內(nèi)，用武火或中火加熱，炒至藥物表面焦黒色，內(nèi)部呈焦黃色或焦褐色。下面實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。需要指出，這些描述和實(shí)施例都是為了使本發(fā)明便于理解，而非對本發(fā)明的限制。本發(fā)明的保護(hù)范圍以所附的權(quán)利要求書為準(zhǔn)。在本發(fā)明中，除非另外規(guī)定，百分比“ ％，，以重量計(jì)。實(shí)施例中所用的碟式離心機(jī)型號為DHC400型，生產(chǎn)廠家為遼陽華聯(lián)制藥機(jī)械有限公司。實(shí)施例中所用的雙螺旋擠壓造粒機(jī)為SET-100型，生產(chǎn)廠家為南京三普造粒裝備有限公司。實(shí)施例中所用的炒藥機(jī)型號為cy-900型，生產(chǎn)廠家為南京騰陽干燥設(shè)備廠。實(shí)施例中所用的氣相色譜為Agilent 7890，生產(chǎn)商家為安捷倫科技有限公司，色譜柱為美國SUPELC0脂肪酸分析柱。實(shí)施例中所用的顆粒強(qiáng)度測定儀為YHKC-2A型，生產(chǎn)廠家為姜堰市銀河儀器廠。實(shí)施例中所用的化學(xué)試劑均為市售商品。微藻油脂提取率評價方法在本發(fā)明中，采用“提取率”表示從微藻中提取油脂的效率。具體地，提取率通過下列公式計(jì)算毛油質(zhì)量X毛油脂肪酸含量由月旨提取率=干藻量χ藻中的脂肪酸含量 χ 100%其中，所述毛油脂肪酸含量和藻中的脂肪酸含量通過下列方法測量氣相色譜法測定微藻和得到毛油中的脂肪酸含量方法藥品濃硫酸、甲醇、甲苯、正己烷、十七烷酸(內(nèi)標(biāo))。試劑至少為分析純。試劑配制試劑a 濃硫酸無水甲醇甲苯溶液先制備無水甲醇甲苯 (90 10，V/V)的混合溶液，吸取2mL濃硫酸并將其加入到IOOmL容量瓶中，用配置好的甲醇-甲苯混合液定容至刻度，試劑B 十七烷酸內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)確稱量IOOmg(精確到0. Img)的十七烷酸標(biāo)準(zhǔn)品，用正己烷定容至10mL，得到lOmg/mL的十七烷酸內(nèi)標(biāo)母液。于內(nèi)標(biāo)十七烷酸內(nèi)標(biāo)母液中準(zhǔn)確吸取0. 5mL溶液，用正己烷定容至10mL，得到0. 5mg/mL的十七烷酸內(nèi)標(biāo)溶液；器材具Telfnon螺ロ瓶蓋小玻璃瓶15-20mL儀器=Agilent 7890 ；FID檢測器；高速離心機(jī)；磁力攪拌器分析流程如下
權(quán)利要求
1.一種用于從微藻高效率提取油脂的方法，所述方法包括下列步驟(1)將微藻藻粉造粒，得到藻粉粒料；(2)將步驟(1)中得到的藻粉粒料清炒；(3)對步驟O)中得到的經(jīng)清炒的藻粉粒料進(jìn)行亞臨界流體萃取，以得到混合油和除油藻柏。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從微藻高效率提取油脂的方法，其中所述方法還包括在步驟 (1)之前的步驟(a)(a)將微藻藻液濃縮、脫水、干燥，以得到微藻藻粉，并且所述方法還包括在步驟(3)之后的步驟(b)(b)通過減壓蒸發(fā)混合油中的溶剤，得到藻油脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的從微藻高效率提取油脂的方法，其中所述微藻包括褐指藻、角毛藻、小球藻、微擬球藻、柵藻、隱甲藻、金藻、裂壺藻、紅球藻和杜氏藻中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的從微藻高效率提取油脂的方法，其中在步驟(a)的所述干燥以后，得到的所述微藻藻粉的含水量為15-30重量％。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的從微藻高效率提取油脂的方法，其中在步驟(a)的所述干燥以后，得到的所述微藻藻粉的含水量為15-25重量％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的從微藻高效率提取油脂的方法，其中在步驟(1)中，向進(jìn)行造粒之前的所述微藻藻粉中加入粘合剤。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的從微藻高效率提取油脂的方法，其中所述粘合劑選自淀粉、 糊精、聚乙烯醇和羧甲基纖維素中的ー種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的從微藻高效率提取油脂的方法，其中基于所述微藻藻粉的重量，所述粘合劑的添加量為5-15重量％。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的從微藻高效率提取油脂的方法，其中在步驟(1)中，將步驟 (a)中得到的微藻藻粉通過造粒加工成粒徑在0. 7-2. Omm藻粉粒料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的從微藻高效率提取油脂的方法，其中所述造粒在雙螺桿擠出造粒機(jī)中進(jìn)行。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的從微藻高效率提取油脂的方法，其中在步驟O)中，將步驟(1)中得到的所述藻粉粒料在90-110°C的溫度清炒3-20分鐘。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的從微藻高效率提取油脂的方法，其中所述清炒在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的從微藻高效率提取油脂的方法，其中所述清炒通過炒藥機(jī)進(jìn)行。
14.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的從微藻高效率提取油脂的方法，其中在步驟C3)中的所述亞臨界流體萃取中采用的溶劑為丁烷、丙烷、液化石油氣和ニ甲醚中的ー種或多種。
15.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的從微藻高效率提取油脂的方法，其中在步驟C3)中的所述亞臨界流體萃取中采用的溶劑為丁烷。
16.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的從微藻高效率提取油脂的方法，其中在步驟(3)中，所述亞臨界流體萃取在0. 4-1. OMPa的壓カ進(jìn)行。
17.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的從微藻高效率提取油脂的方法，其中在步驟(3)中，所述亞臨界流體萃取在30-50°C的萃取溫度進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于從微藻高效率提取油脂的方法，所述方法包括下列步驟(1)將微藻藻粉造粒，得到藻粉粒料；(2)將步驟(1)中得到的藻粉粒料清炒；(3)對步驟(2)中得到的經(jīng)清炒的藻粉粒料進(jìn)行亞臨界流體萃取，以得到混合油和除油藻粕。根據(jù)本發(fā)明的方法可以實(shí)現(xiàn)微藻油脂的高效率、低成本規(guī)?；崛?。
文檔編號C11B1/10GK102533427SQ20111037559
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者劉敏勝, 杜彥山, 楊巧利 申請人:新奧科技發(fā)展有限公司