從發(fā)酵液中提取ara的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從發(fā)酵液中提取二十碳四烯酸的方法，屬于二十碳四烯酸的提取【技術領域】。本發(fā)明首先將發(fā)酵液通過一級脫水、二級脫水和三級脫水，得到含水量在5%以下的菌粉；然后對所得菌粉進行萃取，浸提萃取菌粉中含有的油脂；對油脂進行真空除溶劑、水洗、堿洗等步驟，最后加入活性白土進行脫色，進行水蒸氣氣提除臭，冷卻得成品二十碳四烯酸。本發(fā)明通過采用干燥、萃取、蒸餾、脫色、除臭、濃縮工藝等步驟提取ARA，其中萃取步驟可降低母液的產(chǎn)生量，減少ARA在母液中的含量，使ARA提取率大大提高，降低生產(chǎn)成本，減少三廢量。本發(fā)明可提高微菌發(fā)酵生產(chǎn)ARA的提取總收率，降低生產(chǎn)成本，減少三廢量，同時萃取劑可回收再利用，減少環(huán)境污染。
【專利說明】從發(fā)酵液中提取ARA的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于二十碳四烯酸的提取【技術領域】，具體涉及一種從發(fā)酵液中提取二十碳四烯酸的方法。
【背景技術】
[0002]ARA(AA)學名二十碳四烯酸，又名花生四烯酸，屬0mega6族長鏈多元不飽和脂肪酸。在幼兒時期ARA屬于必需脂肪酸，但是在嬰幼兒期，寶貝體內(nèi)合成ARA的能力較低，因此對于正處于體格發(fā)育黃金期的寶貝來說，在食物中提供一定的ARA，會更有利于其體格的發(fā)育。ARA還具有重要的營養(yǎng)價值，作為人母乳的天然成分，ARA對于嬰兒的神經(jīng)及生理的發(fā)育必不可少，已被多個專業(yè)組織包括世界衛(wèi)生組織推薦作為營養(yǎng)補充劑添加到嬰兒配方奶粉中。ARA的缺乏對于人體組織器官的發(fā)育，尤其是大腦和神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育可能產(chǎn)生嚴重不良影響。
[0003]ARA具有一系列生理活性，已被廣泛應用于醫(yī)藥、食品、化妝品、飼料行業(yè)。ARA作為合成人體前列腺素、凝血噁烷以及白三烯的前體物質(zhì)，具有廣泛的生物活性，對高血壓、高血脂、糖尿病、病毒感染等疾病的預防和治療均有顯著效果；ARA具有保護皮膚的功能，在功能上與Y —亞麻酸(GLA)相似(GLA是ARA的前體物)，但ARA的護膚效果比GLA更好，ARA可以取代或部分取代GLA生產(chǎn)高檔護膚化妝品。ARA還具有營養(yǎng)毛囊、促進毛發(fā)再生的功能，可用于開發(fā)護發(fā)產(chǎn)品，預防和治療脫發(fā)。近年來，添加油脂作為能量飼料受到動物營養(yǎng)學家的推崇。ARA可提供動物體內(nèi)所必需的PUFAs和高濃度、易利用的代謝能，其代謝能價值是碳水化合物和蛋白質(zhì)的2.25倍。因此，對ARA的研究和開發(fā)將創(chuàng)造極高的經(jīng)濟價值，有非常重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出了一種從發(fā)酵液中提取RAR的方法，該方法可提高微菌發(fā)酵生產(chǎn)中ARA的總提取率，降低生產(chǎn)成本，減少三廢量。
[0005]本發(fā)明技術方案包括:
[0006]一種從發(fā)酵液中提取二十碳四烯酸的方法，包括以下步驟:
[0007]a對發(fā)酵液依次進行一級脫水、二級脫水和三級脫水，得含水量在5%以下的菌粉；
[0008]b向上述菌粉中加入溶劑進行萃取，萃取溫度為45~60°C，連續(xù)萃取2~4次，浸提萃取菌粉中含有的油脂；
[0009]c將步驟b所得油脂通過真空濃縮脫除溶劑，真空度為0.4Kpa以下，脫除時間為I~5小時，得毛油；
[0010]d對上述毛油進行水洗、堿洗，得純化后的毛油；
[0011]e向上述純化后的毛油中加入活性白土進行脫色，所述活性白土的加入量為純化后毛油質(zhì)量的I~5%，脫色的同時抽真空進行攪拌，脫色溫度75~85°C，脫色時間為20~40分鐘；[0012]f 接步驟e，過濾除去活性白土，對脫色后的毛油進行水蒸氣氣提除臭，溫度75~85°C，真空度小于0.4Kpa，脫臭0.5~I小時，然后維持真空狀態(tài)下緩慢冷卻，離心得成品二十碳四烯酸。
[0013]作為本發(fā)明的一個優(yōu)選方案，上述步驟a中，一級脫水為絮凝沉淀法脫水，二級脫水為碟片式離心機離心脫水；三級脫水為冷凍干燥法脫水。
[0014]作為本發(fā)明的另一個優(yōu)選方案，上述步驟b中，溶劑選用石油醚、乙醚、丁烷、己烷、丙酮、氯仿、乙醇、甲醇、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯中的一種或幾種的混合物；所述溶劑的加入量為所述發(fā)酵液質(zhì)量的40%~60%。
[0015]上述步驟d中，水洗、堿洗具體步驟為:在毛油中加入磷酸和NaCl溶液，溫度控制在55~65°C，緩慢攪拌、靜置0.5~I小時，取上層油液，水洗至中性；然后加入8%的NaOH溶液進行中和，攪拌40~50分鐘，完成中和反應后，繼續(xù)攪拌10~15分鐘，使皂粒絮凝；升溫到80~95°C，當皂粒明顯沉降時，停止攪拌，靜置沉降，分離皂腳，80~95°C水洗三次，真空干燥，得純化后的毛油。
[0016]上述中和反應中攪拌轉(zhuǎn)速為60~70r / min,完成中和反應后攪拌轉(zhuǎn)速為30~40r / min。
[0017]本發(fā)明所帶來的有益技術效果:
[0018]本發(fā)明提出了一種從發(fā)酵液中提取二十碳四烯酸的方法，首先將發(fā)酵液通過一級脫水、二級脫水和三級脫水，得到含水量在5%以下的菌粉；然后對所得菌粉進行萃取，浸提萃取菌粉中含有的油脂；對油脂進行真空除溶劑、水洗、堿洗等步驟，最后加入活性白土進行脫色，進行水蒸氣氣提除臭，冷卻得成品二十碳四烯酸。
[0019]本發(fā)明通過采用干燥、萃取、蒸餾、脫色、除臭、濃縮工藝等步驟提取ARA，其中萃取步驟可降低母液的產(chǎn)生量，減少ARA在母液中的含量，使ARA提取率大大提高，降低生產(chǎn)成本，減少三廢量；蒸餾步驟可使低沸點的萃取劑回收再利用；脫色與除臭步驟可進一步提高ARA成品的純度和品質(zhì)。
[0020]本發(fā)明可提高微菌發(fā)酵生產(chǎn)ARA的提取總收率，提取率均在85%以上，降低了生產(chǎn)成本，減少三廢量，同時萃取劑可回收再利用，減少環(huán)境污染。
【具體實施方式】
[0021]本發(fā)明提出了一種從發(fā)酵液中提取二十碳四烯酸的方法，為了使本發(fā)明的優(yōu)點、技術方案更加清楚、明確，下面結合具體實施例對本發(fā)明做進一步清楚、完整的說明。
[0022]本發(fā)明下述實施例中，所選用的發(fā)酵液均為含有ARA的發(fā)酵液，其可購買得到，本發(fā)明所選用的發(fā)酵液中，初始總酯含量均大于10%。
[0023]本發(fā)明在下述一級脫水中，所選用的絮凝沉淀法，其絮凝原理為:向ARA發(fā)酵液中投加絮凝劑后，發(fā)酵液中懸浮物的膠體及分散顆粒在分子力的相互作用下生成絮狀體且在沉降過程中它們互相碰撞凝聚，其尺寸和質(zhì)量不斷變大，沉速不斷增加。
[0024]本發(fā)明，一種從發(fā)酵液中提取二十碳四烯酸的方法，包括以下步驟:
[0025]a對發(fā)酵液脫水步驟，對發(fā)酵液依次進行一級脫水、二級脫水和三級脫水，得含水量在5%以下的菌粉；
[0026]b萃取步驟，向上述菌粉中加入溶劑進行萃取，萃取溫度為45~60°C，連續(xù)萃取2~4次，浸提萃取菌粉中含有的油脂；
[0027]c真空濃縮步驟，將步驟b所得油脂通過真空濃縮脫除溶劑，真空度為0.4Kpa以下，脫除時間為I~5小時，得毛油；
[0028]d對上述毛油進行水洗、堿洗，得純化后的毛油；
[0029]e脫色步驟，向上述純化后的毛油中加入活性白土進行脫色，所述活性白土的加入量為純化后毛油質(zhì)量的I~5%，脫色的同時抽真空進行攪拌，脫色溫度75~85°C，脫色時間為20~40分鐘；
[0030]f除臭步驟 ，接步驟e，過濾除去活性白土，對脫色后的毛油進行水蒸氣氣提除臭，溫度75~85°C，真空度小于0.4Kpa，脫臭0.5~I小時，然后維持真空狀態(tài)下緩慢冷卻，離心得成品二十碳四烯酸。
[0031]實施例1:
[0032]步驟1、稱取發(fā)酵結束的ARA發(fā)酵液IL (初始總脂含量為10.3%)引入絮凝沉淀罐后，加入2%絮凝劑，絮凝45分鐘后收集沉淀菌體，此為一級脫水；一級脫水完成后，發(fā)酵液經(jīng)碟片式離心機離心，去除絮凝劑和水分，得到泥狀菌體，此為二級脫水；最后將其進行冷凍干燥，制成菌粉，菌粉的含水量為4% ；
[0033]步驟2、向上述菌粉中加入有機溶劑進行萃取，本實施例優(yōu)選有機溶劑為丙酮，丙酮的加入量為ARA發(fā)酵液質(zhì)量的50%，萃取溫度50°C，萃取四次，浸提物為油脂，浸提物通過真空濃縮脫除溶劑，真空度為0.4Kpa，脫除時間為2小時，得毛油；
[0034]步驟3、在上述步驟2所得的毛油中加入占毛油體積15%的85%磷酸及NaCl溶液，在溫度為55°C時慢速攪拌，靜置I小時，取上層油液，水洗至中性；然后加入適量的質(zhì)量分數(shù)為8%的NaOH溶液，攪拌速度為60r / min，全部液加完后攪拌50min，完成中和反應后，速度降到40r / min ;繼續(xù)攪拌15分鐘,使阜粒絮凝,升溫到80°C,當阜粒明顯沉降時,停止攪拌，靜置沉降，分離皂腳，再用80°C熱水洗三遍，然后真空干燥，得純化后的毛油；
[0035]步驟4、向上述純化后的毛油中加入活性白土進行脫色，活性白土的加入量為毛油質(zhì)量的2%，脫色溫度75°C，同時抽真空并適度攪拌，脫色時間為30分鐘，過濾除去白土，對油脂進行水蒸氣氣提除臭，溫度75°C，真空度0.4Kpa，脫臭0.5小時，然后維持真空狀態(tài)下緩慢冷卻，離心得成品ARA92g，總脂提取率為89.3%。
[0036]實施例2:
[0037]步驟1、稱取發(fā)酵結束的ARA發(fā)酵液IL (初始總脂含量為10.2%)引入絮凝沉淀罐后，加入3%絮凝劑，絮凝30分鐘后收集沉淀菌體，此為一級脫水；一級脫水完成后，發(fā)酵液經(jīng)碟片式離心機離心，去除絮凝劑和水分，得到泥狀菌體，此為二級脫水；最后將其進行冷凍干燥，制成菌粉，菌粉的含水量為2% ；
[0038]步驟2、向上述菌粉中加入有機溶劑進行萃取，本實施例優(yōu)選有機溶劑為正己烷和無水乙醇混合液體，其中，正己烷和無水乙醇的的體積比為7:1，丙酮的加入量為ARA發(fā)酵液質(zhì)量的60%，萃取溫度60°C，萃取三次，浸提物為油脂，浸提物通過真空濃縮脫除溶劑，真空度為0.4Kpa，脫除時間為2小時，得毛油；
[0039]步驟3、在上述步驟2所得的毛油中加入占毛油體積10%的85%磷酸及NaCl溶液，在55°C溫度下慢速攪拌，靜置I小時，取上層油液，水洗至中性；然后加入適量質(zhì)量分數(shù)為8%的NaOH溶液，攪拌速度為60r / min，全部液加完后攪拌50min，完成中和反應后，速度降到30r / min ;繼續(xù)攪拌15分鐘,使阜粒絮凝,升溫到80°C,當阜粒明顯沉降時,停止攪拌，靜置沉降，分離皂腳，再用85°C熱水洗三遍，然后真空干燥，得純化后的毛油；
[0040]步驟4、向上述純化后的毛油中加入活性白土進行脫色，活性白土的加入量為毛油質(zhì)量的3%，脫色溫度80°C，同時抽真空并適度攪拌，脫色時間為30分鐘，過濾除去白土，對油脂進行水蒸氣氣提除臭，溫度80°C，真空度0.4Kpa，脫臭I小時，然后維持真空狀態(tài)下緩慢冷卻，離心得成品ARA87g，總脂提取率為85.3%。
[0041]實施例3:
[0042]與實施例1不同之處在于:步驟2中，選用乙酸乙酯作為溶劑進行萃取，乙酸乙酯的加入量為發(fā)酵液質(zhì) 量的50%，離心得成品ARA89g，總脂提取率為86.4%。
【權利要求】
1.一種從發(fā)酵液中提取二十碳四烯酸的方法，其特征在于包括以下步驟: a對發(fā)酵液依次進行一級脫水、二級脫水和三級脫水，得含水量在5%以下的菌粉； b向上述菌粉中加入溶劑進行萃取，萃取溫度為45~60°C，連續(xù)萃取2~4次，浸提萃取菌粉中含有的油脂； c將步驟b所得油脂通過真空濃縮脫除溶劑，真空度為0.4Kpa以下，脫除時間為I~5小時，得毛油； d對上述毛油進行水洗、堿洗，得純化后的毛油； e向上述純化后的毛油中加入活性白土進行脫色，所述活性白土的加入量為純化后毛油質(zhì)量的I~5%，脫色的同時抽真空進行攪拌，脫色溫度75~85°C，脫色時間為20~40分鐘； f接步驟e，過濾除去活性白土，對脫色后的毛油進行水蒸氣氣提除臭，溫度75~85°C，真空度小于0.4Kpa，脫臭0.5~I小時，然后維持真空狀態(tài)下緩慢冷卻，離心得成品二十碳四烯酸。
2.根據(jù)權利要求1所述的從發(fā)酵液中提取二十碳四烯酸的方法，其特征在于:所述步驟a中，一級脫水為絮凝沉淀法脫水，二級脫水為碟片式離心機離心脫水；三級脫水為冷凍干燥法脫水。
3.根據(jù)權利要求1所述的從發(fā)酵液中提取二十碳四烯酸的方法，其特征在于:所述步驟b中，溶劑選用石油醚、乙醚、丁烷、己烷、丙酮、氯仿、乙醇、甲醇、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯中的一種或幾種的混合物；所述溶劑的加入量為所述發(fā)酵液質(zhì)量的40% ~60%。
4.根據(jù)權利要求1所述的從發(fā)酵液中提取二十碳四烯酸的方法，其特征在于:所述步驟d中，水洗、堿洗具體步驟為:在毛油中加入磷酸和氯化鈉溶液，溫度控制在55~65°C，緩慢攪拌、靜置0.5~I小時，取上層油液，水洗至中性；然后加入8%的氫氧化鈉溶液進行中和，攪拌40~50分鐘，完成中和反應后，繼續(xù)攪拌10~15分鐘，使皂粒絮凝；升溫到80~95°C，當皂粒明顯沉降時，停止攪拌，靜置沉降，分離皂腳，80~95°C水洗三次，真空干燥，得純化后的毛油。
5.根據(jù)權利要求4所述的從發(fā)酵液中提取二十碳四烯酸的方法，其特征在于:所述中和反應中攪拌轉(zhuǎn)速為60~70r / min，完成中和反應后攪拌轉(zhuǎn)速為30~40r / min。
【文檔編號】C07C57/03GK103922921SQ201410153599
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月17日 優(yōu)先權日:2014年4月17日
【發(fā)明者】李悅明, 徐建春, 李霞, 王道會 申請人:青島瑯琊臺集團股份有限公司