[发明专利]一种最佳化快速溶剂萃取处理提高微藻油脂萃取量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从生物材料样品萃取油脂的快速方法，具体是属于最佳化加速溶剂萃取 处理提高微藻油脂萃取率的技术领域。

背景技术

微藻是体积微小、结构简单、生长繁殖快的单细胞藻类，目前已知的微藻种类达10多万 种，各种不同类型的微藻具有特定的生物学和生态学特性，它们能通过细胞内发生的各种生 物化学反应和代谢途径，合成许多具有独特结构和特异功能的高价值细胞活性物，例如肽类 物，蛋白质，脂肪酸，多糖，天然色素，维生素等，因此，微藻被广泛开发应用在食品、医 药、化妆品，基因工程、生物质燃料，水产养殖，环境保护等行业领域，具有良好的开发应 用前景。从微藻中分离提取、纯化天然活性物，是实现藻类高值化利用的重要途径。

自20世纪70年代爆发了石油危机后，人类开始寻找可再生能源。在化石燃料日益枯竭、 环境污染逐渐威胁人类生存的今天，清洁的可再生能源的开发已成为各国研发的战略方向和 重点^[5]。微藻具有生物量大、生长周期短、易培养、油脂含量高等优点。通过调控扩增培养 微藻并采收生物量，提取微藻油脂，再进一步通过转酯化反应，可制备出具有良好燃性和环 保特性的生物燃油，因此，微藻是产生可再生性绿色清洁能源的良好生物质材料。

另一方面，微藻油脂中含有对人体健康有益的各种多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty  acid，PUFA)，例如亚麻酸，二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid，DHA)和二十碳五烯酸 (eicosapentaenoic acid，EPA)。多不饱和脂肪酸在营养和医学领域的重要作用，已日益引起人 们的广泛关注，特别是二十二碳六烯酸和二十碳五烯酸，研究表明它们具有许多重要的生理 功能，如改善大脑记忆能力，维持正常视力，防治心脏疾病、动脉硬化、风湿关节炎、哮喘 和糖尿病，降血脂、抗血液凝集、抗炎、抗癌及免疫调节等作用，因此已成为研究开发的热 点。

传统上深海鱼油是EPA及DHA等多不饱和脂肪酸的主要来源，但是从鱼油中提取的多 不饱和脂肪酸存在腥臭味，且后处理过程要经油水分离、浓缩、蒸馏、精制、脱臭等步骤， 工艺复杂，产品价格昂贵^[36]。微藻具有合成EPA和DHA等不饱和脂肪酸的能力，藻体内EPA 和DHA的相对含量远远高于鱼油中的含量，而且从藻细胞中提取的PUFA产品没有腥臭味， 不含胆固醇成分，避免了服用鱼油胶囊时摄入大量胆固醇的缺点。在某些藻类中分别含有较 高含量的EPA和DHA，减少了EPA和DHA在单一提取过程中的相互干扰。此外，有些藻 类可以直接食用，避免了提纯过程中的氧化分解。因此，利用微藻生产EPA和DHA具有良 好的前景。

不论是利用微藻制备生物燃油或提取纯化含有的多不饱和脂肪酸，首先应提取微藻的油 脂成分，然后进一步采用相关的程序，制备出目标产物，因此，寻求操作快速简便、萃取完 全、效率高的方法，是开发利用微藻油脂的关键。微藻细胞个体小，通常细胞壁较厚实，提 取油脂成分较困难，需要采用特殊有效的萃取方法才能达到萃取高的效果。

分离提取生物样品的油脂组分，传统上采用的技术和方法有索氏提取法、有机溶剂法、酸 热法等。虽然这些方法比较简便易行，但通常分离提取的过程耗时长，例如索氏提取法往往 需数小时，而对于油脂萃取困难的微藻样品，需要操作十几小时才能完成萃取过程，而且萃 取率低。而且这些传统的油脂提取方法存在一个要害问题，即萃取过程中要耗用大量有毒害 作用的有机溶剂，这不仅造成分析成本高，而且有机溶剂容易损害人体健康并产生环境污染。 除此以外，微波消解法、超声波萃取法和超临界萃取法等，目前也应用于生物样品的油脂组 分的分离提取。虽然这些技术方法在一定程度上缩短了分离提取的时间并能提高一定程度的 萃取效率，但使用这些技术方法分离提取生物样品油脂的过程中仍然存在需要耗用较多量有 机溶剂的问题，而且也同时产生另外一些问题，例如某些微藻种类采用超声波萃取法萃取油 脂的效率很低，甚至无法萃取出细胞的油脂。超临界流体萃取法(SFE)常常需要一种共溶剂， 而且其应用范围较窄，操作人员需要有较高的超作技能才能得到可靠的结果。

因此，对于特殊生物样品的微藻，需要寻求和建立一种简便、快速、有效的油脂萃取技术 和方法。