[发明专利]水酶法提取花生四烯酸油脂的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及利用高山被孢霉(Mortierella alpina)生产花生四烯(Arachidonic acid，简称ARA)油脂的工艺，属于生物工程领域。具体地说，利用生物酶破碎高山被孢霉的细胞壁，从而提取花生四烯酸油脂的方法，是生物工程下游过程中分离提取的技术领域。

背景技术

花生四烯酸(Arachidonic acid，ARA，即5，8，11，14-二十碳四烯酸)属于ω-6系列长链多不饱和脂肪酸(PUFAs)，是一种人体最活跃和必需的多不饱和脂肪酸，具有促进智力发育、提高人体视力、降低血脂、增强免疫力和抗癌等功效，被广泛应用于功能保健、生物医药、化妆品及饲料添加剂等方面。由于花生四烯酸油脂在成年人体内合成量极少，婴幼儿体内则无法合成，因此从食物中摄取额外的花生四烯酸油脂对人体许多组织特别是脑组织的生长发育至关重要。

花生四烯酸油脂的传统来源是从动物肝脏、猪肾上腺、血液、鱼油中提取，但动物组织中的花生四烯酸油脂含量很低(约为0.2％)，来源少，且受季节限制，价格昂贵，无法满足日益增长的市场需求。微生物合成花生四烯酸油脂以生产周期短、环境污染小、原料来源广泛、可持续发展性强和产品质量好等优点逐渐替代了传统花生四烯酸油脂的制备方法，其中以高山被孢霉(M.alpina)的花生四烯酸油脂含量最高(Higashiyama K，Biotechnology and Bioprocess Engineering，2002，7：252-262)，且利用高山被孢霉生产花生四烯酸油脂已经实现工业化。因此，花生四烯酸油脂的提取工艺成为微生物合成法工业化生产的一个必要环节。

从高山被孢霉中提取花生四烯酸油脂的方法主要有：(1)索式提取法，发酵液抽滤集菌，烘干研碎，装入索式提取器，正己烷加热回流提取十二小时，旋转蒸发去除正己烷即得油脂。(2)有机溶剂萃取法，发酵液抽滤集菌，按一定比例加入有机溶剂(常用的有石油醚，乙醇～正己烷，氯仿～甲醇，乙醚)，振荡混匀，离心取有机相，蒸发去除有机溶剂即得油脂。(3)超声波提取法，发酵液超声波破解细胞壁，加入机溶剂萃取，离心取有机相，蒸发去除有机溶剂即得油脂。(4)超临界CO₂萃取法，发酵液抽滤集菌，烘干研碎，装入萃取管，超临界状态下分离出油脂。

但是，这些油脂提取方法存在着种种缺点与不足：(1)索式提取法，耗时长，冷却水用量大，难以批量提取，仅局限在实验室规模的油脂提取。(2)有机溶剂法油脂收率低，油脂品质差，对花生四烯酸而言，有机溶剂的残留存在食用安全性的潜在问题。(3)超声波提取所需功率大，处理规模小，难以实现工业化。(4)超临界CO₂萃取，设备复杂，生产成本高，仅局限在实验室规模的油脂提取。因此，需要寻求一种油脂收率高、油脂品质高、功效高、能耗低且易于工业化的油脂提取方法，利用水酶法对高山被孢霉菌体进行花生四烯酸油脂的提取工艺未见文献报道。

水酶法以功效高、油脂品质高、能耗低、易于批量化处理等特点，日益得到科研界和工业界的重视。公开号CN101307341A利用生物酶对寇式隐甲藻进行油脂提取，论证了酶解法对海藻细胞的可行性；公开号CN101531689A和CN101235399A论证了酶解法对植物细胞的可行性。本发明以三种蛋白酶(碱性蛋白酶，中性蛋白酶和木瓜蛋白酶)以及六种多糖水解酶(纤维素酶，木聚糖酶，果胶酶，糖化酶，淀粉酶和蜗牛酶)为研究重点，提供一种花生四烯酸水酶法提取工艺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种水酶法提取花生四烯酸油脂的工艺，以高效、批量化萃取花生四烯酸油脂，并通过优化工艺条件，获得较高的油脂收率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种水酶法提取花生四烯酸油脂的工艺，包含如下步骤：

(1)培养高山被孢霉发酵生产花生四烯酸；

(2)向步骤(1)得到的发酵液中，加蒸馏水稀释1～3体积倍数制成菌体悬浮液，加入0.25～2.5g/L的生物酶，调节体系pH值至生物酶的酶解反应最适pH，调节体系温度至生物酶的酶解反应最适温度，进行酶解6～10h；

(3)向步骤(2)得到的酶解后的体系中，加入体系体积的10～15％(v/v)的乙醇和20～40％(v/v)的正己烷进行油脂萃取，离心分层，取有机相；向剩下的水相和固体相中，加入步骤(2)得到的酶解后体系体积的20～40％(v/v)的正己烷进行二次萃取，离心分层，取有机相，合并两次有机相；

(4)旋转蒸发收集的有机相，得到花生四烯酸油脂。