[发明专利]微藻油脂提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及微藻的加工方法，具体而言，本发明涉及微藻油脂提取方法。

背景技术

微藻是一类个体微小的光能自养和/或异养型单细胞生物，具有分布广泛、种类繁多、光合效率高、生长速度快、适应性强等特点。微藻每年固定的CO₂约占全球净光合产量的40％，再加上其富含脂类、烃类、蛋白、可溶性多糖，以及虾青素、β-胡萝卜素等高价值天然色素，因此在环保、能源和健康等问题备受瞩目的今天，微藻越来越受到人们的关注。

微藻养殖完成后，要对进行收集、干燥、破壁与提取等处理以获得微藻藻油。

由于微藻具有纤维素性细胞壁，某些种类的微藻细胞壁厚、质地坚硬，在对微藻藻油进行提取前需进行破壁处理以提高藻油提取率。传统的微藻破壁方法很多，如传统上的机械粉碎、冻融、超声波、胶体磨等物理方法和生物酶解方法等。近几年先后提出了气爆法、高压均质和超高速气体粉碎法等。但上述方法都存在明显的缺点，或用时较长、或温度较高、或粉碎效果不佳、或没有有效保护生物活性成分。结果导致细胞壁破壁效率低下以及生物活性成分损失严重。

专利200810047859公开了一种利用生物酶法破壁，生产二十二碳六烯酸油脂的方法，在该方法中将蛋白酶和非蛋白酶同时加入、同时参与酶解反应，由于非蛋白酶本身也是蛋白质，因此在实际使用中，各种蛋白酶也会分解破坏其他生物酶，导致破壁效率大幅降低。

发明内容

由于现有技术中的用于微藻破壁的生物酶法具有破壁效率低的缺点，因此针对该缺点，本发明提出了一种新的微藻破壁方法，该方法主要分为两个步骤，第一步先以酸为催化剂，向密闭反应容器通入蒸汽，微藻细胞壁和胞间质在较高温度与压力下充分活化；第二步加入纤维素酶、果胶酶、蛋白酶等生物酶，在其最适温度下将绝大部分多糖、蛋白质继续水解为小分子单糖、氨基酸。微藻细胞壁结构被彻底破坏，胞内油脂与其他组分彻底分开，水解产物极易分层为油相、固相和水相，其中在第二步中，先加入非蛋白酶，反应一段时间，再加入蛋白酶反应一段时间，由于蛋白酶不干扰非蛋白酶的作用效果，因此相比于现有技术，本发明提供的方法破壁效率更高。

蛋白酶，也称为蛋白水解酶，是水解蛋白质肽键的一类酶的总称。常见的蛋白酶有胃蛋白酶、胰蛋白酶、组织蛋白酶、木瓜蛋白酶和枯草杆菌蛋白酶等。本文中的蛋白酶是包括多种常见的蛋白酶的复合物。

本文中的生物酶包括蛋白酶和非蛋白酶，其中非蛋白酶是指除蛋白酶之外的其他生物酶，包括纤维素酶、果胶酶、半纤维素酶、木聚糖酶、阿拉伯聚糖酶、甘露聚糖酶、蜗牛酶等生物酶中的一种或多种。

根据本发明的一个方面，提供了一种微藻破壁方法，包括调节微藻藻液的pH值，加热加压处理，随后恢复到常压状态，加入生物酶混合，所述生物酶分两步加入，先加入非蛋白酶，再加入蛋白酶。

在上述方法中，将pH值调节为1.5～6.5，优选调节为1.5～3。

在上述方法中，其中加热温度为100～150℃，优选加热到120～150℃，加压到0.1～0.5MPa，优选加压到0.1～0.3MPa，保持加热加压状态1～120分钟，优选保持加压加热状态1～10分钟。

在上述方法中，其中在加入生物酶混合的步骤中，在30～50℃的反应温度下，先加入非蛋白酶，混合4～48小时，优选为4～6小时，再加入蛋白酶，混合4～48小时，优选为4～6小时。

根据一个优选的实施方式，在上述方法中，pH值为1.5～3，藻液加热到120～150℃，加压到0.1～0.3MPa，加压加热状态保持1～10分钟，非蛋白酶和蛋白酶的混合时间分别为4～10小时。

在上述方法中，根据微藻种类的不同，各个温度、压力条件以及反应时间可以适当调整。

根据本发明的一个具体实施方式，其中调节pH值的步骤通过加入无机酸或有机酸或者通入含酸性氧化物的气体实施，其中优选的无机酸为稀硫酸、盐酸、或稀硝酸，优选的有机酸为醋酸。优选的酸性氧化物包括二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物中的一种或者多种。其中优选的硫氧化物包括二氧化硫和/或三氧化硫。氮氧化物包括一氧化二氮(N₂O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO₂)、三氧化二氮(N₂O₃)、四氧化二氮(N₂O₄)和五氧化二氮(N₂O₅)中的一种或者多种，优选的氮氧化物包括一氧化氮和/或二氧化氮。