[发明专利]湿法提取小球藻油脂的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及提取小球藻油脂的方法及装置，尤其涉及一种小球藻在高水分含量（75%-85%）的条件下的油脂萃取方法及其装置。

背景技术

目前已有多种微藻油脂提取技术，其中有机溶剂提取还是较为普遍的方式。在提取之前，由于细胞壁的存在，需要对其进行破壁。普遍采用溶胀法、反复冻融、低浓度氯化钙溶液、蒸汽高压、酶、珠磨、微波、超声波、抗氧化剂等方法进行破壁处理。提取的有机溶剂包括正己烷、异丙醇、乙醇、乙醚-石油醚、氯仿甲醇等，也利用二氧化碳超临界提取。有人利用微藻粉一步法进行萃取和酯化产生生物柴油。Xu.L等人比较了微藻干燥和在湿基的条件下直接萃取酯化在能量的消耗上的比较。根据现有技术计算，经过干燥后萃取生物柴油的能耗比（fossil energy ratio(FER)）比湿基直接催化要高，但从长远来看，湿基萃取的技术还有很大可提高的空间，是值得期待。

从工艺实施和过程放大的角度，目前主要还是从干燥的藻粉中进行溶剂萃取。然而微藻细胞中水含量高达70%以上，仅干燥过程的能耗就会超过微藻产出的能源。Bradley D.Wahlen等利用萃取和转化生物柴油同时进行的方式，通过分别萃取干物质微藻和湿基进行萃取转化反应，干物质取得的效果较理想，但湿基反应需大量的有机溶剂，湿法提取效果低于真空冷冻干燥方法，方法有待提高。

目前湿法提取的方式主要为先破碎后提取的方式。高压破碎方式为连续高压均质设备进行细胞的破碎，Ronald Halim等人研究发现连续高压均质对湿基进行细胞破碎，能提高细胞的破碎率，降低了细胞成团率，提高油脂提取率。但连续高压均质设备所能达到的压力在100-200MPa，提高的效率和细胞的破碎率相对较低。

超高压技术在食品技工领域应用较广，由于食品的超高压加工技术具有诸多优越性,所以被人们称之为当今世界十大类纯科技之一。所谓超高压技术，是指将物料放入液体介质中，加100-1000MPa压力下作用一段时间后，使物料中的酶、蛋白质、淀粉等生物高分子物质分别失去活性、变性和糊化，破坏细胞结构，同时致死以微生物为主的生物的过程。压力加工时，液体介质在高压下体积一旦被压缩，物系平衡向解除压力升高的方向移动，于是浸于介质中的物料的蛋白质、淀粉等物质在静水压下呈体积减少的趋势，形成生物高分子立体结构的氢键、离子键、疏水键等非共价键即发生变化，使蛋白质、淀粉等发生变化，生命停止活动，细菌等微生物被杀死。超高压提取的过程是先对物料加压，保持一定时间后，突然泄压，造成细胞内外的压差急剧上升，以使细胞中的内含物释放出来。压力大于400MPa，细胞的细胞壁和细胞膜才可充分被破坏，但压力再提高，细胞已经破坏，压力对油脂提取率的影响较小。高压提取的优势在于，高分子物质及色素、维生素、脂肪酸、香气成分等低分子化合物的共价键却未发生任何变化，从而高压处理过的物料能保持原有的营养价值，提取的脂肪酸组成不发生改变。并且与其他提取技术相比较，超高压提取技术可以降低能耗、缩短提取时间，提高有效成分的收率。解决了因高温引起的有效成分结构变化、损失及生理活性降低的难题，有效地保持了其有效成份。

因此湿法提取油脂是未来发展的方向，如何提高溶剂的萃取率及降低能源消耗将是科研人员需克服的关键问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种湿法提取小球藻油脂的方法及装置，解决湿法提取小球藻油脂的过程中，有机溶剂提取率低、溶剂损耗大等问题。

为实现上述目的，本发明提供一种湿法提取小球藻油脂的方法，包括：

步骤(a)：提供一小球藻原收集液，将其浓缩为一小球藻泥，随后加入一易挥发性有机溶剂及一添加剂，形成一混合物，其中该添加剂为强氧化剂或者强氧化剂与碳酸盐类剂的组合；

步骤(b)：对步骤(a)中的该混合物增压至400-600MPa，持续一保压时间，然后泄压；

步骤(c)：将经过步骤(b)压力处理后的该混合物取出，离心后取上清液，弃下层水层，将该上清液进行蒸发浓缩，得到湿法提取的小球藻油脂。

其中，该小球藻泥含水量为75%-85%，密度为0.90-0.95kg/L。

其中，所述的易挥发性有机溶剂为石油醚、氯仿、甲醇及其组合的其中之一，该小球藻泥与该易挥发性有机溶剂的添加体积比为1:1-1:3，即，小球藻泥体积：易挥发性有机溶剂体积=1:1-1:3。

其中，所述添加剂添加重量为小球藻泥重量的0.1%-0.5%。

其中，所述强氧化剂为浓硫酸、高氯酸及其组合的其中之一。

其中，所述碳酸盐类剂为碳酸钠、碳酸钾及其组合的其中之一。