专利名称：一种提取二十二碳六烯酸油脂的方法
技术领域：
本发明属于油脂技术领域，涉及一种提取二十二碳六烯酸油脂的方法。
背景技术：
DHA (Docosahexaenoic acid, 22 :6Δ4· 7. 10. 13. 16. 19，全名二十二碳六烯酸)是 一种重要的η-3系长链多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,简称PUFA)，具有 增强智力，促进脑细胞发育，治疗心脑血管疾病等作用，被誉为新一代功能保健因子，广泛 应用于婴幼儿食品添加剂和医药行业。传统的DHA来源主要为鱼油，但由于受到鱼的种类、季节、地理位置等因素的限制 使得鱼油生产的DHA油脂成分等不稳定、品质也不高。因此，微生物发酵法制备DHA工艺受 到广泛关注。国内外许多企业均已成功的实现了微生物发酵产DHA油脂的工业生产，但是 生产工艺大多比较传统。由于发酵液中存在大量的水，造成萃取过程中消耗大量的乙醇和有机溶剂，因此 萃取前的分水是毛油提取的过程中的一个非常重要的步骤。工业上常用的分水方法为添 加絮凝剂剂，如明矾、硫酸铝、无水CaCl2、三氯化铁、聚合氧化铝、聚合硫酸铁或聚丙烯酰胺 等，然后经过静置、过滤、离心或烘干等程序。但是这些方法或需要较长的时间(一般需要 放置12h以上，降低了生产效率)或耗费较大的能量(离心机等属于耗材，远转耗能，设备 的投入和维护也需要成本，烘干则需要更大能耗)，对于工业生产来说不够经济。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种提取二十二碳六烯酸油脂的方法。该方法 是基于酶法破壁提取DHA油脂的方法，能够大大降低生产过程的能耗并节约成本。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下—种提取二十二碳六烯酸油脂的方法，将含有二十二碳六烯酸的发酵液经酶法 破壁后，先进行一级分水，对菌体进行富集，再进行二级萃取，蒸发除去萃取溶剂后得到粗 油；其中，所述的一级分水为，将破壁后的发酵液、乙醇和有机溶剂按体积比1 0.5 1.5 0.1 0.8混合、静置，弃下层水相；通过静置，所得混合液会快速分层，下层为水相， 上层为有机相以及菌体，如果静置时间加长，溶液将会分为三层，从上到下分别为有机溶剂 层、菌体层和水层，只要除去下层水相即可，保留上层的混合物料或者上层有机溶剂层及中 层菌体层；所述的二级萃取为，将一级分水得到的上层油相(即弃去水相的部分)、乙醇和有 机溶剂按体积比1 0.6 1.2 0.6 1.2混合、静置，收集上层有机相；通过静置，混合 液会分层，上层为有机相，中间层为菌体，下层为包含少量残留发酵液的乙醇相；一级分水和二级萃取中所述的有机溶剂为环己烷、正己烷、乙酸乙酯、丙酮、石油醚、乙醚、甲苯、氯仿、四号溶剂和六号溶剂中的任意一种或几种的任意比例的混合物。优选 正己烷、丙酮或石油醚。一级分水和二级萃取所使用的有机溶剂相同。其中，所述的发酵液为由破囊壶菌、裂殖壶菌、隐甲藻或双鞭甲藻经过发酵得到的 含有二十二碳六烯酸的发酵液，本发明方法对发酵使用的菌种和采用的发酵方法并没有任 何限制，只要是有能力发酵生产DHA的菌株都可以使用，只要是能够发酵生产出DHA的方法 都可以使用。当然，通过优化条件，使得发酵液中富含DHA，这种富含DHA的发酵液更适合用 本发明方法进行二十二碳六烯酸油脂的提取。
其中，所述的酶法破壁为使用蛋白酶、溶菌酶、葡聚糖酶、纤维素酶、几丁质酶、甘 露糖酶或半纤维素酶等进行破壁。本发明方法对破壁的酶无任何限制，只要是能将菌株细 胞壁进行破碎的破壁酶都可以使用，本发明方法对破壁的方法也没有任何限制，只要是利 用酶将菌株细胞壁进行破碎的方法都可以使用。其中，所述的一级分水中，破壁后的发酵液、乙醇和有机溶剂体积比优选为 1 0. 6 1. 3 0. 2 0. 6。其中，所述的一级分水中，破壁后的发酵液、乙醇和有机溶剂混合过程中伴随搅 拌，搅拌时间为5min 3h。搅拌的目的是为了促进物料的混合均勻，实现有机溶剂的部分 萃取功能，本发明方法对混合搅拌的速度无任何限制，以物料混合均勻为前提搅拌一段时 间即可。其中，所述的一级分水，静置时间为5分钟以上，本发明对静置时间无任何限制， 以实现分层为准，可适当的考虑工作时间安排。其中，所述的二级萃取中，一级分水得到的上层油相(即弃去水相的部分)、乙醇 和有机溶剂的体积比优选为1 0. 8 1. 1 0. 8 1. 1。其中，所述的二级萃取，一级分水得到的上层油相、乙醇和有机溶剂混合过程中伴 随搅拌，搅拌时间为15min 3h。搅拌的目的是为了促进物料的混合均勻，使有机溶剂能 与DHA充分接触，达到极大限度的萃取目的，本发明方法对混合搅拌的速度无任何限制，以 物料混合均勻为前提搅拌一段时间即可。其中，所述的二级萃取，静置时间为5分钟以上，本发明对静置时间无任何限制， 以实现分层为准，可适当的考虑工作时间安排。其中，所述的二级萃取可以为多次萃取，这样可以提高收率，操作方法为将一级 分水得到的上层油相、乙醇和有机溶剂按体积比1 0.6 1.2 0.6 1.2混合、静置， 收集上层有机相；下层添加有机溶剂继续混合、静置，重复1 10次，合并上层有机相，二级 萃取采用多次萃取时，只在第一次萃取过程中加入乙醇，之后的萃取只添加有机溶剂无需 添加乙醇，有机溶剂的类型和第一次萃取相同，有机溶剂的加入量没有任何限制，可以多可 以少，目的是为了最大可能的萃取出DHA，提高收率。有益效果本发明的方法与常规的不进行分水直接添加乙醇和有机溶剂进行萃取 的方法相比，该法的乙醇与正己烷用量可降至66%和24% ；而与工业上原有的分水萃取的 生产方法相比，该法采用有机溶剂进行分水，即实现了分水的目的，又可以起到部分萃取效 果，提高了收率，该方法操作简单，耗时少，无需任何设备投入，能耗低，并且提高了萃取强 度和效率，油脂产率能够达到47 53g/L，DHA占脂肪酸的含量达到43 52%，具有很好 的应用价值。
具体实施例方式根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实 施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限 制权利要求书中所详细描述的本发明。以下实施例的发酵液利用裂殖壶菌(Schizochytrium sp. ) (CCTCC No =M 209059)，按照专利200910033869. 5的方法制备而得。当然本发明方法不局限于上述菌株和上述发酵方法，破囊壶菌、裂殖壶菌、隐甲藻 或双鞭甲藻经过任何发酵方法得到的含有二十二碳六烯酸的发酵液都可以用于以下实施 例的分离提取。
上述发酵液采用如下方法破壁在发酵液中加入1 20g/L的碱性蛋白酶，50 70°C下保温搅拌1 5h。当然本发明方法不局限于上述破壁酶和破壁方法，任何酶(如蛋白酶、溶菌酶、葡 聚糖酶、纤维素酶、几丁质酶、甘露糖酶、半纤维素酶等)只要能实现发酵菌株的破壁，实现 DHA的释放，都可以用于以下实施例的分离提取。实施例1 取破壁后的发酵液200mL，将破壁后的发酵液、乙醇和正己烷按照体积比 1 0.6 0.2混合，搅拌IOmin后静置lOmin，进行分水，对菌体进行富集，所得混合液快 速分层，弃下层水相。将一级分水后的上层混合液(即弃去水相的部分)、乙醇和正己烷按体积比 1:1: 1混合，搅拌15min后静置lOmin，进行萃取，收集上层正己烷相，向中层和下层的 物料中继续添加和第一次萃取相同体积的正己烷混合，搅拌15min后静置lOmin，重复浸提 三次，合并上层正己烷相，旋转蒸发除去正己烷后得DHA毛油10. 3g，油脂产率为51.5g/L， DHA占脂肪酸的含量达到49. 7%。该法的乙醇和正己烷用量分别为155mL和145mL。对比例1 不进行分水，取破壁后的发酵液200mL，直接将破壁后的发酵液、乙醇和正己烷按 体积比1 1 1混合，搅拌15min后静置lOmin，进行萃取，取上清液，加相同量的正己 烷重复浸提三次，合并上层正己烷相，旋转蒸发除去正己烷后得DHA毛油9. 7g，油脂产率 为48. 5g/L，DHA占脂肪酸的含量达到47. 2%，该法的乙醇和正己烷用量分别为200mL和 600mLo实施例2 取破壁后的发酵液200mL，将破壁后的发酵液、乙醇和氯仿按照体积比 1 0.7 0.4混合，搅拌IOmin后静置lOmin，进行分水，对菌体进行富集，所得混合液快 速分层，弃下层水相。将一级分水后的上层混合液(即弃去水相的部分)、乙醇和氯仿按体积比 1 0.8 1混合，搅拌15min后静置lOmin，进行萃取，收集上层氯仿相，向中层和下层的 物料中继续添加和第一次萃取相同体积的氯仿混合，搅拌15min后静置lOmin，重复浸提三 次，合并上层氯仿相，旋转蒸发除去溶剂后得DHA毛油9. 9g，油脂产率为49. 5g/L,DHA占脂 肪酸的含量为50.3%。
实施例3 取破壁后的发酵液200mL，将破壁后的发酵液、乙醇和乙醚按照体积比 1 1.3 0.6混合，搅拌IOmin后静置lOmin，进行分水，对菌体进行富集，所得混合液快 速分层，弃下层水相。将一级分水后的上层混合液(即弃去水相的部分)、乙醇和乙醚按体积比 1 0.8 1.1混合，搅拌15min后静置lOmin，进行萃取，收集上层乙醚相，向中层和下层 的物料中继续添加和第一次萃取相同体积的乙醚混合，搅拌15min后静置lOmin，重复浸提 一次，合并上层乙醚相，旋转蒸发除去乙醚后得DHA毛油9. 8g，油脂产率为49g/L，DHA占脂 肪酸的含量达到44.8%。
实施例4 取破壁后的发酵液5. 3m3，将破壁后的发酵液、乙醇和正己烷按照体积比 1 0.6 0.3混合，搅拌Ih后静置lh，进行分水，对菌体进行富集，所得混合液快速分层，， 弃下层水相。将一级分水后的上层混合液(即弃去水相的部分)、乙醇和正己烷按体积比 1:1: 0.8混合，搅拌2h后静置lh，进行萃取，收集上层正己烷相，向中层和下层的物料 中继续添加和第一次萃取相同体积的正己烷混合，搅拌2h后静置lh，重复浸提三次，合并 上层正己烷，蒸去正己烷后得DHA毛油280kg，油脂产率为52. 8g/L,DHA占脂肪酸的含量达 到 48. 6%。实施例5 取破壁后的发酵液4. 9m3，将破壁后的发酵液、乙醇和石油醚按体积比 1 0.7 0.2混合，搅拌30min后静置lh，进行分水，对菌体进行富集，所得混合液快速分 层，弃下层水相。将一级分水后的上层混合液(即弃去水相的部分)、乙醇和石油醚按体积比 1 1. 1 0.9混合，搅拌1.5h后静置lh，进行萃取，收集上层石油醚相，向中层和下层的物 料中继续添加和第一次萃取相同体积的石油醚混合，搅拌1.5h后静置lh，重复浸提三次， 合并上层石油醚相，蒸去溶剂后得DHA毛油256kg，提取率为52. 2g/L,DHA占脂肪酸的含量 达到50. 5%。实施例6 同实施例1的方法相同，所不同的是将破壁后的发酵液、乙醇和正己烷按照体积 比 1 0. 5 0. 1 混合。实施例7同实施例1的方法相同，所不同的是将破壁后的发酵液、乙醇和正己烷按照体积 比 1 1. 5 0. 8 混合。实施例8 同实施例1的方法相同，所不同的是将一级分水后的上层混合液(即弃去水相的 部分)、乙醇和正己烷按体积比1 1.2 0.6混合。实施例9:同实施例1的方法相同，所不同的是将一级分水后的上层混合液(即弃去水相的 部分)、乙醇和正己烷按体积比1 0.6 1.2混合。
实施例10 同实施例1的方法相同，所不同的是将正己烷用环己烷替换。实施例11 同实施例1的方法相同，所不同的是将正己烷用石油醚和丙酮的混合溶剂(体积 比1 2)替换。
实施例12 同实施例1的方法相同，所不同的是将正己烷用四号溶剂替换。实施例13 同实施例1的方法相同，所不同的是将正己烷用六号溶剂替换。实施例14:同实施例1的方法相同，所不同的是将正己烷用乙酸乙酯和甲苯的混合溶剂(体 积比1 1)替换。实施例15 —级分水同实施例1的方法相同，所不同的是二级萃取只进行一次萃取，即将一 级分水后的上层混合液(即弃去水相的部分)、乙醇和正己烷按体积比1 1 1混合，搅 拌15min后静置lOmin，只进行这一次萃取，收集上层正己烷相，旋转蒸发除去正己烷后得 DHA毛油。
权利要求
一种提取二十二碳六烯酸油脂的方法，其特征在于将含有二十二碳六烯酸的发酵液经酶法破壁后，先进行一级分水，对菌体进行富集，再进行二级萃取，蒸发除去萃取溶剂后得到粗油；其中，所述的一级分水为，将破壁后的发酵液、乙醇和有机溶剂按体积比1∶0.5～1.5∶0.1～0.8混合、静置，弃下层水相；所述的二级萃取为，将一级分水得到的上层油相、乙醇和有机溶剂按体积比1∶0.6～1.2∶0.6～1.2混合、静置，收集上层有机相；一级分水和二级萃取中所述的有机溶剂为环己烷、正己烷、乙酸乙酯、丙酮、石油醚、乙醚、甲苯、氯仿、四号溶剂和六号溶剂中的任意一种或几种的任意比例的混合物。
2.根据权利要求1所述的提取二十二碳六烯酸油脂的方法，其特征在于所述的发酵液 为由破囊壶菌、裂殖壶菌、隐甲藻或双鞭甲藻经过发酵得到的含有二十二碳六烯酸的发酵 液。
3.根据权利要求1所述的提取二十二碳六烯酸油脂的方法，其特征在于所述的酶法 破壁为使用蛋白酶、溶菌酶、葡聚糖酶、纤维素酶、几丁质酶、甘露糖酶或半 纤维素酶进行破壁。
4.根据权利要求1所述的提取二十二碳六烯酸油脂的方法，其特征在于所述的一级分 水，破壁后的发酵液、乙醇和有机溶剂混合过程中伴随搅拌，搅拌时间为5min 3h。
5.根据权利要求1所述的提取二十二碳六烯酸油脂的方法，其特征在于所述的一级分 水，静置时间为5分钟以上。
6.根据权利要求1所述的提取二十二碳六烯酸油脂的方法，其特征在于所述的二级萃 取，一级分水得到的上层油相、乙醇和有机溶剂混合过程中伴随搅拌，搅拌时间为15min 3h。
7.根据权利要求1所述的提取二十二碳六烯酸油脂的方法，其特征在于所述的二级萃 取，静置时间为5分钟以上。
8.根据权利要求1所述的提取二十二碳六烯酸油脂的方法，其特征在于所述的二 级萃取为多次萃取，将一级分水得到的上层油相、乙醇和有机溶剂按体积比1 0.6 1. 2 0. 6 1. 2混合、静置，收集上层有机相；下层添加有机溶剂继续混合、静置，重复1 10次，合并上层有机相。
全文摘要
本发明公开了提取二十二碳六烯酸油脂的方法，该方法将含有二十二碳六烯酸的发酵液经酶法破壁后，先采用有机溶剂进行一级分水，对菌体进行富集，再用有机溶剂进行二级萃取，得到粗油。该方法操作简单，无需设备投入，能耗低，大大降低了乙醇和有机溶剂的用量，并且油脂产率达到47～53g/L，DHA占脂肪酸的含量达到43～52％，有良好的应用价值。
文档编号C11B1/10GK101824363SQ20101018222
公开日2010年9月8日 申请日期2010年5月25日 优先权日2010年5月25日
发明者朱婧瑶, 肖爱华, 胡学超, 黄和 申请人:南京工业大学