一种从微藻湿生物质中直接提取脂肪酸甲酯的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生物化工技术领域，具体地说是一种从微藻湿生物质中直接提取脂肪 酸甲酯的方法。
【背景技术】
[0002] 微藻富含油脂，脂肪酸组分丰富，不仅是n-3高不饱和脂肪酸（DHA和EPA等)的重 要来源，而且可以提炼出生物柴油（主要成分为脂肪酸甲酯或乙酯)，以补充日益紧张的石 化能源。然而，微藻生物量通常伴有大量水分，开放式培养密度一般低于I g/L，封闭式高 密度培养也仅能达到30g/L，导致收获和脱水成本极高，占其生产成本(包括培养和采收)的 20%~30%。微藻种类繁多，细胞壁组成复杂，主要包含纤维素、半纤维素、木质素等组分，目 前微藻油脂抽提技术主要有超微粉碎技术、热化学提取技术(湿热法、蒸汽爆破法、挤压膨 化法)、化学法、超临界流体提取技术、亚临界流体提取技术、超声波、微波辅助提取法、脉冲 电磁场法、高压均质法、离子液体法等，这些方法的能源投入较高，导致微藻的生产成本较 高。因此，亟需开发一种可以减少收获、脱水和提炼等能源投入成本的油脂提取技术。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于解决已有技术存在的产品成本高的不足，提供一种通过酸碱联 合转酯化提取脂肪酸甲酯的方法。该方法以微藻湿生物质为原料，直接从中提取脂肪酸甲 酯，避免了对微藻湿生物质继续干燥所带来的成本增加；另一方面，采用常见的两种酸碱催 化剂在常压下和较低的反应温度下进行转酯化反应，减少了能源投入和活性物质（如高不 饱和脂肪酸）的氧化。
[0004] 本发明是通过以下技术方案来实现的： 一种从微藻湿生物质中直接提取脂肪酸甲酯的方法，其特别之处在于采用以下操作 步骤： 1)、收集微藻湿生物质：将收集的微藻湿生物质直接用于下面的反应。
[0005] 2)、碱催化：取步骤1)中收集的微藻湿生物质样品放入容器中，向容器内加入正 己烷和氢氧化钠甲醇溶液，微藻湿生物质样品、正己烷、氢氧化钠甲醇溶液的重量比为1 : 5-10 :10-15,搅拌混匀后转移至密封的反应釜中，加热反应釜进行碱催化反应，反应结束后 使反应釜冷却至常温。
[0006] 3)、酸催化：打开反应釜，加入乙酰氯甲醇溶液，微藻湿生物质样品与乙酰氯甲醇 溶液重量比为1 :10-15,密封后再次加热反应釜进行酸催化反应，反应结束后使反应釜冷 却至常温。
[0007] 4)、中和反应：打开反应釜，加入碳酸钾溶液和正己烷进行中和反应，反应结束进 行振荡分层，吸取上层液体转移至容器中，即为脂肪酸甲酯的正己烷溶液。
[0008] 5)、蒸馏：将步骤4)制得的脂肪酸甲酯的正己烷溶液转移至蒸馏器中，加热至 68 °C，使正己烷分馏出去，剩下的液体即为脂肪酸甲酯。
[0009] 所述的微藻为光合作用微型藻类。
[0010] 步骤1)中所述收集微藻湿生物质是采用过滤或离心的方法，微藻湿生物质含水量 要求在90%以下。
[0011] 步骤2)中所用氢氧化钠甲醇溶液的质量分数要求为2%，加热反应釜温度为 70-80°C，反应时间为 20-60 min。
[0012] 步骤3)中所用乙酰氯甲醇溶液的质量分数要求为10%，再次加热反应釜温度为 70-80°C，反应时间为 20-60 min。
[0013] 步骤4)中所用碳酸钾溶液的质量分数要求为6%。
[0014] 本发明与已有技术对比具有以下特点：
[I)设计科学、工艺合理，充分利用了微藻湿生物质在碱液中易混匀的特性，微藻转移 过程中不沾壁，样品无损失，保证了脂肪酸甲酯的得率，提高了操作的简易性。
[0015] ②无需进行预先破壁，无需特殊机械设备，在常压和较低反应温度下即可完成全 部过程，保证了高不饱和脂肪酸不被氧化。
[0016] ③通过选择合理的碱性催化剂和酸性催化剂，合理搭配二者的比例，充分利用了 碱性催化剂水解油脂获得游离脂肪酸，酸性催化剂转酯化游离脂肪酸的特性，能够处理含 水量在90%以下的微藻生物质，脂肪酸甲酯的得率在95%以上。
[0017] 本发明的适用于各种微藻种类，与其他提取方法相比脂肪酸甲酯的得率可以超过 或达到相同水平。
[0018] 本发明可以耐受的微藻湿生物质的水分含量为90%，微藻湿生物质的水分含量超 过90%时提取率显者下降，在90%以下时无显者影响。
[0019]
【附图说明】： 图1 :为本发明操作程序示意图； 图2 :为采用不同提取方法所获得脂肪酸甲酯得率的比较示图； 图3 :为微藻湿生物质水分含量与脂肪酸甲酯转化率关系示图； 图4 :为实施例3所获得的脂肪酸甲酯的气相色谱图； 图中：a峰为十七烷酸甲酯，b峰为标准十九烷酸甲酯的峰。
【具体实施方式】
[0020] 以下给出本发明的【具体实施方式】，用来对本发明的构成进行进一步说明。
[0021] 实施例1 以4000rpm离心10min收集细胞密度为IO7个/mL的三角褐指藻藻液100 mL，去上清后 获得微藻湿生物质约〇. I g左右，经测定其含水量为88%，向离心管中加入0. 5mL正己烷和 ImL质量分数为2%的氢氧化钠甲醇溶液，转移至密封的试管中，加热至80°C，恒温20min，反 应结束后冷却5min至常温，再加入ImL质量分数为10%的乙酰氯甲醇溶液，加热至80°C，恒 温20min，反应结束后冷却5min至常温，加入0. 5mL的正己烷和ImL质量分数为6%的碳酸 钾溶液，振荡静置，出现分层后将上层液体全部转移到旋转蒸发器中，加热至68°C，将正己 烷蒸馏出去，剩下的液体即为脂肪酸甲酯，经气相色谱法测定，脂肪酸甲酯在液体中的含量 在95%左右，脂肪酸甲酯的得率可达98%。
[0022] 实施例2 以4500rpm离