一种利用微藻同时生产叶黄素和油脂的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于微藻生物技术领域，涉及微藻高值化代谢产物的综合利用技术，具体涉及一种利用微藻同时生产叶黄素和油脂的方法。
【背景技术】
[0002]微藻是一类在水中生长的、种类繁多且分布极其广泛的低等植物。这类生物具有高效的光合作用反应系统，可以通过二氧化碳的固定，将光能转化为化学能，并以油脂或淀粉等有机物的形式储存在体细胞内。随着人类社会资源短缺的压力和环境问题日益严峻，利用微藻进行生物柴油及其部分化石能源代替产品的开发，已经成为目前研宄的热点。
[0003]利用微藻进行生物柴油生产是一个复杂的系统工程，涵盖多个技术环节，但目前面临的主要问题是较高的生产成本，由于微藻生产生物柴油的成本较高，国际上还没有在微藻生物柴油的产业化生产方面取得实质的突破。传统上采用的提取技术，通常分离提取的时间长，而且萃取率低，同时传统的油脂提取方法存在一个问题，即萃取过程中要消耗大量的有毒害作用的有机溶剂，这不仅使得了成本提高，而且有机溶剂容易损害人体健康并污染环境。
[0004]叶黄素类胡萝卜素的一种，主要存在于水果和蔬菜中。目前研宄表明，叶黄素具有广泛而有效的生理功能，能够有效地消除自由基，预防心血管硬化、冠心病和肿瘤等疾病，能够提高机体的免疫力；防治视黄斑退化引起的视力下降和失明等。目前叶黄素的商业来源是金盏菊，而金盏菊的生长周期较长，叶黄素含量低，而且提取过程较为繁琐。
[0005]目前，大多数的研宄主要集中于微藻生物柴油的生产或者微藻高价值代谢产物的生产，还没有发现将微藻生物柴油和高附加值代谢产物结合在一起的研宄。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题在于提供一种利用微藻生产油脂和叶黄素的提取方法，该方法操作简单，且微藻油脂和叶黄素的提取率高。
[0007]为了解决上述技术问题，本发明通过以下方式来实现:
[0008]一种利用微藻同时生产叶黄素和油脂的方法，包括以下步骤:
[0009](I)微藻细胞的收集:在微藻培养的后期，利用离心的方式收集微藻细胞干燥粉；
[0010](2)微藻细胞的称取:准确称取0.1g的步骤⑴所得到的微藻细胞干燥粉；
[0011](21)叶黄素的提取:针对步骤(2)中得到的微藻细胞，加入适量的提取溶剂，振荡混匀后对微藻用超声波破碎仪进行破碎，利用离心的方法提高细胞浓度，控制离心转数5500?8000r/min，离心时间为5?lOmin，收集溶液上清，定容，测定叶黄素含量，整个过程需要在避光条件下进行；
(22)油脂的提取:针对步骤⑵中得到的微藻细胞，加入3?4mol/L的盐酸6ml，振荡混合均匀后，放置室温静置20?30min，然后放置沸水浴10?15min后，转入一 80°C低温冰箱冷冻15?25min，重复上述冻融三次；再加入氯仿和甲醇提取液，充分振荡混合均匀，离心转数5500?8000r/min，离心时间为5?lOmin，将下层氯仿层转入新容器中烘干即得油脂；
(3)叶黄素和油脂提取顺序的确定:将上述步骤(21)和步骤(22)的叶黄素的提取和油脂的提取的顺序分别对调进行两组实验，即一组先进行油脂的提取，测定油脂含量；剩余藻体再提取叶黄素，测定叶黄素含量；另一组实验先提取叶黄素，测定叶黄素含量；剩余藻体再提取油脂，测定油脂含量。
所述步骤(22)中氯仿和甲醇提取液的体积比为1:1?10:1。
所述步骤(21)中的提取溶剂为乙醇、乙醚、石油醚、丙酮、正己烷、甲醇、二氯甲烷、正己烷一乙醇、甲醇一二氯甲烷、甲醇一二氯甲烷和甲醇一二氯甲烷一种或多种。
【主权项】
1.一种利用微藻同时生产叶黄素和油脂的方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)微藻细胞的收集:在微藻培养的后期，利用离心的方式收集微藻细胞干燥粉； (2)微藻细胞的称取:准确称取0.1g的步骤(I)所得到的微藻细胞干燥粉； (21)叶黄素的提取:针对步骤(2)中得到的微藻细胞，加入适量的提取溶剂，振荡混匀后对微藻用超声波破碎仪进行破碎，利用离心的方法提高细胞浓度，控制离心转数5500?8000r/min，离心时间为5?lOmin，收集溶液上清，定容，测定叶黄素含量，整个过程需要在避光条件下进行； (22)油脂的提取:针对步骤⑵中得到的微藻细胞，加入3?4mol/L的盐酸6ml，振荡混合均匀后，放置室温静置20?30min，然后放置沸水浴10?15min后，转入一 80°C低温冰箱冷冻15?25min，重复上述冻融三次；再加入氯仿和甲醇提取液，充分振荡混合均匀，离心转数5500?8000r/min，离心时间为5?lOmin，将下层氯仿层转入新容器中烘干即得油脂； (3)叶黄素和油脂提取顺序的确定:将上述步骤(21)和步骤(22)的叶黄素的提取和油脂的提取的顺序分别对调进行两组实验，即一组先进行油脂的提取，测定油脂含量；剩余藻体再提取叶黄素，测定叶黄素含量；另一组实验先提取叶黄素，测定叶黄素含量；剩余藻体再提取油脂，测定油脂含量。
2.根据权利要求1所述的一种利用微藻同时生产叶黄素和油脂的方法，其特征在于:所述步骤(22)中氯仿和甲醇提取液的体积比为1:1?10:1。
3.根据权利要求1所述的一种利用微藻同时生产叶黄素和油脂的方法，其特征在于:所述步骤(21)中的提取溶剂为乙醇、乙醚、石油醚、丙酮、正己烷、甲醇、二氯甲烷、正己烷一乙醇、甲醇一二氯甲烷、甲醇一二氯甲烷和甲醇一二氯甲烷一种或多种。
【专利摘要】本发明公开了一种利用微藻同时生产叶黄素和油脂的方法，包括以下步骤：(1)微藻细胞的收集；(2)微藻细胞的称取；(21)叶黄素的提取进和(22)油脂的提取过程；同时设有对叶黄素和油脂提取顺序对调的试验以确定最优化的提取顺序和水平。本发明采用超声波对微藻进行破碎，超声波的空化效应和醇溶解作用具有更佳的协同效果，利于细胞的破碎机细胞内油脂成分扩散；利用甲醇—二氯甲烷作为提取溶剂，叶黄素的提取效果最佳，而且剩余藻体的油脂损失较少，通过对叶黄素的提取工艺进行正交优化，在最优工艺条件下得到的叶黄素提取率为94.59％，比优化前提高了1.43倍，剩余藻体的油脂含量为32.56％，叶黄素提取前后原始小球藻油脂的脂肪酸组成基本上没有变化。
【IPC分类】C07C403-24, C11C3-10
【公开号】CN104673503
【申请号】CN201410586521
【发明人】曹毅, 乔代蓉, 徐辉
【申请人】四川大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年10月27日