CN106977394A - 一种快速提取低色度花生四烯酸油脂的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速提取低色度花生四烯酸油脂的工艺，高山被孢霉发酵培养物加酸调节pH值后，控温80℃‑100℃加热0.5‑2小时，固液分离后菌体加入有机溶剂提取，有机相经浓缩后得花生四烯酸油脂。本发明具有能耗低、操作简便、花生四烯酸色泽浅、含量高等特点，易于批量大规模应用。

Description

一种快速提取低色度花生四烯酸油脂的工艺

技术领域

本发明涉及利用高山被孢霉发酵培养物快速提取得到低色度、高品质花生四烯酸的工艺，属于生物工程中分离提取技术领域。

背景技术

花生四烯酸属ω6族长链多元不饱和脂肪酸，与亚油酸、亚麻酸一起被称为必需脂肪酸(essential fatty acid)。花生四烯酸(arachidonic acid，简称ARA)是人体大脑和视神经发育的重要物质，对提高智力和增强视敏度具有重要作用。花生四烯酸具有酯化胆固醇、增加血管弹性、降低血液粘度、调节血细胞功能等一系列生理活性。1994年***正式批准可在婴幼儿配方食品中添加ARA，1999年正式批准ARA作为营养强化剂，2010年第3号文件中***公布的7种新资源食品，其中就包括ARA油脂。

动物肝脏、猪肾上腺、鱼油和蛋黄等是ARA的传统来源，但动物组织中ARA的含量很低，有异味，且来源有限，很难商业化生产ARA产品。八十年代初期人们相继发现某些丝状真菌及微藻类含有花生四烯酸，目前微生物法生产花生四烯酸已实现工业化，其中以高山被孢霉的花生四烯酸含量最高(Higashiyama K，Biotechnology and BioprocessEngineering，2002,7:252-262)。

高山被孢霉发酵培养物提取处理方式主要有两种：(1)发酵培养物固液分离后，菌丝体高温干燥10h左右，粉碎、颗粒后提取。(2)发酵液加入生物酶，选择适宜条件酶解6-10h，加有机溶剂萃取。但这两种方法存在明显缺陷：方法(1)高山被孢霉菌丝体干燥时间长，造成花生四烯酸油脂色泽深、含量低，同时菌丝体干燥后硬度极大，不利于粉碎及颗粒，此种方法工业化生产有极大困难。方法(2)酶法反应时间长，条件苛刻，同时有机溶剂萃取效率低，有机溶剂用量大，且萃取过程中极易乳化，不利于生产放大操作。因此需要寻找一种高效率、简单易操作的生产工艺。本专利解决了其他提取方法生产过程中劳动强度高，工序长、提取效率低等问题，提供了一种经济、绿色环保的适于产业化生产的提取方法，同时花生四烯酸油脂色度有极大改善，方便后续精制操作。

发明内容

本发明以高山被孢霉为菌种采用常规培养手段获得的发酵培养物为对象，经过一定的工序及工艺条件后得到花生四烯酸油脂。该提取方法具有工序短、操作简单、使用生产设备少、产品质量高、满足批量生产需求等特点。具体实施方案如下：

1)向发酵培养物中加酸(包括但不局限于硫酸、磷酸、硝酸)调节pH值5.0-8.0(优选调节pH值5.5-6.5)，对发酵培养物进行升温，维持发酵培养物温度80℃-100℃(优选温度维持范围88℃-90℃)，此过程时间为0.5-3小时(优选维持时间1-2小时)；

2)对步骤1)发酵培养物进行固液分离(分离设备包括但不局限于板框压滤机、离心机、膜分离等)，得到高山被孢霉菌体；

3)步骤2)所得菌体加入3-5倍体积有机溶剂(有机溶剂包括但不局限于正己烷、石油醚、丙酮、乙醇、环己烷)，搅拌提取2-3h，分离有机相。有机相储罐中静置2-4小时(有机相静置时可适当升温，温度控制范围30℃-50℃)，弃去下层水相；

4)有机相真空浓缩，得到花生四烯酸油脂，回收有机溶剂。

本发明与其他技术相比具有以下优越性：

1)生产工序大大缩短，菌丝体处理时间缩短到2小时，且菌丝体固液分离后直接提取，简化了生产步骤，完全符合批量生产的要求，且由于提取效率的极大提高，生产成本明显降低。

2)生产设备使用极少，发酵培养物可在发酵罐中直接处理，提取过程只需要一台固液分离设备、一套浸提设备、一套浓缩设备，降低了不必要的设备投资，更有利于批量生产的工艺控制。

3)花生四烯酸油脂质量明显提高，采用此工艺生产的油脂色泽浅黄色，无需脱色工艺即达到成品要求，同时油脂中花生四烯酸含量提高2％左右。

具体实施方式

以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

案例一

1)向发酵培养物中加稀硫酸调节pH值6.5，发酵培养物进行升温，温度升至85℃，保温1.5小时；

2)步骤1)发酵培养物降温至40℃板框过滤，过滤时间30分钟，去离子水顶洗，顶洗时间10分钟，拆卸板框得到高山被孢霉菌体；

3)菌体加入5倍体积石油醚，搅拌提取2小时，压滤器过滤分离得到石油醚提取液，提取液于储罐中静置2小时，弃去下层水相；

4)步骤3)所得提取液薄膜蒸发浓缩，浓缩温度45℃-60℃，得到花生四烯酸油脂，回收石油醚；

5)花生四烯酸油脂色泽浅黄色，含量41.2％，提取率97％。

案例二

1)向发酵培养物中加稀硫酸调节pH值5.0，发酵培养物进行升温，温度升至95℃，保温1小时；

2)步骤1)发酵培养物降温至30℃离心处理，去离子水顶洗，顶洗体积1/10发酵培养物体积。离心得到高山被孢霉菌体；

3)菌体加入3倍体积正己烷，搅拌提取2小时，压滤器过滤分离得到正己烷提取液，提取液于储罐中静置3小时，弃去下层水相；

4)步骤3)所得提取液薄膜蒸发浓缩，浓缩温度45℃-60℃，得到花生四烯酸油脂，回收正己烷；

5)花生四烯酸油脂色泽浅黄色，含量40.8％，提取率97.5％。

案例三

1)向发酵培养物中加磷酸酸调节pH值8.0，发酵培养物进行升温，温度升至95℃，保温2小时；

2)步骤1)发酵培养物降温至30℃离心处理，去离子水顶洗，顶洗体积1/10发酵培养物体积。离心得到高山被孢霉菌体；

3)菌体加入5倍体积丙酮，搅拌提取3小时，压滤器过滤分离得到丙酮提取液。提取液保持温度35℃于储罐中静置2小时，弃去下层水相；

4)步骤3)所得提取液薄膜蒸发浓缩，浓缩温度35℃-50℃，得到花生四烯酸油脂，回收丙酮。

5)花生四烯酸油脂色泽浅黄色，含量40.4％，提取率98.5％。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种快速提取低色度花生四烯酸油脂的工艺，其特征在于，该工艺包含如下步骤：

1)向发酵培养物中加酸调节pH值5.0-8.0，对发酵培养物进行升温，维持发酵培养物温度80℃-100℃，此过程时间为0.5-3小时；

2)对步骤1)发酵培养物进行固液分离，分离得到高山被孢霉菌体；

3)向步骤2)菌体加入3-5倍体积有机溶剂，搅拌提取2-3h，分离有机相。有机相于储罐中静置2-4小时，弃去下层水相；

4)有机相真空浓缩，得到花生四烯酸油脂，回收有机溶剂。

2.根据权利要求1，发酵培养物加酸调节pH值5.0-8.0，其中优选调节pH值5.5-6.5。

3.根据权利要求2，发酵培养物调节pH值所用酸包括但不局限于硫酸、磷酸、硝酸等。

4.根据权利要求1，发酵培养物升温，温度维持范围80℃-100℃，其中优选温度维持范围88℃-90℃。

5.根据权利要求1，发酵培养物维持高温时间0.5-3小时，其中优选维持时间1-2小时。

6.根据权利要求1，发酵培养物固液分离使用的分离设备包括但不局限于板框压滤机、离心机、膜分离等。

7.根据权利要求1，固液分离后所得菌体加入3-5倍体积有机溶剂，该有机溶剂包括但不局限于正己烷、石油醚、丙酮、乙醇、环己烷等。

8.根据权利要求1，有机相静置时可适当升温，温度控制范围30℃-50℃。