CN108004013A - 一种从藻类中提取并富含dha脂肪酸的方法 - Google Patents

一种从藻类中提取并富含dha脂肪酸的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种从藻类中提取并富含DHA脂肪酸的方法，包括以下步骤：(1)预处理；(2)脂肪酸提取；(3)一级纯化；(4)二级纯化；(5)脱色；(6)脱臭；(7)精滤，得成品。实现藻类中提取脂肪酸并精制DHA的作用，脂肪酸产量高，且DHA的含量高，实现规模化生产。

Description

一种从藻类中提取并富含DHA脂肪酸的方法
技术领域
本发明涉及脂肪酸油脂的制备技术领域，特别涉及一种从藻类中提取并富含DHA脂肪酸的方法。
背景技术
DHA是二十二碳六烯酸n-3系多不饱和脂肪酸，含有六个不饱和键的特有结构，使它对人类健康有着特殊的作用和影响。DHA具有健脑明目，预防心血管疾病，抑制癌症和抗炎、抑制过敏反应的作用，是人体健康的有益营养成分。深海鱼油和藻类是DHA的主要来源，从鱼油中提取DHA胆固醇含量高，带有腥味，极大影响了产品的品质，且鱼油中的DHA构成和含量随着鱼的种类、季节等因素不同而产生不同的变化，鱼油脂肪中累积大量的水体污染物，所以以鱼油为原料具有不稳定的弊端。寻找安全、可靠的原料来源成为研究的主要发展趋势，目前，人们开始趋向于利用微藻、真菌等提取DHA，而目前，现有微藻提取DHA的制备工艺较为落后，生产效率低，良品率低，不能够高效的实现大规模的工厂化生产制备。
发明内容
鉴以此，本发明提出一种从藻类中提取并富含DHA脂肪酸的方法，实现油脂提取率高、DHA含量高、安全和节约成本的作用。
本发明的技术方案是这样实现的：一种从藻类中提取并富含DHA脂肪酸的方法，包括以下步骤：
(1)预处理：将藻类原料进行破碎，加水浸泡后加酶，进行超声破壁处理，过滤得滤液；
(2)脂肪酸提取：将滤液采用超临界二氧化碳萃取法进行萃取，萃取温度为40～50℃，萃取时间为50～80min，萃取压力为20～30℃，二氧化碳流量为50～80kg/h，得萃取物，分离，得毛油；
(3)一级纯化：将毛油依次通过阴离子交换树脂柱和阳离子交换树脂柱，进行离子交换处理，得到一级纯化油；
(4)二级纯化：将一级纯化油进行二次蒸馏脱水，蒸馏真空度为0.3～0.5Pa，第一次蒸馏温度为80～85℃，第二次蒸馏温度为90～100℃，得二级纯化油；
(5)脱色：往二级纯化油中加入重量百分比为3～4％的活性炭脱色，在氮气保护下加热，搅拌后冷却至室温；
(6)脱臭：去除活性炭后进行水蒸气气提除臭，冷却至室温；
(7)精滤：将除臭后的二级纯化油采用过滤器进行循环过滤，得成品。
进一步地，所述藻类为杜氏盐藻、松藻、马尾藻和角毛藻的一种或几种。
进一步地，所述步骤(1)中，破碎后的原料中加入原料重量3～6倍的水进行浸泡1～2h，浸泡温度为35～40℃，得浸泡液，再加入浸泡液重量2～3倍的纤维素酶混合均匀，进行超声破壁处理。
进一步地，所述步骤(1)中，超声温度为80～90℃，超声功率为200～400W，超声时间为20～30min。
进一步地，所述步骤(2)中，分离为二次分离，第一次分离温度为45～55℃，压力为8～12MPa；第二次分离温度为30～40℃，压力为4～6MPa。
进一步地，所述步骤(3)中，阴离子交换树脂柱为201×7型阴离子交换树脂柱，阳离子交换树脂柱为CD-552型阳离子交换树脂柱。
进一步地，所述步骤(4)中，蒸馏进料速率为2～5mL/min。
进一步地，所述步骤(5)中，加热至110～130℃，搅拌20～25min后冷却至室温。
进一步地，所述步骤(6)中，气提温度为75～80℃，真空度为0.3～0.4KPa，时间为20～30min，
进一步地，所述步骤(7)中，过滤器的孔径为1000～1500目，循环过滤压力为0.1～0.3MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供，首先对藻类进行浸泡，使得藻类细胞溶胀，加酶以除去细胞壁和细胞膜上的果胶、纤维素和蛋白质等成分，使得细胞壁和膜上产生裂缝，利于不饱和脂肪酸的溶出，后结合超声波进行破壁处理，加快藻类DHA溶出速度，破壁率高，且提取量高；其次，采用超临界二氧化碳进行萃取，萃取过程中不发生化学反应，无味、无臭、无毒，能在生产中重复利用，节约能源，有效防止有效成分DHA被破坏，提取得的DHA无溶剂残留，防止产生有害物质；再次，进行二级纯化处理，有效全面的脱出微量元素、糖和蛋白质等杂质，获得较纯的DHA，通过阴阳离子交换树脂柱交换速度快且容量大，采用二次蒸馏脱水，有效实现萃取后物质的分离，使得DHA不掺杂杂质；再而脱色、脱臭，有效去除含有的杂质，色度好，保护DHA；最后进行精滤，得到纯度高的DHA物质。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，并对本发明做进一步的说明。
实施例1
一种从藻类中提取并富含DHA脂肪酸的方法，包括以下步骤：
(1)预处理：将藻类原料进行破碎，加入原料重量3倍的水进行浸泡1～2h后加酶，浸泡温度为36℃，得浸泡液，再加入浸泡液重量2倍的纤维素酶混合均匀，进行超声破壁处理，进行超声破壁处理，超声温度为80～90℃，超声功率为200W，超声时间为20min，过滤得滤液，所述藻类为杜氏盐藻和马尾藻。
(2)脂肪酸提取：将滤液采用超临界二氧化碳萃取法进行萃取，萃取温度为42℃，萃取时间为52min，萃取压力为20℃，二氧化碳流量为52kg/h，得萃取物，二次分离，第一次分离温度为46℃，压力为8MPa；第二次分离温度为32℃，压力为4MPa，得毛油。
(3)一级纯化：将毛油依次通过201×7型阴离子交换树脂柱和CD-552型阳离子交换树脂柱，进行离子交换处理，得到一级纯化油。
(4)二级纯化：将一级纯化油进行二次蒸馏脱水，蒸馏真空度为0.3Pa，第一次蒸馏温度为80℃，第二次蒸馏温度为92℃，蒸馏进料速率为2mL/min，得二级纯化油。
(5)脱色：往二级纯化油中加入重量百分比为3％的活性炭脱色，在氮气保护下加热至112℃，搅拌20min后冷却至室温。
(6)脱臭：去除活性炭后进行水蒸气气提除臭，气提温度为75℃，真空度为0.3KPa，时间为20min，冷却至室温。
(7)精滤：将除臭后的二级纯化油采用过滤器进行循环过滤，过滤器的孔径为1000目，循环过滤压力为0.1MPa，得成品。
实施例2
一种从藻类中提取并富含DHA脂肪酸的方法，包括以下步骤：
(1)预处理：将藻类原料进行破碎，加入原料重量6倍的水进行浸泡2h后加酶，浸泡温度为40℃，得浸泡液，再加入浸泡液重量3倍的纤维素酶混合均匀，进行超声破壁处理，进行超声破壁处理，超声温度为88℃，超声功率为400W，超声时间为30min，过滤得滤液，所述藻类为松藻、马尾藻和角毛藻。
(2)脂肪酸提取：将滤液采用超临界二氧化碳萃取法进行萃取，萃取温度为48℃，萃取时间为78min，萃取压力为30℃，二氧化碳流量为80kg/h，得萃取物，二次分离，第一次分离温度为55℃，压力为12MPa；第二次分离温度为40℃，压力为6MPa，得毛油。
(3)一级纯化：将毛油依次通过201×7型阴离子交换树脂柱和CD-552型阳离子交换树脂柱，进行离子交换处理，得到一级纯化油。
(4)二级纯化：将一级纯化油进行二次蒸馏脱水，蒸馏真空度为0.5Pa，第一次蒸馏温度为85℃，第二次蒸馏温度为100℃，蒸馏进料速率为5mL/min，得二级纯化油。
(5)脱色：往二级纯化油中加入重量百分比为4％的活性炭脱色，在氮气保护下加热至130℃，搅拌25min后冷却至室温。
(6)脱臭：去除活性炭后进行水蒸气气提除臭，气提温度为80℃，真空度为0.4KPa，时间为30min，冷却至室温。
(7)精滤：将除臭后的二级纯化油采用过滤器进行循环过滤，过滤器的孔径为1500目，循环过滤压力为0.3MPa，得成品。
实施例3
一种从藻类中提取并富含DHA脂肪酸的方法，包括以下步骤：
(1)预处理：将藻类原料进行破碎，加入原料重量5倍的水进行浸泡1.5h后加酶，浸泡温度为38℃，得浸泡液，再加入浸泡液重量3倍的纤维素酶混合均匀，进行超声破壁处理，进行超声破壁处理，超声温度为85℃，超声功率为300W，超声时间为25min，过滤得滤液，所述藻类为杜氏盐藻、松藻、马尾藻和角毛藻。
(2)脂肪酸提取：将滤液采用超临界二氧化碳萃取法进行萃取，萃取温度为45℃，萃取时间为65min，萃取压力为25℃，二氧化碳流量为65kg/h，得萃取物，二次分离，第一次分离温度为50℃，压力为10MPa；第二次分离温度为35℃，压力为5MPa，得毛油。
(3)一级纯化：将毛油依次通过201×7型阴离子交换树脂柱和CD-552型阳离子交换树脂柱，进行离子交换处理，得到一级纯化油。
(4)二级纯化：将一级纯化油进行二次蒸馏脱水，蒸馏真空度为0.4Pa，第一次蒸馏温度为82℃，第二次蒸馏温度为95℃，蒸馏进料速率为3mL/min，得二级纯化油。
(5)脱色：往二级纯化油中加入重量百分比为4％的活性炭脱色，在氮气保护下加热至120℃，搅拌22min后冷却至室温。
(6)脱臭：去除活性炭后进行水蒸气气提除臭，气提温度为78℃，真空度为0.35KPa，时间为25min，冷却至室温。
(7)精滤：将除臭后的二级纯化油采用过滤器进行循环过滤，过滤器的孔径为1200目，循环过滤压力为0.2MPa，得成品。
一、检测实施例1～3制备的成品：
检测方法：采用气质联用的方法对脂肪酸含量进行分析
组别 脂肪酸量 DHA含量
实施例1 130.3g 78％
实施例2 135.6g 72％
实施例3 150.4g 80％
由上表可知，实施例3的实验效果最优，总脂肪酸量达到了150.4g，其中DHA的含量达80％，对DHA进行了优化。
二、不同方法处理藻类对破壁率的影响
由上表可知，酶法结合超声波提取，对杜氏盐藻的破壁率高达95％，相比较于纤维素酶或超声波单独破壁具有良好的作用，其有效成分的溶解更快速，节省时间。
三、不同脂肪酸提取方法比较
对杜氏盐藻和角毛藻不同方法提取，实验结果如下表所示：
采用超临界二氧化碳进行萃取，萃取过程中不发生化学反应，无味、无臭、无毒，能在生产中重复利用，节约能源，有效防止有效成分DHA被破坏，提取得的DHA无溶剂残留，防止产生有害物质。
四、不同纯化方法比较
依据实施例3的二级纯化方法对杜氏盐藻进行实验比较：
方法 脂肪酸量 DHA含量
交换树脂纯化 68.5g 50％
分子蒸馏法纯化 70.0g 53％
二级纯化方法 150.4g 80％
由上表可知，阴阳离子交换树脂和分子蒸馏法结合形成二级纯化，使得DHA含量达到了80％，便于下一生产工序。
综上所述，本发明提供，一种从藻类中提取并富含DHA脂肪酸的方法，首先对藻类进行浸泡，使得藻类细胞溶胀，加酶以除去细胞壁和细胞膜上的果胶、纤维素和蛋白质等成分，使得细胞壁和膜上产生裂缝，利于不饱和脂肪酸的溶出，后结合超声波进行破壁处理，加快藻类DHA溶出速度，破壁率高，且提取量高；其次，采用超临界二氧化碳进行萃取，萃取过程中不发生化学反应，无味、无臭、无毒，能在生产中重复利用，节约能源，有效防止有效成分DHA被破坏，提取得的DHA无溶剂残留，防止产生有害物质；再次，进行二级纯化处理，有效全面的脱出微量元素、糖和蛋白质等杂质，获得较纯的DHA，通过阴阳离子交换树脂柱交换速度快且容量大，采用二次蒸馏脱水，有效实现萃取后物质的分离，使得DHA不掺杂杂质；再而脱色、脱臭，有效去除含有的杂质，色度好，保护DHA；最后进行精滤，得到纯度高的DHA物质。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (10)

1.一种从藻类中提取并富含DHA脂肪酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)预处理：将藻类原料进行破碎，加水浸泡后加酶，进行超声破壁处理，过滤得滤液；
(2)脂肪酸提取：将滤液采用超临界二氧化碳萃取法进行萃取，萃取温度为40～50℃，萃取时间为50～80min，萃取压力为20～30℃，二氧化碳流量为50～80kg/h，得萃取物，分离，得毛油；
(3)一级纯化：将毛油依次通过阴离子交换树脂柱和阳离子交换树脂柱，进行离子交换处理，得到一级纯化油；
(4)二级纯化：将一级纯化油进行二次蒸馏脱水，蒸馏真空度为0.3～0.5Pa，第一次蒸馏温度为80～85℃，第二次蒸馏温度为90～100℃，得二级纯化油；
(5)脱色：往二级纯化油中加入重量百分比为3～4％的活性炭脱色，在氮气保护下加热，搅拌后冷却至室温；
(6)脱臭：去除活性炭后进行水蒸气气提除臭，冷却至室温；
(7)精滤：将除臭后的二级纯化油采用过滤器进行循环过滤，得成品。
2.根据权利要求1所述的一种从藻类中提取并富含DHA脂肪酸的方法，其特征在于，所述藻类为杜氏盐藻、松藻、马尾藻和角毛藻的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种从藻类中提取并富含DHA脂肪酸的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，破碎后的原料中加入原料重量3～6倍的水进行浸泡1～2h，浸泡温度为35～40℃，得浸泡液，再加入浸泡液重量2～3倍的纤维素酶混合均匀，进行超声破壁处理。
4.根据权利要求1所述的一种从藻类中提取并富含DHA脂肪酸的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，超声温度为80～90℃，超声功率为200～400W，超声时间为20～30min。
5.根据权利要求1所述的一种从藻类中提取并富含DHA脂肪酸的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，分离为二次分离，第一次分离温度为45～55℃，压力为8～12MPa；第二次分离温度为30～40℃，压力为4～6MPa。
6.根据权利要求1所述的一种从藻类中提取并富含DHA脂肪酸的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，阴离子交换树脂柱为201×7型阴离子交换树脂柱，阳离子交换树脂柱为CD-552型阳离子交换树脂柱。
7.根据权利要求1所述的一种从藻类中提取并富含DHA脂肪酸的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，蒸馏进料速率为2～5mL/min。
8.根据权利要求1所述的一种从藻类中提取并富含DHA脂肪酸的方法，其特征在于，所述步骤(5)中，加热至110～130℃，搅拌20～25min后冷却至室温。
9.根据权利要求1所述的一种从藻类中提取并富含DHA脂肪酸的方法，其特征在于，所述步骤(6)中，气提温度为75～80℃，真空度为0.3～0.4KPa，时间为20～30min。
10.根据权利要求1所述的一种从藻类中提取并富含DHA脂肪酸的方法，其特征在于，所述步骤(7)中，过滤器的孔径为1000～1500目，循环过滤压力为0.1～0.3MPa。
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CN111100752A (zh) * 2018-10-29 2020-05-05 天津大学青岛海洋技术研究院 一种从蒜头藻类提取富含epa脂肪酸的方法

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