CN115956114A - 从微藻制品生产油的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种从微藻制品生产具有高含量不饱和脂肪酸的特别是食用的油的方法。根据本发明，所述微藻制品被处理以形成中间产物，并且对所述中间产物进行用于分离杂质的物质分离，其中甘油三酯用作杂质的载体。作为微藻制品，有利地是使用微藻油和/或脂质提取物。所述微藻制品优选从微藻，特别是光自养和/或混合营养的微藻获得。在本发明的一个实施形式中，通过酯交换处理微藻制品以形成中间产物，其中所述微藻制品优选转变成乙酯。在本发明的一个实施设计中，将中间产物的有机相与无机相分离，并且对所述中间产物的有机相进行用于分离杂质的物质分离，其中使用甘油三酯。

Description

从微藻制品生产油的方法
发明领域
本发明涉及一种从微藻制品生产具有高含量不饱和脂肪酸的特别是食用的油的方法。
藻类油可由光营养和/或混合营养型微藻产生，目前不适合作为食用油，因为它形成含有叶绿素、色素和其他脂溶性物质的黑色糊状物。油的流动性和组成取决于微藻的类型、培养条件和收获过程。迄今为止，微藻生物质借助冷冻干燥或喷雾干燥进行预处理，并随即通过溶剂萃取或超临界液体萃取进行提取。然而，人们对微藻生产食用油很感兴趣，因为这些微藻含有相对较高的Ω-3-脂肪酸，特别是二十碳五烯酸(EPA)。
发明内容
本发明的目的是提供一种允许从微藻油生产食用油的方法。
根据本发明，该目的通过处理微藻制品以形成中间产物并进行用于分离杂质的物质分离来实现，其中甘油三酯用作杂质的载体。
令人惊讶的是，已经表明，通过借助甘油三酯进行的物质分离使得能够以相对较小的成本从微藻制品中制备出具有高含量Ω-3-脂肪酸的纯油，从而适合用作食用油。
有利地，借助该方法可以从微藻制品中去除80％以上的杂质。分别根据方法进程使之去除90％以上、视情况95％以上的杂质。
便利地，微藻油和/或脂质提取物用作微藻制品。优选地，微藻油或脂质提取物从光营养和/或混合营养型微藻获得。
来自绿藻或单细胞光合生物体的脂质提取物已被证明特别适合实施该方法。
优选地，所述微藻制品具有至少为15重量％的EPA含量，优选至少为20重量％的EPA含量，特别优选至少为30重量％。
在一个实施形式中，所述微藻制品具有大于15000mg/100g的色素含量，特别是叶绿素含量，视情况，大于20000mg/100g。
在本发明的一个实施形式中，通过酯交换处理所述微藻制品以形成中间产物。便利地，将所述微藻制品转化为乙酯。该工艺步骤用于准备在中间产物中增加Ω-3-脂肪酸，特别是EPA和/或DHA(二十二碳六烯酸)的浓度。
便利地，所述微藻制品被化学中和和/或酶中和，和/或从中去除磷脂。
在本发明的另一个实施形式中，将所述微藻制品加入溶剂中用于酯交。所述微藻制品可以完全或至少部分溶于水和/或有机溶剂，特别是极性或非极性液体。例如，所述微藻制品可溶于乙醇或己烷，并部分可溶于水。
为了进行酯交换，已证明使用催化剂是有利的。酸如硫酸已被证明是合适的，特别是无水酸。所述酯交换反应优选在＜100℃，特别优选＜80℃的温度下进行，持续时间为＞30分钟，优选＞60分钟，特别优选＞300分钟。
在本发明的一个实施设计中，特别是在酯交换之后，对所述中间产物进行物质分离以去除杂质。方便地，(优选在酯交换后)将甘油三酯添加到中间产物中以进行物质分离。
在本发明的一个实施设计中，优选通过机械分离，特别优选沉淀和/或离心，将中间产物的有机相与无机相分离。为此，有利地是将(特别是有机)溶剂加入中间产物。机械分离可以例如借助沉淀、沉积或离心进行。
在该过程中经分离的无机相可以再次(视情况多次)进行上述酯交换，以便分离其中所剩的有机相。
所述有机相也被分离。所剩物形成乙酯形式的中间产物。
在本发明的一个特别优选的实施设计中，对中间产物的有机相进行物质的热分离以去除杂质。此类杂质可由色素构成，特别是叶绿素、藻红蛋白和/或类胡萝卜素，例如胡萝卜素和叶黄素。
在物质的热分离中，有利地使用甘油三酯，优选甘油三酯油。
令人惊讶的是，已经证明甘油三酯特别适合作为去除杂质的载体，特别是使油变黑的色素。
用于去除杂质的物质的热分离优选借助蒸馏、优选分子蒸馏进行。已证明在0.001至1毫巴的压力下进行分子蒸馏是特别有利的。这允许对中间产物进行特别温和的处理，因为其降低各个组分的沸腾温度并且所述蒸馏可以在相对较低的温度下进行。
有利地，所述中间产物与甘油三酯、特别是甘油三酯油以1:0.1至1:15之间的质量比混合，优选以1:0.5至1:7的质量比，特别优选以1:1至1:5的质量比。
有利地，所述分子蒸馏在100℃至190℃、优选130℃至175℃之间的温度范围内进行。在蒸馏中，特别是分子蒸馏中，脂质优选留存在构成馏出物的乙酯中，并且从中去除了含有杂质的甘油三酯。
由此获得的中间产物中的Ω-3-脂肪酸的浓度有利地借助增加Ω-3-脂肪酸浓度的附加过程来增加。浓度增加过程可以是蒸馏，特别是分子蒸馏、银盐萃取、液相色谱，特别是超临界液相色谱(SFC)和/或沉淀，特别是借助尿素。
在本发明的优选实施形式中，特别是在物质的热分离之后，优选通过加入尿素，特别是尿素晶体，将饱和脂肪酸从中间产物中分离。
在分离饱和脂肪酸之后，有利地对所述中间产物进行物质的热分离纯化，以去除浓度增加过程中留存的杂质，特别是尿素。随即所述中间产物酯可以通过酯交换导入甘油三酯。
在本发明的另一个实施设计中，在分离饱和脂肪酸之后或在所述酯交换导入甘油三酯之后，将抗氧化剂添加到所述中间产物中。所述抗氧化剂用于漂白中间产物。优选地，使用天然存在的抗氧化剂。被用于各种食品生产过程的粘土已被证明适用于这一目的。
通过根据本发明的方法，使得可以生产出EPA含量大于50重量％、优选大于60重量％、特别优选大于70重量％的油。
已经表明，以这样的方式制备油是特别有利的，即油的色素含量，特别是叶绿素含量，＜4000mg/100g，优选＜3000mg/100g。
具体实施形式
下面参照实施例更详细地描述本发明。
1.实施例：
对于下文所述的用于生产具有高含量Ω-3-脂肪酸的食用油的方法，使用从微拟球藻(Nannochlorops is)属的微藻获得的油膏作为微藻制品。使用高效液相色谱法(HPLC)和气相色谱法分析了油膏。就此确定以下含量：
Figure BDA0004079859290000041
首先，油膏被酶从磷脂中释放出来。
随后，进行酯交换生成乙酯。为此，向反应器中加入100g油膏和300g乙醇。在连续搅拌下加入硫酸作为催化剂。将所得溶液加热至80℃，并使反应持续80分钟。
随后，冷却溶液并在冷却后加入环己烷和水以将有机相与无机相分离。将所得溶液静置，直到形成有机相与无机相之间的分离。无机相分布在底端，从而可以倒出有机相。
所余无机相可以再次、视情况多次用环己烷处理。
蒸馏得到的有机相，并经此获得乙酯作为中间产物。通过酯交换产生并形成中间产物的油具有85重量％的乙酯浓度。其具有38重量％的EPA浓度并呈深绿色。
随后，对所述中间产物进行分子蒸馏以除去导致深绿色着色的杂质。在本实施例中，分子蒸馏在0.01毫巴下进行，以保持中间产物组分的沸点较低。对于分子蒸馏，构成中间产物的油以1:3的质量比与甘油三酯油混合，并在150℃下进行蒸馏。分子蒸馏后，脂类留存在含有乙酯的油中。杂质，特别是先前将油染成深绿色的色素，留存在甘油三酯中，由残余物流分离。
作为进一步的中间产物获得的油，其为黄色至橙色。该油含有至少90重量％的乙酯，EPA浓度为38重量％。
随后，借助尿素进行沉淀以降低饱和脂肪酸的含量。为此，中间产物与尿素晶体和乙醇混合，混合物在80℃下连续搅拌90分钟。然后冷却并过滤所得溶液。为了冲洗尿素残留物，将剩余的溶液与盐水混合。
作为进一步的中间产物是EPA浓度为67重量％的油。
为了进一步纯化，可以对中间产物进行进一步的分子蒸馏。在本实施例中，在0.03毫巴的压力和160℃下处理所述中间产物。
对于最终漂白，将粘土作为抗氧化剂添加到中间产物中，温度为65℃，并且在3毫巴的压力下去除残留杂质和过氧化物。随后，借助过滤去除粘土。
油膏的最终产品是一种EPA浓度为67重量％的油，适合人们食用。
2.实施例：
上述工艺步骤已在进一步的实验中以另一种油膏作为起始材料进行。
已确定该油膏的以下含量：
Figure BDA0004079859290000051
油膏的最终产品是一种EPA浓度为45重量％的油。这种油也适合作为人们的食物。

Claims (19)

1.一种从微藻制品生产具有高含量不饱和脂肪酸的特别是食用的油的方法，其特征在于，所述微藻制品被处理以形成中间产物，并且对所述中间产物进行用于分离杂质的物质分离，其中甘油三酯用作杂质的载体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用微藻油和/或脂质提取物作为微藻制品，并且所述微藻制品是从微藻获得的，所述微藻优选是光营养的和/或混合营养的，其中所述微藻制品优选具有至少20重量％的EPA，优选至少30重量％的EPA。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过酯交换处理所述微藻制品以形成中间产物，其中所述微藻制品优选转化为乙酯。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，特别是在酯交换之后，对所述中间产物进行用于分离杂质的物质分离，并且将甘油三酯添加到所述中间产物中。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，优选通过机械分离将所述中间产物的有机相与无机相分离。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对所述中间产物，特别是所述中间产物的有机相，进行用于分离杂质，特别是色素的物质的热分离。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在物质的热分离中，使用甘油三酯，优选甘油三酯油作为杂质的载体。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，借助蒸馏、优选分子蒸馏进行用于分离杂质的物质的热分离。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，将饱和脂肪酸从所述中间产物中分离出来，优选通过尿素。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在分离饱和脂肪酸之后，对所述中间产物进行物质的热分离以便提纯，用于去除所留存的杂质，特别是尿素。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，使所述中间产物在物质的热分离后通过酯交换导入甘油三酯。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，将抗氧化剂，优选天然存在的抗氧化剂添加至所述中间产物，特别是用于漂白，其中作为所述抗氧化剂，特别优选添加能溶胀的层硅酸盐，特别是漂白土或活性炭。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其特征在于，所获得的油具有大于50重量％的EPA含量，优选大于60重量％。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其特征在于，所获得的油的色素含量，特别是叶绿素含量＜4000mg/100g，特别优选＜3000mg/100g。
15.从微藻制品中获得的具有高含量不饱和脂肪酸的微藻油，其特征在于，EPA含量大于50重量％，色素含量，特别是叶绿素含量＜4000mg/100g。
16.根据权利要求15所述的微藻油，其特征在于，EPA含量大于60重量％，优选大于70重量％。
17.根据权利要求15或16所述的微藻油，其特征在于，色素含量，特别是叶绿素含量＜3000mg/100g。
18.通过权利要求1至14中任一项的方法可获得或获得的从微藻制品生产的具有高含量不饱和脂肪酸的油，所述微藻特别是光营养和/或混合营养的。
19.根据权利要求18所述的油，其特征在于，所述油具有大于50重量％、优选大于60重量％的EPA含量，且优选具有＜4000mg/100g，特别优选＜3000mg/100g的色素含量，特别是叶绿素含量。
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