[發明專利]一種含油微藻的破壁及表面活性劑輔助提取油脂的方法

有效

• 申請號: 201410273112.4
• 申請日: 2014-06-18
• 公開（公告）號: CN105273831B
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 吳沖沖;榮峻峰;林偉國;侯研博
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: C11B1/10
• 分類號: C11B1/10;C11B1/04
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉國平;顧映芬

本發明公開了一種含油微藻的破壁及表面活性劑輔助提取油脂的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：(1)將含油微藻的懸浮液調節pH值為7.5?14，進行水熱處理；(2)水熱處理后，在酶存在下進行酶解反應；(3)酶解反應后加入表面活性劑進行反應，然后加入有機溶劑進行萃取并分離出油脂。本發明方法的油脂提取率高、操作條件溫和、能有效保持微藻的營養組分、有機溶劑用量少、環保、能耗低，且能適用于微擬球藻、小球藻、硅藻、柵藻和單針藻等多種微藻，適用范圍廣。

技術領域

本發明涉及微藻生物工程技術領域，具體地，涉及一種含油微藻的破壁及表面活性劑輔助提取油脂的方法。

背景技術

微藻是指在顯微鏡下才能辨別其形態的微小的藻類群體，是生物圈中最重要的初級生產力。藻類具有生物量大，生產周期短，種類繁多，含油量高，環境適應能力強等優點，是生物柴油的良好原料。此外微藻內還含有多種維生素、胡蘿卜素、蛋白質、脂肪酸等成分，是藥用活性物質的來源。

但微藻油脂都包裹在細胞內，此外微藻的生物活性物質如蛋白質，類胡蘿卜素，微藻多糖等大多數都存在于生物細胞內。由于微藻細胞較小、且具細胞壁結構，大多數種類的微藻細胞具有纖維素性細胞壁，某些種類的微藻細胞壁還有大量難以消化分解的其它成分，細胞壁厚，質地堅硬，不利于油脂的提取，也大大降低了微藻產品的生物利用率。因此微藻的破壁和油脂的提取是利用微藻內的油脂和其它有用組分的關鍵。

含油微藻的油脂的提取一直是生物柴油煉制的關鍵技術。目前通常采用水熱法。水熱法通常是在堿性條件下通過高溫高壓進行細胞破壁、油脂溶出，一般溫度為100-300℃，能耗高，所得含油微藻溶漿通過離心進行油水分離，如CN100460513C，但由于得到的產油微生物溶漿為含有微生物渣的乳狀液，油相和水相混合均勻，難以分離，通過離心進行油水分離能耗較高、油脂提取率較低。

目前，破碎細胞壁的方法有研磨法、反復凍融法以及超聲波處理法等。其中研磨法操作繁瑣，且易間接破壞細胞內的原液成分，細胞破碎程度較低，不能實現規模化。反復凍融法存在不能實現規模化，運行成本高，能耗高等問題。超聲波處理法會破壞細胞內的其它活性組分，運行成本偏高。

此外，微藻油脂的提取是微藻能源的關鍵技術。常見的微藻油脂提取方法有超臨界二氧化碳萃取法，索氏抽提法，有機溶劑提取法等方法。超臨界二氧化碳萃取法操作復雜，設備昂貴，反應條件苛刻，不易實現規模化。索氏抽提法和有機溶劑提取法存在有機溶劑使用量大，毒性大，污染大，提油率不高的缺點。

CN102517146B公開了一種表面活性劑輔助水相提取藻油的方法，在形成超低界面張力和臨界微乳濃度的條件下，將超生破碎的裂壺藻細胞與含有新型雙子表面活性劑C₁₀H₂₁-18PO-2EO-SO₄Na的鹽水溶液混合，在20-25℃的條件下，以一定轉速反應一定的時間，反應結束后將得到的混合液進行離心分離，上層為游離脂質層，中層為表面活性劑層，下層為水層。該方法的缺點是利用超聲破壁，破壞細胞內的其它活性組分，運行成本偏高，且該方法僅僅針對裂壺藻，不針對其他的藻類，適用范圍窄。

因此，需要探索一種油脂提取率高、能有效保持微藻的營養組分、操作條件溫和、有機溶劑用量少、環保、能耗低、適用范圍廣的含油微藻破壁及油脂提取的方法。

發明內容

本發明的目的是克服現有含油微藻破壁及油脂提取中油脂提取率低、易破壞細胞內原液成分、反應條件苛刻、有機溶劑用量大、環境污染嚴重、能耗高或適用范圍窄等缺點，提供一種新的含油微藻的破壁及其油脂提取的方法。

本發明的發明人在研究中發現，將含油微藻在堿性條件及較低的溫度條件下進行水熱處理并結合酶解反應一起破壁，然后在表面活性劑的作用下，利用少量的有機溶劑即可實現微藻油脂的提取。該方法的油脂提取率高、操作條件溫和、能有效保持微藻的營養組分、有機溶劑用量少、環保、能耗低，且能適用于微擬球藻、小球藻、硅藻、柵藻和單針藻等多種微藻，適用范圍廣。