CN102533427A - 用于从微藻高效率提取油脂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于从微藻高效率提取油脂的方法，所述方法包括下列步骤：(1)将微藻藻粉造粒，得到藻粉粒料；(2)将步骤(1)中得到的藻粉粒料清炒；(3)对步骤(2)中得到的经清炒的藻粉粒料进行亚临界流体萃取，以得到混合油和除油藻粕。根据本发明的方法可以实现微藻油脂的高效率、低成本规模化提取。

Description

用于从微藻高效率提取油脂的方法
技术领域
本发明属于油脂提取领域，涉及一种用于从微藻高效率提取油脂的方法，具体地，涉及一种效率高、工艺简单、成本低、可大规模生产的提取油脂的方法。
背景技术
微藻具有光合效率高、环境适应能力强、生长周期短、生物产量高、某些种的油脂含量高的特点，因此微藻是制备生物能源的良好材料，受到世界各国的广泛关注，目前在世界范围内掀起了微藻作为生物质能源原料研究的高潮。
目前世界上发现的高含脂微藻均存在细胞小(在2-20μm)，细胞壁厚的特点，增加了微藻油脂提取的难度，所以微藻油脂的提取一直是微藻生物能源产业中的关键技术。目前报道的微藻油脂的提取技术有：索氏抽提、有机溶剂提取、超声波提取、渗透压破壁提取、机械破壁提取、超临界二氧化碳提取等，这些提取技术多停留在实验室阶段，而且工艺路线繁琐，处理量小，油脂提取率低，成本高，限制了其工业化的应用。
2002年《食品与发酵工业》第28卷第四期出版的王永华等的《前处理条件对超临界CO2萃取隐甲藻油脂的影响》中提到用蒸炒法处理隐甲藻，发现蒸炒处理细胞可提高超临萃取的萃取率。但是利用超临界CO2成本高，难以实现工业化放大，且蒸炒后藻粉粉末化程度增高，极易随萃取液进入到油中，需要进一步的超滤处理脱除藻粉杂质。
在关于微藻破壁的中国专利申请200810240949、201010110577、200610130601、200910225296中，分别采用蒸汽破壁、超高压脉冲电场、超声和高压均质方法对微藻进行破壁来提取藻油脂，但是上述方法均存在成本高，难以工业化放大等问题。
申请号为200780024591.4的中国专利申请公开了“用液态二甲醚提取高不饱和脂质”，其中有关微藻中脂质的提取的特征为：首先将得到的湿藻生物质进行冷冻，然后用液态二甲醚进行提取，并在真空下蒸发分离脂质和水。该方法的优点是解决了湿藻生物质提取脂质的问题，但不足之处在于湿藻生物质需要冷冻处理，导致能耗高，处理加工量少，后续分离困难，不利于工业化生产。
美国专利US 20100160659A1采用乙二醇二甲醚(DME)萃取藻中的不饱和脂肪酸，萃取条件是4MPa，60℃，萃取后得到油水的混合物，而后采用超临界CO2萃取分离得到中性油脂。该工艺操作复杂，萃取后油水需要更进一步分离，另外萃取操作压力高，对设备要求高。
因此，需要开发一种效率高、工艺简单、成本低、可规模化生产的从微藻提取油脂的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种效率高、工艺简单、成本低、可规模化生产的从微藻提取油脂的方法。
本发明人在研究中发现，在对微藻进行预处理中，对特定含水量藻粉通过挤压造粒，可以实现微藻的高压团聚，从而避免在后期油脂提取工艺环节增加超微过滤设备来过滤藻粉，既提高了毛油或混合油的品质，又可以排除用于脱除藻粉杂质的进一步处理；对造粒后的一定含水量的微藻进行清炒破壁处理，则可以有效提高微藻油脂的提取效率，即保持一定含水量的微藻对清炒破壁处理是更有利的。基于此，本发明人完成了本发明。
因此，本发明提供一种用于从微藻高效率提取油脂的方法，所述方法包括下列步骤：
(1)将微藻藻粉造粒，得到藻粉粒料；
(2)将步骤(1)中得到的藻粉粒料清炒；
(3)对步骤(2)中得到的经清炒的藻粉粒料进行亚临界流体萃取，以得到混合油和除油藻粕。
根据本发明的某些优选实施方案，所述方法还包括在步骤(1)之前的步骤(a)：
(a)将微藻藻液浓缩、脱水、干燥，以得到微藻藻粉，并且所述方法还包括在步骤(3)之后的步骤(b)：
(b)通过减压蒸发混合油中的溶剂，得到藻油脂。
根据本发明的某些优选实施方案，所述微藻选自自养、异养、或自-异养混合养殖的，其包括褐指藻、角毛藻、小球藻、微拟球藻、栅藻、隐甲藻、金藻、裂壶藻、红球藻和杜氏藻等等中的一种或多种。
根据本发明的某些优选实施方案，其中在步骤(a)的所述干燥以后，得到的所述微藻藻粉的含水量为15-30重量％，优选的含水量范围为15-25重量％。当物料的含水量在上述范围内时，物料通过双螺旋挤压造粒机造粒的成粒率在95％以上，颗粒强度可达到8N，并且清炒过程中的翻动也不会使其粉化。另外，微藻细胞内的亲水性凝胶部分和一定量的胞内水分结合，凝胶快速膨胀，在快速高温作用下，使得细胞破壁。同时，有一定水分存在时，可加速藻中蛋白质的受热变性；一定的含水量也能加速藻细胞内油滴的团聚，有利于提取。若含水量过高，则增加了清炒的时间，使得藻油中不饱和脂肪酸发生变性或者是使得甘油三酯发生水解反应，使油酸败。如果含水量少，则增加了干燥的成本，同时也满足不了挤压过程对物料最佳含水量的要求。
根据本发明的某些优选实施方案，在步骤(1)中，向进行造粒之前的所述微藻藻粉中加入粘合剂，以促进所述微藻藻粉易于造粒。对所述粘合剂的具体类型没有特别限制，只要其能够提供促进微藻藻粉造粒的必需粘合性即可。优选地，所述粘合剂选自淀粉、糊精、聚乙烯醇和羧甲基纤维素等等中的一种或几种。基于所述微藻藻粉的重量，所述粘合剂的添加量为5-15重量％。
根据本发明的某些优选实施方案，在步骤(1)中，将步骤(a)中得到的藻粉通过造粒加工成粒径在0.7-2.0mm，优选0.7-1mm的藻粉粒料。所述藻粉粒料的形状可以为圆柱形。若藻粒的直径过大，则影响炒制的效果，易出现表面炭化，而内部仍未受热现象。若颗粒过小，则亚临界提取设备上需增加较细滤网来过滤藻粒，细滤网易堵塞，增加了清洗的费用。所述造粒在双螺杆挤出造粒机中进行。
根据本发明的某些优选实施方案，在步骤(2)中，将步骤(1)中得到的所述藻粉粒料在炒药机上，在温度90-110℃下清炒3-20分钟，转速为25rpm，将藻粉炒焦或炒炭。若清炒时温度过高，时间过长，不但增加能耗，而且使油脂的酸价增加，藻油中的不饱和脂肪酸含量降低，甘油酯络合反应加剧，降低油的品质。同时温度过低或者炒制处理时间短，不能实现微藻细胞的有效破壁，油脂的提取率不高。优选地，所述清炒在氮气保护下进行。
根据本发明的某些优选实施方案，在步骤(3)中的所述亚临界流体萃取中采用的溶剂为丁烷、丙烷、液化石油气和二甲醚等中的一种或多种。用于亚临界萃取工艺的所述溶剂优选为丁烷。
根据本发明的某些优选实施方案，在步骤(3)中，所述亚临界流体萃取在0.4-1.0MPa的压力进行。
根据本发明的某些优选实施方案，在步骤(3)中，所述亚临界流体萃取在30-50℃的萃取温度进行。
与本领域中的现有技术相比，本发明从微藻提取油脂的方法有益效果在于：
1.通过对特定含水量的微藻挤压加工成藻粒料，可以排除在随后的步骤中用于从混合油中脱除藻粉杂质的进一步处理；
2.采用炒药机清炒方法对微藻细胞进行破壁处理，工艺简单；
3.通过将一定含水量的微藻粒料清炒，提高了微藻藻粉细胞的破壁效率；
4.对微藻油脂的提取效率高、工艺简单，适于规模化工业生产。
具体实施方式
在本发明中，术语“清炒”是指中药炮制学的一种炒法，是指不添加辅料直接炒药，清炒法根据火候的要求包括炒黄、炒焦、炒炭。炒黄(包括炒爆)是将净选或切制后药物，置炒制容器内，用文火或中火加热，炒至药物表面呈黄色或较原色稍深，或发泡鼓起，或爆裂，并透出药物固有气味。炒焦是将净选或切制后的药物，置炒制容器内，用武火或中火加热，炒至药物表面呈焦黄或焦褐色，内部颜色加深，并具有焦香气味。炒炭是指将净选或切制后药物，置炒制容器内，用武火或中火加热，炒至药物表面焦黑色，内部呈焦黄色或焦褐色。
下面实施例对本发明进行更详细的描述。需要指出，这些描述和实施例都是为了使本发明便于理解，而非对本发明的限制。本发明的保护范围以所附的权利要求书为准。
在本发明中，除非另外规定，百分比“％”以重量计。
实施例中所用的碟式离心机型号为DHC400型，生产厂家为辽阳华联制药机械有限公司。
实施例中所用的双螺旋挤压造粒机为SET-100型，生产厂家为南京三普造粒装备有限公司。
实施例中所用的炒药机型号为cy-900型，生产厂家为南京腾阳干燥设备厂。
实施例中所用的气相色谱为Agilent 7890，生产商家为安捷伦科技有限公司，色谱柱为美国SUPELCO脂肪酸分析柱。
实施例中所用的颗粒强度测定仪为YHKC-2A型，生产厂家为姜堰市银河仪器厂。
实施例中所用的化学试剂均为市售商品。
微藻油脂提取率评价方法
在本发明中，采用“提取率”表示从微藻中提取油脂的效率。具体地，提取率通过下列公式计算：
Figure BDA0000111359980000051
其中，所述毛油脂肪酸含量和藻中的脂肪酸含量通过下列方法测量：
气相色谱法测定微藻和得到毛油中的脂肪酸含量方法：
药品：浓硫酸、甲醇、甲苯、正己烷、十七烷酸(内标)。试剂至少为分析纯。
试剂配制  试剂A：2％浓硫酸∶无水甲醇∶甲苯溶液∶先制备无水甲醇∶甲苯(90∶10，V/V)的混合溶液，吸取2mL浓硫酸并将其加入到100mL容量瓶中，用配置好的甲醇-甲苯混合液定容至刻度，
试剂B：十七烷酸内标：准确称量100mg(精确到0.1mg)的十七烷酸标准品，用正己烷定容至10mL，得到10mg/mL的十七烷酸内标母液。于内标十七烷酸内标母液中准确吸取0.5mL溶液，用正己烷定容至10mL，得到0.5mg/mL的十七烷酸内标溶液；
器材：具Telfnon螺口瓶盖小玻璃瓶：15-20mL
仪器：Agilent 7890；FID检测器；高速离心机；磁力搅拌器
分析流程如下：
将2mL试剂A、25mg冷干粉样品、0.5mL试剂B加入到带有搅拌棒的15mL玻璃瓶中，充入氮气，搅拌；将玻璃瓶在80℃沙浴加热搅拌1.5h；向玻璃瓶中加入1mL水和1mL正己烷，振荡；在反应液在3500rpm离心3分钟；吸取上层液进行GC分析，得到藻或毛油中脂肪酸的量。
仪器条件：载气：高纯氮；进样口温度：280℃；检测器温度：280℃；色谱柱：DB-5毛细管色谱柱(30m×0.25mm，0.25μm)分流比：4∶1；进样量：2uL程序升温条件：170℃保持1min；升温速率1.5℃/min到250℃，保持10min定性定量计算方法
定性参照已经色谱-质谱联用鉴定过的样品，结合包括C12:0、C14:0、C16:0、C16:1、C17:1、C18:2、C18:1、C18:0、C20:5、C20:4、C20:0、C22:6、C22:0、C24: 0在内的脂肪酸甲酯混合标样进行核对。定量采用内标法，即在样品中加入C17已知量的C17:0脂肪酸作为内标，对样品进行甲脂化处理，而后进样分析，实现各组分定量以其峰面积与内标峰面积的比值为参数)。
计算方法：
样品中单个脂肪酸甲酯含量(Xi)以质量分数计，以％表示，按式(12)计算。
X i = F i × A i A C 17 × C C 17 × V C 17 × 1.0519 m × 100 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 12 )
式中：
Xi——样品中脂肪酸甲酯i的含量，％；
Fi——脂肪酸甲酯i的响应因子；
Ai——样品中脂肪酸甲酯i的峰面积；
AC17——样品中十七碳酸甲酯峰面积；
CC17——十七碳酸的浓度，单位为mg/mL(如11.15所示，此为10mg/mL)；
VC17——样品中加入十七碳酸的体积，单位为mL(见13.1.1，此为0.2mL)；
1.0519——十七碳酸转化为十七碳酸甲酯的转换系数；
m——样品的质量，单位为mg。
脂肪酸甲酯i的响应因子Fi按式(13)计算。
F i = C si × A 17 A si × C 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 13 )
式中：
Fi——脂肪酸甲酯i的响应因子；
Csi——混标中各脂肪酸甲酯i的浓度，单位mg/mL；
A17——混标谱图中十七碳酸甲酯的峰面积；
Asi——混标谱图中脂肪酸甲酯i的峰面积；
C17——混标中十七碳酸甲酯的浓度，单位mg/mL。
各种脂肪酸甲酯的响应因子见下表。
  序号   脂肪酸甲酯名称   简称   响应因子
  1   十二酸甲酯   C12:0甲酯   1.2170
  2   十四酸甲酯   C14:0甲酯   1.1215
  3   十六酸一烯酯   C16:1甲酯   1.2272
  4   十六酸甲酯   C16:0甲酯   1.0430
  5   十七碳一烯酸甲酯   C17:1甲酯   1.000
  6   亚油酸甲酯   C18:2甲酯   1.1741
  7   油酸甲酯   C18:1甲酯   1.1295
  8   硬脂酸甲酯   C18:0甲酯   1.0526
  9   二十碳四烯酸甲酯   C20:4甲酯   0.9990
  10   二十碳五烯酸甲酯   C20:5甲酯   1.1803
  11   二十酸甲酯   C20:0甲酯   1.1096
  12   二十二碳六稀酸甲酯   C22:6甲酯   1.1171
  13   二十二酸甲酯   C22:0甲酯   1.1585
  14   二十四酸甲酯   C24:0甲酯   1.0631
实施例1
实施例1考察工艺步骤对从微藻中提取油脂的影响。
眼点拟微绿球藻(nannochloropsis oculata)购于中国水产科学研究院黄海水产研究所C1502，该藻种的培养等详细信息参见《中国海洋药物》，2003，91(1)，《富含EPA的海洋微藻眼点拟微球藻的大规模培养》，5-10。
对眼点拟微绿球藻培养后的1m3藻液，干重为3g/L，脂肪酸含量为50重量％，按照本发明进行提取油脂，依次步骤如下：
1、收集通过膜浓缩和碟式离心机浓缩收集得到生物量为186g/L的微藻浓缩液。用滚筒干燥机干燥，测定含水量为25重量％。
2、将步骤1得到的藻原料平均分成三份。编号为A、B、C。
A样品直接进入亚临界流体萃取装置萃取；
分别基于B、C的重量，向B、C中分别添加12重量％的淀粉和糊精的混合物(重量比为：1∶2)，搅拌均匀，将物料进料到双螺旋挤压机挤压造粒，制得的粒料粒径为1-1.4mm；
C料送入放入cy-900型炒药机，调节温度为120℃，搅拌转速为30rpm，连续清炒7分钟，反转出料。出料藻为焦黑色。
3、亚临界流体提取，将处理后的A、B、C藻分别送入亚临界流体提取装置中，采用亚临界流体丁烷进行提取，提取压力为0.8MPa，提取温度40℃，提取时间30min，通过底部的放液阀放出丁烷萃取液(即混合油)。再重复提取二次。合并混合油，减压脱溶得到藻提取物(即藻粗毛油)，称重M0。分离条件为：压力0.3MPa，温度30℃，分离的丁烷经压缩冷却后循环利用。用600mL正己烷溶解藻毛油，真空抽滤，烘干滤出物称重M1。旋蒸脱除正己烷溶剂，即得藻毛油，称量藻毛油重量M2。气相分析毛油以及藻粉中的脂肪酸含量，计算藻油提取率。
4、结果
表1工艺步骤对从微藻中提取油脂的影响
由以上结果可知，B样品增加挤压造粒步骤，在亚临界提取设备提取时，藻粒在完成一次提取后，不随提取液进入分离釜，保留在萃取釜中，能实现反复连续萃取。C样品增加挤压造粒和清炒后，微藻呈粒状，保持在萃取釜中，清炒步骤使微藻细胞破壁，细胞内的油脂富集便于提取，三次提取后提取率增加3倍。
实施例2
实施例2考察在干燥以后的所述藻粉的含水量对从微藻中提取油脂的影响。
眼点拟微绿球藻(nannochloropsis oculata)购于中国水产科学研究院黄海水产研究所C1502，该藻种的培养等详细信息参见《中国海洋药物》，2003，91(1)，《富含EPA的海洋微藻眼点拟微球藻的大规模培养》，5-10。
对眼点拟微绿球藻(nannochloropsis oculata)培养后的2.4m3，干重为3.2g/L，脂肪酸含量为52重量％。分为6组，编号依次为①、②、③、④、⑤、⑥藻液分别按照下列对应步骤进行提取油脂：
①收集通过膜浓缩和碟式离心机浓缩收集得到生物量为186g/L的微藻浓缩液。然后将藻液放入温室大棚中底部通风晾晒17小时，测定含水量为40重量％。
②收集通过膜浓缩和碟式离心机浓缩收集得到生物量为186g/L的微藻浓缩液。然后将藻液放入温室大棚中底部通风晾晒28小时，测定含水量为30重量％。
③收集通过膜浓缩和碟式离心机浓缩收集得到生物量为186g/L的微藻浓缩液。然后将藻液放入温室大棚中底部通风晾晒38小时，测定含水量为25重量％。
④收集通过膜浓缩和碟式离心机浓缩收集得到生物量为186g/L的微藻浓缩液。然后将藻液放入温室大棚中底部通风晾晒44小时，测定含水量为20重量％。
⑤收集通过膜浓缩和碟式离心机浓缩收集得到生物量为186g/L的微藻浓缩液。然后将藻液放入温室大棚中底部通风晾晒49小时，测定含水量为15重量％。
⑥收集通过膜浓缩和碟式离心机浓缩收集得到生物量为186g/L的微藻浓缩液。然后将藻液放入温室大棚中底部通风晾晒62小时，测定含水量为10重量％。
2、分别基于以上微藻藻粉的重量，向它们中分别添加12重量％的淀粉和糊精的混合物(重量比为：1∶2)，搅拌均匀，将物料分别送入双螺旋挤压造粒机造粒，利用侧出料方式出料，制得的粒料粒径为1-1.3mm。造粒后过24目筛网过滤物料，称取筛下的物料重量和筛上的物料重量，计算成粒率，测定颗粒的强度。
Figure BDA0000111359980000101
颗粒强度采用颗粒强度测定仪(YHKC-2A型，生产厂家为姜堰市银河仪器厂)直接测定。
3、清炒，将步骤2得到的微藻粒料放入cy-900型炒药机，充氮气保护，调节温度为110℃，搅拌转速为30rpm，连续清炒9分钟，反转出料。出料藻为焦黑色。
4、亚临界流体提取，将炒后的藻粒送入亚临界流体提取装置中，采用亚临界流体丁烷进行提取，提取压力为0.8MPa，提取温度40℃，提取时间30min，通过底部的放液阀放出丁烷萃取液。再重复提取二次。合并混合油，减压脱溶得到藻粗毛油M0。分离条件为：压力0.3MPa，温度30℃，分离的丁烷经压缩冷却后循环利用。用600mL正己烷溶解藻粗毛油，真空抽滤，烘干滤出物称重M1。旋蒸脱除正己烷溶剂，得到藻毛油，称量毛油重量M2。气相分析毛油以及藻粉中的脂肪酸含量，计算藻油提取率。
5、实验结果
表2在干燥以后的所述藻粉的含水量对从微藻中提取油脂的影响
由表2结果可知，藻的含水量对挤压造粒的成粒率和颗粒的强度影响大，颗粒的成粒率正如实施例1所提到的情况，影响亚临界提取设备对藻粒的截留率，进而对提取率产生影响；颗粒的强度小，清炒过程中的不停翻炒会加速颗粒的粉化，进而影响提取设备截留率，影响油脂提取率。特定的含水量是得到最佳颗粒强度和成粒率的关键。另外，干燥时间增长时，含水量下降，成粒率减小，颗粒强度下降，油脂提取率反而降低。
实施例3
实施例3考察清炒温度对从微藻中提取油脂的影响。
眼点拟微绿球藻(nannochloropsis oculata)购于中国水产科学研究院黄海水产研究所C1502，该藻种的培养等详细信息参见《中国海洋药物》，2003，91(1)，《富含EPA的海洋微藻眼点拟微球藻的大规模培养》，5-10。
对眼点拟微绿球藻(nannochloropsis oculata)培养后的1m3，干重为3.3g/L，脂肪酸含量为51％，其中不饱和脂肪酸/总脂肪酸含量为44％。藻液按照下列进行提取油脂，依次步骤如下：
1、基于含水量为25重量％的微藻藻粉的重量，向该微藻藻粉中添加11重量％的淀粉和糊精的混合物(重量比为：1∶2)，搅拌均匀，将物料匀速送入双螺旋挤压造粒机造粒，利用侧出料方式，造粒后微藻团大小为0.7-2.0mm。
2、将上述造粒样品平均分成四份，编号为A、B、C、D；分别进行以下处理：
A：将微藻放入cy-900型炒药机，充氮气保护，调节温度为80℃，搅拌转速为30rpm，连续清炒5分钟，反转出料。出料藻为深黄色。取炒后样品用气相色谱分析脂肪酸组成和含量。
B：将微藻放入cy-900型炒药机，充氮气保护，调节温度为90℃，搅拌转速为30rpm，连续清炒5分钟，反转出料。出料藻为土黄色。取炒后样品用气相色谱分析脂肪酸组成和含量。
C：将微藻放入cy-900型炒药机，充氮气保护，调节温度为110℃，搅拌转速为30rpm，连续清炒5分钟，反转出料。出料藻为焦褐色。取炒后样品用气相色谱分析脂肪酸组成和含量。
D：将微藻放入cy-900型炒药机，充氮气保护，调节温度为150℃，搅拌转速为30rpm，连续清炒5分钟，反转出料。出料藻为黑褐色。取炒后样品用气相色谱分析脂肪酸组成和含量。
3、亚临界流体提取，将炒后的藻粒送入亚临界流体提取装置中，采用亚临界流体丁烷进行提取，提取压力为0.8MPa，提取温度40℃，提取时间30min，通过底部的放液阀放出丁烷萃取液。再重复提取二次。合并混合油，减压脱溶得到藻毛油。分离条件为：压力0.3MPa，温度30℃，分离的丁烷经压缩冷却后循环利用。气相分析藻毛油以及藻粉中的脂肪酸含量，计算藻油提取率。
4、实验结果
表3清炒温度对从微藻中提取油脂的影响
Figure BDA0000111359980000131
由表3结果可知，炒制温度过高，达到150℃时，耗能高，不饱和脂肪酸含量降低很快，极大影响藻油脂的品质；温度低时，不足以实现微藻粒中的多数微藻破壁，使得提取率降低；而温度在90-110℃之间时，不饱和脂肪酸与总脂肪酸之间的比例基本维持不变，在40％左右，和低温炒制原料时的含量基本一致，提取率也在82％以上。
实施例4
实施例4考察清炒时间对从微藻中提取油脂的影响。
眼点拟微绿球藻(nannochloropsis oculata)购于中国水产科学研究院黄海水产研究所C1502，该藻种的培养等详细信息参见《中国海洋药物》，2003，91(1)，《富含EPA的海洋微藻眼点拟微球藻的大规模培养》，5-10。
对眼点拟微绿球藻(nannochloropsis oculata)培养后的1m3，干重为3.1g/L，脂肪酸含量为53％，其中不饱和脂肪酸/总脂肪酸含量为42重量％。藻液按照下列步骤进行提取油脂：
1、收集将藻液离心脱水，用滚筒干燥机干燥，控制得到的微藻藻粉的含水量为25重量％。
2、基于所述微藻藻粉的重量，向微藻藻粉中添加11重量％的淀粉和糊精的混合物(重量比为：1∶2)，搅拌均匀，将物料匀速送入双螺旋挤压造粒机造粒，利用侧出料方式，造粒后微藻团大小为0.7-2.0mm。
3、将上述造粒样品平均分成五份，编号为A、B、C、D、E；分别进行以下处理：
A：将微藻放入cy-900型炒药机，充氮气保护，调节温度为105℃，搅拌转速为30rpm，连续清炒1分钟，反转出料。出料藻为深黄色。取炒后样品用气相色谱分析脂肪酸组成和含量。
B：将微藻放入cy-900型炒药机，充氮气保护，调节温度为105℃，搅拌转速为30rpm，连续清炒3分钟，反转出料。出料藻为土黄色。取炒后样品用气相色谱分析脂肪酸组成和含量。
C：将微藻放入cy-900型炒药机，充氮气保护，调节温度为105℃，搅拌转速为30rpm，连续清炒6分钟，反转出料。出料藻为焦褐色。取炒后样品用气相色谱分析脂肪酸组成和含量。
D：将微藻放入cy-900型炒药机，充氮气保护，调节温度为105℃，搅拌转速为30rpm，连续清炒9分钟，反转出料。出料藻为焦褐色。取炒后样品用气相色谱分析脂肪酸组成和含量。
E：将微藻放入cy-900型炒药机，充氮气保护，调节温度为105℃，搅拌转速为30rpm，连续清炒15分钟，反转出料。出料藻为黑褐色。取炒后样品用气相色谱分析脂肪酸组成和含量。
4、亚临界流体提取，将炒后的藻粒送入亚临界流体提取装置中，采用亚临界流体丁烷进行提取，提取压力为0.8MPa，提取温度40℃，提取时间30min，通过底部的放液阀放出丁烷萃取液。再重复提取二次。合并混合油，减压脱溶得到藻毛油。分离条件为：压力0.3MPa，温度30℃，分离的丁烷经压缩冷却后循环利用。气相分析毛油以及藻粉中的脂肪酸含量，计算藻油提取率。
5、实验结果
表4清炒时间对从微藻中提取油脂的影响
由表4结果可知，在105℃温度炒制条件下，随着炒制时间的增加，不饱和脂肪酸/总脂肪的比值不断降低，在3-9min的范围内，该比值在35％以上，原始微藻中的比例为41％，减少了5％；但是随着炒制时间的再增长，该比例急剧减低，15min炒制后比例减少到27％，减少了14％，极大影响了微藻油脂的品质和组成，同时炒制耗能也随之增加；炒制时间过短时，不能实现对微藻粒大多数微藻的破壁，影响油脂的提取率，炒制1min，油脂的提取率仅为46％。
实施例5～8
实施例5～8考察根据本发明的方法用于从不同类型的微藻提取油脂。
实施例5
小球藻(chlorella sp)，中国科学院水生生物研究所FACHB-1298，该藻种的培养方法等详细信息参见中国专利申请200810246702.2。
对小球藻(chlorella sp)培养后的5m3藻液按照本发明进行提取油脂，依次步骤如下：
(1)收集通过膜浓缩和碟式离心机浓缩收集得到生物量为187g/L微藻浓缩液。其中在所述浓缩以后，得到的微藻浓缩液中的微藻浓度为187g/L。进行干燥，得到微藻藻粉的含水量为31重量％。
(2)基于所述微藻藻粉的重量，向该微藻藻粉中添加14重量％的淀粉和糊精的混合物(重量比为：1∶2)，搅拌均匀，将物料匀速送入双螺旋挤压造粒机造粒，利用侧出料方式，造粒后微藻团大小为0.7-2.0mm。
(3)清炒，将步骤2得到的微藻团粒放入cy-900型炒药机，充氮气保护，调节温度为110℃，搅拌转速为30rpm，连续清炒3.5分钟，反转出料。出料藻为焦黑色。
(4)亚临界流体提取，将炒后的藻粒送入亚临界流体提取装置中，采用亚临界流体丁烷进行提取，提取压力为0.8MPa，提取温度40℃，提取时间30min，通过底部的放液阀放出丁烷萃取液。再重复提取二次。合并混合油，减压脱溶得到藻毛油。分离条件为：压力0.3MPa，温度30℃，分离的丁烷经压缩冷却后循环利用。藻油提取率为88重量％(以藻粉中所含油脂为100重量％)。
实施例6
斜生栅列藻(Scenedesmus obliquus)购于中国科学院水生生物研究所FACHB-12，该藻种的培养等详细信息参见《生态环境》2006，15(5)，《芦苇化感组分对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)生长特性的影响》，925-929。
对斜生栅列藻(Scenedesmus obliquus)培养后的5m3藻液按照本发明进行提取油脂，依次步骤如下：
(1)收集通过膜浓缩和碟式离心机浓缩收集得到生物量为197g/L微藻浓缩液。进行转鼓干燥使得得到的微藻藻粉的含水量为29重量％。
(2)基于所述微藻藻粉的重量，向该微藻藻粉中添加9重量％的淀粉和糊精的混合物(重量比为：1∶2)，搅拌均匀，然后匀速送入双螺旋挤压造粒机造粒，利用侧出料方式，造粒后微藻团大小为0.7-2.0mm。
(3)清炒，将步骤2得到的微藻团粒放入cy-900型炒药机，充氮气保护，调节温度为105℃，搅拌转速为30rpm，连续清炒10分钟，反转出料。出料藻为焦黑色。
(4)亚临界流体提取，将炒后的藻粒送入亚临界流体提取装置中，采用亚临界流体丁烷进行提取，提取压力为0.8MPa，提取温度40℃，提取时间30min，通过底部的放液阀放出丁烷萃取液。再重复提取二次。合并混合油，减压脱溶得到藻毛油。分离条件为：压力0.3MPa，温度30℃，分离的丁烷经压缩冷却后循环利用。藻油提取率为92重量％(以藻粉中所含油脂为100重量％)。
由上述实施例可知，根据本发明的方法可以实现微藻油脂的高效率、低成本提取。
实施例7
隐甲藻(Crypthecodiniumcohnii)ATCC30 556购于华南理工大学，该藻种的培养等详细信息参见中国专利申请200910193736。
对隐甲藻(Crypthecodiniumcohnii)培养后的5m3藻液按照本发明进行提取油脂，依次步骤如下：
(1)收集，将生物量为297g/L微藻浓缩液转鼓干燥，使得得到的微藻藻粉的含水量为25重量％。
(2)基于以上微藻藻粉的重量，向所述微藻藻粉中加入8重量％的淀粉和糊精的混合物(重量比为：1∶2)，搅拌均匀，匀速送入双螺旋挤压造粒机造粒，利用侧出料方式，造粒后微藻团大小为0.7-2.0mm。
(3)清炒，将步骤2得到的微藻团粒放入cy-900型炒药机，充氮气保护，调节温度为110℃，搅拌转速为30rpm，连续清炒8分钟，反转出料。出料藻为焦褐色。
(4)亚临界流体提取，将炒后的藻粒送入亚临界流体提取装置中，采用亚临界流体丁烷进行提取，提取压力为0.8MPa，提取温度40℃，提取时间30min，通过底部的放液阀放出丁烷萃取液。再重复提取二次。合并混合油，减压脱溶得到藻毛油。分离条件为：压力0.3MPa，温度30℃，分离的丁烷经压缩冷却后循环利用。藻油提取率为95重量％(以藻粉中所含油脂为100重量％)。
实施例8
裂壶藻(Schizochytrium sp.)购于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其编号为CCTCC No.M209059，该藻种的培养方法等详细信息参见中国专利申请号：200910033869.5；
对裂壶藻(Schizochytrium sp.)培养后的5m3藻液按照本发明进行提取油脂，依次步骤如下：
(1)收集，将生物量为300g/L微藻浓缩液转鼓干燥，使得得到的微藻藻粉的含水量为30重量％。
(2)基于以上微藻藻粉的重量，向所述微藻藻粉中加入8重量％的淀粉和糊精的混合物(重量比为：1∶2)，匀速送入双螺旋挤压造粒机造粒，利用侧出料方式，造粒后微藻团大小为0.7-2.0mm。
(3)清炒，将步骤2得到的微藻团粒放入cy-900型炒药机，充氮气保护，调节温度为115℃，搅拌转速为30rpm，连续清炒9分钟，反转出料。出料藻为焦黑色。
(4)亚临界流体提取，将炒后的藻粒送入亚临界流体提取装置中，采用亚临界流体丁烷进行提取，提取压力为0.8MPa，提取温度40℃，提取时间30min，通过底部的放液阀放出丁烷萃取液。再重复提取二次。合并混合油，减压脱溶得到藻毛油。分离条件为：压力0.3MPa，温度30℃，分离的丁烷经压缩冷却后循环利用。藻油提取率为92重量％(以藻粉中所含油脂为100重量％)。
由实施例5～8试验结果可知，根据本发明的方法可以实现多种微藻油脂的高效率、低成本提取。

Claims (17)

1.一种用于从微藻高效率提取油脂的方法，所述方法包括下列步骤：
(1)将微藻藻粉造粒，得到藻粉粒料；
(2)将步骤(1)中得到的藻粉粒料清炒；
(3)对步骤(2)中得到的经清炒的藻粉粒料进行亚临界流体萃取，以得到混合油和除油藻粕。
2.根据权利要求1所述的从微藻高效率提取油脂的方法，其中所述方法还包括在步骤(1)之前的步骤(a)：
(a)将微藻藻液浓缩、脱水、干燥，以得到微藻藻粉，并且所述方法还包括在步骤(3)之后的步骤(b)：
(b)通过减压蒸发混合油中的溶剂，得到藻油脂。
3.根据权利要求1或2所述的从微藻高效率提取油脂的方法，其中所述微藻包括褐指藻、角毛藻、小球藻、微拟球藻、栅藻、隐甲藻、金藻、裂壶藻、红球藻和杜氏藻中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的从微藻高效率提取油脂的方法，其中在步骤(a)的所述干燥以后，得到的所述微藻藻粉的含水量为15-30重量％。
5.根据权利要求2所述的从微藻高效率提取油脂的方法，其中在步骤(a)的所述干燥以后，得到的所述微藻藻粉的含水量为15-25重量％。
6.根据权利要求1或2所述的从微藻高效率提取油脂的方法，其中在步骤(1)中，向进行造粒之前的所述微藻藻粉中加入粘合剂。
7.根据权利要求6所述的从微藻高效率提取油脂的方法，其中所述粘合剂选自淀粉、糊精、聚乙烯醇和羧甲基纤维素中的一种或几种。
8.根据权利要求6所述的从微藻高效率提取油脂的方法，其中基于所述微藻藻粉的重量，所述粘合剂的添加量为5-15重量％。
9.根据权利要求2所述的从微藻高效率提取油脂的方法，其中在步骤(1)中，将步骤(a)中得到的微藻藻粉通过造粒加工成粒径在0.7-2.0mm藻粉粒料。
10.根据权利要求1或2所述的从微藻高效率提取油脂的方法，其中所述造粒在双螺杆挤出造粒机中进行。
11.根据权利要求1或2所述的从微藻高效率提取油脂的方法，其中在步骤(2)中，将步骤(1)中得到的所述藻粉粒料在90-110℃的温度清炒3-20分钟。
12.根据权利要求1或2所述的从微藻高效率提取油脂的方法，其中所述清炒在氮气保护下进行。
13.根据权利要求1或2所述的从微藻高效率提取油脂的方法，其中所述清炒通过炒药机进行。
14.根据权利要求1或2所述的从微藻高效率提取油脂的方法，其中在步骤(3)中的所述亚临界流体萃取中采用的溶剂为丁烷、丙烷、液化石油气和二甲醚中的一种或多种。
15.根据权利要求1或2所述的从微藻高效率提取油脂的方法，其中在步骤(3)中的所述亚临界流体萃取中采用的溶剂为丁烷。
16.根据权利要求1或2所述的从微藻高效率提取油脂的方法，其中在步骤(3)中，所述亚临界流体萃取在0.4-1.0MPa的压力进行。
17.根据权利要求1或2所述的从微藻高效率提取油脂的方法，其中在步骤(3)中，所述亚临界流体萃取在30-50℃的萃取温度进行。
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