CN103981009A

CN103981009A - 一种裂殖壶菌发酵液破壁提取其胞内油脂的方法

Info

Publication number: CN103981009A
Application number: CN201410183699.XA
Authority: CN
Inventors: 陈礼毅; 陈水荣; 林杰
Original assignee: Xiamen Huisheng Biological Co Ltd
Current assignee: Xiamen Huisheng Biological Co Ltd
Priority date: 2014-05-04
Filing date: 2014-05-04
Publication date: 2014-08-13

Abstract

本发明公开一种裂殖壶菌发酵液破壁提取其胞内油脂的方法，先将富含DHA的裂殖壶菌发酵液投入破壁罐；接着用食品级酸或碱调其pH值至6.0～8.0，控制温度35～60℃，并添加裂殖壶菌发酵液重量的1.0～4.0%复合酶，保温搅拌酶解3.0～5.0小时并灭活；酶解后的发酵液直接过砂磨机砂磨，使发酵液中的单细胞壁/膜彻底破裂；然后破壁液经高速离心机分离，获取油相即为富含DHA初级油脂。本发明能够高效破壁提取富含DHA初级油脂，收率可达到85%以上，其中DHA含量在30～63%，经济、环保、实用，并能在工业上有效应用。

Description

一种裂殖壶菌发酵液破壁提取其胞内油脂的方法

技术领域

本发明属于结合式机械破壁领域，涉及从裂殖壶菌发酵液中提取富含DHA初级藻油（二十二碳六烯酸）的一种破壁新方法。

技术背景

裂殖壶菌又称裂壶藻，属于真菌门（Eumycota）、卵菌纲（Oomycetes）、水霉目（Saprolegniales）、破囊壶菌科(Thraustochytriaceae)的一类海洋真菌，单细胞、球形。裂殖弧菌细胞能积累大量对人体有用的活性物质，如：其总脂中的DHA含量非常高,达到35%～68%，且90%以上的脂肪酸是以甘油三酯形式存在的中性酯。结构类似的脂肪酸含量低，容易分离纯化。

DHA是二十二碳六烯酸（Docosahexaenoic Acid）的简称，俗称脑黄金，属系多不饱和脂肪酸（ω-3 Polyunsaturated Fatty Acids，ω-3PUFAs）。 DHA对人体具有重要的生理调节功能，是大脑皮质和视网膜的重要组成物质，能促进婴幼儿的脑部和视力的机能发育，并有助于婴幼儿的生长发育。同时，DHA还具有减少血栓形成、预防心脑血管病、降血脂、预防动脉硬化、抗癌、防治糖尿病、延缓衰老等功效。

目前，DHA主要从鱼油和微藻中提取，来源不同的两种DHA存在着差别，鱼油主要从脂肪含量较高的海鱼中提取，除了含有DHA（其大多以乙酯型（EE）和甘油三酯型（TG）存在，天然鱼油中DHA以甘油三酯形式存在，但一般含量偏低，约为12%左右），还含有大量其它长链多不饱和脂肪酸，如EPA（二十碳五烯酸）。EPA是花生四烯酸（ARA, 除DHA外，WHO/FAO认可的另外一种对新生儿神经及视觉系统发育及身体生长发育过程中对细胞调节起很重要作用的多不饱和脂肪酸）的竞争性抑制剂，故对婴幼儿的生长发育有阻滞作用。再则，鱼油来自海洋，而海洋中汞及其他重金属的污染已成为一个世界性的环境问题，因此鱼油中所含有重金属以及持续性有机污染物控制也是一个不能忽视的问题。另外捕捉海洋鱼类也会影响海洋生物的多样化和沿海地区的气候。同时，生物多样化的降低也造成沿岸生态系统的破坏，并直接影响到人类的生活。而裂殖壶菌DHA 是通过培育菌种、发酵、萃取、精练而得，DHA含量高，EPA含量低（DHA：EPA的含量比远大于10：1），适合不同人群长期服用。

综上所述，随着生活水平的提高和消费习惯的改变，人们越来越重视自身和家人的健康，相对于鱼油DHA易被人体消化吸收、生物利用度低；微藻/海洋真菌类DHA则更容易被人体吸收、代谢，生物利用度高，且更安全、更稳定，是DHA补充产品的最佳选择。如今DHA在保健品和奶粉行业的应用已相当广泛，在其他食品领域（如食用油、液态奶、果汁、糖果、饼干、面粉等）的应用也在迅速铺开。此外，许多畜牧业、水产养殖业专家和学者也在对DHA的生物学效应进行研究，微藻/海洋真菌类DHA在饲料（水产饲料、动物饲料等）行业的应用也有着潜在的发展空间。可见，微藻/海洋真菌类DHA的应用已经成为未来一个重要的发展趋势，受到了保健食品、医疗、养殖行业等各界的广泛关注。具有更为广阔的市场应用前景。利用相关破壁技术从藻类和真菌生产DHA油脂已经逐步实现工业化生产，近几年虽出现诸如若干专利（如专利号94106621.5、00135338.1、200410082921.3、200410075426.X、200610125476.3、200610028869.2、200710025079.3、200810047859.2、200910033869.5、200910111657.4、200910159368.1、200910225296.6、201110077030.9、201210491610.7等）涉及微藻以及裂殖弧菌发酵液生产DHA不饱和脂肪酸的传统方法，对以裂殖壶菌发酵液酶法与机械法结合破壁提取富含DHA初级油脂工艺尚无先例。

发明内容

本发明目的是提供一种裂殖壶菌发酵液破壁提取其胞内油脂的方法，其是裂殖壶菌发酵液酶法与砂磨机械法结合，高效破壁提取富含DHA初级油脂，并能在工业上有效应用。

为了达成上述目的，本发明是通过下列技术措施实现的：

一种裂殖壶菌发酵液破壁提取其胞内油脂的方法，其特征是：

先将富含DHA的裂殖壶菌发酵液投入破壁罐；

接着用食品级酸或碱调其pH值至6.0～8.0，控制温度35～60℃，并添加裂殖壶菌发酵液重量的1.0～4.0%复合酶，保温搅拌酶解4.0～5.0小时并灭活；

酶解后的发酵液直接过砂磨机砂磨，使发酵液中的单细胞壁/膜彻底破裂；

然后破壁液经高速（6000rpm/min及以上）离心机分离，所获取得油相即为富含DHA初级油脂。

所述食品级酸或碱是指柠檬酸或碳酸钠。

所述的复合酶为纤维素酶和中性蛋白酶的混合，混合比例为（5～50%）：（95～50%）。

所述的破壁过程中添加适量的抗氧化剂（如维生素C、维生素E等）进行保护，添加量参照GB2760-2011执行。

所述的灭活温度为65～95℃。

所述的酶解后的发酵液过砂磨机研磨1次。

所述的离心机分离工艺参数：砂磨后的料液控制温度至65～95℃。

采用上述方案后，本发明的有益效果是：本发明的方法与生物工程破壁方法比较，能节省35%以上的提取时间，且可避免酶法破壁工艺的乳化现象及后续借助有机溶剂辅助浸提；与纯粹机械破壁相比，则能节省机械破壁设备投入并提高至少50%左右的生产产能；DHA初级油脂收率可达到85%以上，其中DHA含量在30～63%，经济实用，技术实用性好，是一种无溶剂提取的环保破壁方法，环保，可适合工业规模化生产。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明揭示的一种裂殖壶菌发酵液破壁提取其胞内油脂的方法，其步骤是：

先将富含DHA的裂殖壶菌发酵液投入破壁罐；接着用食品级酸或碱调其pH值至6.0～8.0，控制温度35～60℃，并添加裂殖壶菌发酵液重量的1.0～4.0%复合酶，保温搅拌酶解3.0～5.0小时并灭活，灭活温度为60～95℃。所述食品级酸或碱是指柠檬酸或碳酸钠；所述的复合酶为纤维素酶和中性蛋白酶的混合，混合比例为（5～50%）：（95～50%）。

酶解后的发酵液直接过砂磨机砂磨1次，使发酵液中的单细胞壁/膜彻底破裂；破壁过程中添加适量的抗氧化剂（如维生素C和/或维生素E）进行保护，添加量参照GB2760-2011执行。

然后经高速离心机分离，所获取油相即为富含DHA初级油脂；所述离心机分离工艺参数：砂磨后的料液破壁液控制温度至65～95℃。

一般情况下，纯机械物理破壁时间每吨发酵液彻底破壁时间需要11～12小时，而酶法破壁液过砂磨机的时间在50分钟左右。下面通过几个酶法+物理破壁结合方式正交实验实例进行破壁效率比较（复合酶比例采用20：80）：

水平	酶用量（%）	破壁时间hr	温度℃
				1	1.0	5.0	52
2	2.5	4.5	54
				3	4.0	4.0	56

实施例1:

酶量	酶破壁时间	温度	提油收率
				1.0%	4.5hr	54	85.09%

酶法破壁后经砂磨机协同破壁50分钟（总破壁时间较纯物理机械方式对比节省时间5.67小时）；可见新破壁方法单位发酵液产能较纯物理机械破壁的产能（效率）提高51.55%，提油收率85.09%。

实施例2：

酶量	酶破壁时间	温度	提油收率
				2.5%	4.5hr	56	86.19%

实施例2酶法破壁后经砂磨机协同破壁50分钟（总破壁时间较纯物理机械方式节省5.67小时），可获得86.19%提油收率，与纯物理机械方式对比，单位发酵液破壁产能（效率）提高51.55%。

实施例3:

酶量	酶破壁时间	温度	提油收率
				4.0%	4.5hr	52	87.12%

实例3酶法破壁后经砂磨机协同破壁50分钟，（总破壁时间较纯物理方式节省5.67小时），可获得87.12%提油收率，与纯物理机械破壁方式对比，单位发酵液破壁产能提高51.55%。

从以上随机三个正交实施例有关节省时间、提取得率等指标对比，酶法破壁+物理机械结合方式显然比纯物理破壁方式在产能（效率）方面有大幅提高，技术实用性好，经济效益明显，在产业化应用上很有前景。

Claims

1.一种裂殖壶菌发酵液破壁提取其胞内油脂的方法，其特征是：

先将富含DHA的裂殖壶菌发酵液投入破壁罐；

接着用食品级酸或碱调其pH值至6.0～8.0，控制温度35～60℃，并添加裂殖壶菌发酵液重量的1.0～4.0%复合酶，保温搅拌酶解4.0～6.0小时并灭活；

然后破壁液经高速离心机分离，所获取得油相即为富含DHA初级油脂。

2.如权利要求1所述的一种裂殖壶菌发酵液破壁提取其胞内油脂的方法，其特征是：所述食品级酸或碱是指柠檬酸或碳酸钠。

3.如权利要求1所述的一种裂殖壶菌发酵液破壁提取其胞内油脂的方法，其特征是：所述的复合酶为纤维素酶和中性蛋白酶的混合，混合比例为（5～50%）：（95～50%）。

4.如权利要求1所述的一种裂殖壶菌发酵液破壁提取其胞内油脂的方法，其特征是：在破壁过程中添加适量的抗氧化剂进行保护，，添加量参照GB2760-2011具体执行。

5.如权利要求4所述的一种裂殖壶菌发酵液破壁提取其胞内油脂的方法，其特征是：在破壁过程中添加维生素C、维生素E等抗氧化剂。

6.如权利要求1所述的一种裂殖壶菌发酵液破壁提取其胞内油脂的方法，其特征是：所述灭活温度为65～95℃。

7.如权利要求1所述的一种裂殖壶菌发酵液破壁提取其胞内油脂的方法，其特征是：酶解后的发酵液过砂磨机研磨1次。

8.如权利要求1所述的一种裂殖壶菌发酵液破壁提取其胞内油脂的方法，其特征是：所述离心机分离工艺参数：砂磨后的料液控制温度至60～95℃。