CN104263770A - 裂壶藻半连续阶段式发酵、絮凝板框干法制取dha的方法 - Google Patents

裂壶藻半连续阶段式发酵、絮凝板框干法制取dha的方法 Download PDF

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王兴国
宁超美
白长军
陈振宇
常明
韩宽德
黄成�
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Abstract

裂壶藻半连续阶段式发酵、絮凝板框干法制取DHA的方法，按照以下步骤进行：a)以裂壶藻为菌种，采用半连续、阶段式的发酵方法，制备裂壶藻发酵液；b)将制备好的DHA发酵液调节PH为5～6，温度25～30℃，搅拌转速100～120r/min，然后加入絮凝剂进行菌体的絮凝反应；c)絮凝后的裂壶藻发酵液进行板框过滤、滤饼经过破碎造粒、快速闪蒸得到DHA微藻粉；d)DHA微藻粉通过膨化压榨提取富含DHA的油脂。本发明裂壶藻生产效率高、含油率高、油脂DHA纯度高、产品质量安全可靠、生产成本低、生产稳定；并且制备过程中无溶剂萃取，达到了DHA绿色制炼目的。

Description

裂壶藻半连续阶段式发酵、絮凝板框干法制取DHA的方法
技术领域
本发明属于发酵工程领域，涉及利用裂壶藻半连续阶段式发酵、絮凝板框干法制取DHA的方法。
背景技术
二十二碳六烯酸(DHA)是一种Omega-3多元不饱和脂肪酸，动物自身难以合成，是大脑、视网膜的重要结构物质，还能够调节中枢神经系统功能、预防和治疗心血管疾病，有重要的生理调节功能和医疗及保健作用。
目前DHA的来源主要有鱼油和藻油两种。传统来源主要是从海洋鱼类以及它们的鱼油提取得到，但是受海洋鱼类的限制，鱼油的产量不稳定，且提取的鱼油具有很重的鱼腥味，除此之外，鱼油中还含有一定量的二十碳五烯酸(EPA)，对人体有不利影响。近些年来，随着海洋污染的加剧，海洋鱼类体内重金属含量也在增加，鱼油的安全性也存在一定的风险。而利用裂壶藻发酵生产的DHA与传统的鱼油来源DHA相比，具有更加健康，产量稳定且EPA含量极低的特点，能够更好的满足人们对健康的需求。基于藻油DHA的如上诸多优点，市场需求也在不断增加，但是由于其生产成本较高，因而终端市场的价格偏高。因此通过藻油DHA发酵生产工艺的改进，不断提高工业化发酵生产的生物量和DHA含量，对于降低其生产成本，扩大在普通消费者中的推广力度具有十分重要的意义。
发明内容
本发明旨在提供一种利用裂壶藻半连续阶段式发酵、絮凝板框干法制取DHA的方法，该方法裂壶藻生产效率高、含油率高、油脂DHA纯度高、产品质量安全可靠、生产成本低、生产稳定；并且制备过程中无溶剂提取，达到了DHA绿色制炼目的。
本发明裂壶藻半连续阶段式发酵、絮凝板框干法制取DHA的方法，包括以下步骤：
1、将裂壶藻菌种活化，置于摇瓶中摇床培养成种子液；
2、将裂壶藻种子液按照一级种子罐有效装液量的0.3％接种摇瓶种子，控制温度28℃～30℃，保持通气并进行搅拌，培养48小时；
3、将一级种子罐的种子液按照体积比10％的比例移种到二级种子罐，控制温度28℃～30℃，保持通气并进行搅拌，培养24小时；
4、将二级种子罐的种子液按照体积比20％的比例移种到三级种子罐，控制温度28℃～30℃，保持通气并进行搅拌培养24小时；
5、将三级种子罐的种子液按照体积比25％的比例移种到发酵罐I，控制温度25℃-28℃，保持通气并进行搅拌，同时流加补充碳源、氮源，维持PH在6.5-7.0，发酵36-40小时；
6、发酵罐I发酵完毕后，移种发酵罐I实际装液量的70％发酵液至发酵罐I-1继续在发酵罐I-1中发酵24～48小时，放罐；
7、当发酵罐I移种70％后，立即将培养基储罐中的营养液补充至发酵罐I中，补充量为等体积于发酵罐I移种的量(70％)；
8、发酵罐I补充营养液后，继续发酵36～40小时；
9、再移种发酵罐I实际装液量的70％发酵液至发酵罐I-2中，然后继续在发酵罐I-2中发酵24～48小时，放罐；
10、将制备好的裂壶藻发酵液调节PH为5～6，温度25～30℃，搅拌转速100～120r/min，然后加入絮凝剂进行菌体的絮凝反应，絮凝剂的添加量为发酵液质量的2‰～4‰，絮凝剂的配制浓度为15％；
11、絮凝后的裂壶藻发酵液进行板框过滤、滤饼经过破碎造粒、快速闪蒸得到DHA微藻粉，破碎造粒的目数为100～150目，快速闪蒸得到的DHA微藻粉的水分控制在5％以下；
12、DHA微藻粉通过膨化压榨得到富含DHA的油脂。
本发明的有益效果：本发明为裂壶藻半连续阶段式发酵、絮凝板框干法制取DHA的工艺，发酵液絮凝板框过滤去除水分，将裂壶藻湿菌体进一步干燥后粉碎造粒、快速闪蒸得到DHA微藻粉，通过膨化压榨提取富含DHA的油脂。这样，既实现了将原先很大体积的液态发酵液浓缩干燥成固态形式，可以大大减少蒸汽的使用量，降低能耗。此外，由于使用膨化压榨的方法提取富含DHA的油脂，整个生产过程中无溶剂添加，达到了DHA绿色制炼目的，食品安全得到保证。
附图说明
附图为本发明制备方法流程图。
具体实施方式
以下以裂壶藻发酵为例对本发明作进一步具体说明，但并不仅限于以下实施例和实施例中的工艺参数范围。
1、半连续阶段式发酵制备裂壶藻发酵液：
一级种子罐按照有效装液量的0.3％接种裂壶藻种子，培养48小时，按照体积比10％比例移种至二级种子罐；二级种子罐培养24小时，按照体积比20％的比例移种至三级种子罐；三级种子罐培养24小时，按照体积比25％的比例移种到发酵罐I；发酵罐I发酵36小时，移种发酵罐I实际装液量的70％发酵液至发酵罐I-1继续在发酵罐I-1中发酵36小时，放罐；发酵罐I移种70％后，立即将培养基储罐中的营养液补充至发酵罐I中，补充量为等体积于发酵罐I移种的量(70％)；发酵罐I补充营养液后，继续发酵36小时；再移种发酵罐I实际装液量的70％发酵液至发酵罐I-2中，然后继续在发酵罐I-2中发酵36小时，放罐。
2、发酵液絮凝：
将制备好的DHA发酵液调节PH为5.5，温度28℃，搅拌转速100r/min，然后加入絮凝剂进行菌体的絮凝反应，絮凝剂的添加量为发酵液质量的3‰，絮凝剂的配制浓度为15％。
3、板框过滤、滤饼破碎造粒、快速闪蒸：
絮凝后的DHA发酵液进行板框过滤、粉碎造粒、快速闪蒸得到DHA微藻粉，粉碎造粒的目数为120目，快速闪蒸得到的DHA微藻粉的水分控制在5％以下。
4、膨化压榨：
DHA微藻粉通过膨化压榨得到富含DHA的油脂。

Claims (8)

1.裂壶藻半连续阶段式发酵、絮凝板框干法制取DHA的方法，包括以下步骤：
a)以裂壶藻为菌种，采用半连续、阶段式发酵方法，制备裂壶藻发酵液；
b)将制备好的裂壶藻发酵液调节为PH5～6，温度25～30℃，搅拌转速调整为100～120r/min，然后加入絮凝剂进行菌体的絮凝反应；
c)絮凝后的裂壶藻发酵液进行板框过滤、滤饼经过破碎造粒、快速闪蒸得到DHA微藻粉；
d)DHA微藻粉通过膨化压榨得到富含DHA的油脂。
2.根据权利要求1所述裂壶藻半连续阶段式发酵、絮凝板框干法制取DHA的方法，其特征在于：所述步骤a)中，采用三级种子罐逐步扩大培养种子。
3.根据权利要求1所述裂壶藻半连续阶段式发酵、絮凝板框干法制取DHA的方法，其特征在于：所述步骤a)中，培养基包括葡萄糖、酵母浸膏、谷氨酸钠、Na2SO4、KH2PO4、MgSO4、VB1、VB6、VB12。
4.根据权利要求1所述裂壶藻半连续阶段式发酵、絮凝板框干法制取DHA的方法，其特征在于：所述步骤a)中，发酵条件为在：通气量为1∶0.2～1∶0.8VVM；发酵初始时pH控制在6.5～7.0，发酵后期pH维持在7.0～7.5；在发酵过程中通过流加补糖将培养基中的还原糖浓度控制在4.0～5.0％；在发酵进入稳定期前控制温度为28～30℃，在进入稳定期后控制温度为26～28℃。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：在培养基中还原糖浓度在1.0％～1.5％时补充碳源。
6.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：一级扩大培养的接种量为10％，二级扩大培养的接种量为20％，上罐接种量为25％。发酵完毕后，移种发酵罐I实际装液量的70％的发酵液到另一发酵罐，发酵24～48小时放罐。原发酵罐继续补充移种量等量的营养液继续发酵36～40小时，移种发酵罐I实际装液量的70％发酵液至发酵罐I-2中，然后继续在发酵罐I-2中发酵24～48小时，放罐。
7.根据权利要求1所述裂壶藻半连续阶段式发酵、絮凝板框干法制取DHA的方法，其特征在于：所述步骤b)中，絮凝剂为聚丙烯酰胺，添加量为发酵液质量的2‰～4‰，絮凝剂的配制浓度为15％。
8.根据权利要求1所述裂壶藻半连续阶段式发酵、絮凝板框干法制取DHA的方法，其特征在于：所述步骤c)中，破碎造粒的目数为100～150目，快速闪蒸得到的DHA微藻粉的水分控制在5％以下。
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