CN104962590B - 一种微生物来源的磷脂型多不饱和脂肪酸油脂及制备方法 - Google Patents

Abstract

一种制备微生物来源的磷脂型多不饱和脂肪酸油脂的方法，包括如下步骤：（1）发酵获得产油微生物，（2）对微生物进行破壁后，通过有机溶剂进行浸提，获得含有多不饱和脂肪酸油脂的有机相，（3）将磷脂与前述含有多不饱和脂肪酸油脂的有机相混合，进行酯交换反应，分离后获得磷脂型多不饱和脂肪酸油脂。本发明的制备方法具有以下有益效果：使用微生物菌种制备多不饱和脂肪酸，因此来源更具有保证性，对环境更友好，成本更低廉。进一步的，使用本方法制得的产品中，磷脂含量更高，更利于被吸收。

Description

一种微生物来源的磷脂型多不饱和脂肪酸油脂及制备方法

技术领域

本发明涉及一种微生物来源的磷脂型多不饱和脂肪酸油脂及制备方法。

背景技术

磷脂是含有磷酸的类脂化合物，普遍存在于生物体细胞质及细胞膜中，对维持细胞膜功能进而维持细胞代谢起关键作用。磷脂按其分子结构可分为甘油醇磷脂和鞘磷脂两大类。甘油醇磷脂主要包括卵磷脂、脑磷脂、丝氨酸磷脂、肌醇磷脂等。对于神经系统机能低下带来的疾病、如焦躁不安、食欲不振、耳鸣、性无能力、神经性下痢、习常性便秘以及神经传达物质缺乏所带来的痴呆症和内存力减退，每天充分地补充卵磷脂，会收到很好的疗效。有研究发现用卵磷脂饲育怀孕的大鼠，其后代在智力测验（迷宫测试）中，记忆力显著优于未饲育卵磷脂的大鼠的后代。1997年第七届卵磷脂国际会议曾作出结论：“建议怀孕妇女服用适量的卵磷脂，这对于幼儿的智力发育是很重要的。” 1998年卵磷脂被联合国粮农组织(FAO)列为世界五大营养食品之一；1999年美国食品与药物管理委员会（FDA）明确规定，所有的婴儿食谱中都要适量补充卵磷脂。

目前磷脂主要来源于植物，市售的磷脂主要含有棕榈酸、油酸、亚油酸和硬脂酸等含16或18个碳原子的饱和脂肪酸或单不饱和脂肪酸。然而除了这些脂肪酸之外，人体还需要补充多不饱和脂肪酸，如亚麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸、二十二碳五烯酸及二十二碳六烯酸等。二十二碳六烯酸在大脑中的浓度很高，被认为在视觉、认知功能和其他正常的脑功能的发展上发挥至关重要的作用。花生四烯酸是哺乳动物体内最丰富，也是最活跃的一种多不饱和脂肪酸，它不仅对人体的健康有极为重要的意义，对婴幼儿的正常发育也至关重要，花生四烯酸还具有预防心血管疾病、免疫调节、辅助抑制肿瘤、预防癌变和调节神经的功能，可预防和治疗高血压、糖尿病、肥胖症和病毒感染等疾病。

与甲酯/乙酯型或甘油三酯型多不饱和脂肪酸相比，磷脂型多不饱和脂肪酸不但具有生物利用度高、安全性高及稳定性好等优势，还能同时为机体提供丰富的磷脂，对大脑的发育起到1+1>2的效果。有研究表明，人体对乙酯型二十二碳六烯酸的消化吸收率只有21%，而对磷脂型二十二碳六烯酸的消化吸收率超过99%。蛋黄中的二十二碳六烯酸与蛋黄中的卵磷脂紧密结合在一起，与卵磷脂一起被人体消化吸收，特别适合孕产妇和婴幼儿食用。

中国专利公开号为CN103509047A的发明专利公开了一种南极磷虾来源的磷脂酰胆碱的提取工艺和磷脂酰丝氨酸的制备方法。该方法通过收集南极磷虾头并通过煎煮搅拌提取等一系列工艺获得二十二碳六烯酸含量为7.6-8.1 %，二十碳五烯酸含量为14.6-15.6%的磷脂产品。这种方法的弊端在于：原材料来源有较大限制，煎煮等工序会损耗大量的多不饱和脂肪酸，且对南极磷虾的大肆捕捞会对环境造成破坏。

中国专利公开号为CN103815434A的发明专利公开了一种富含蛋黄卵磷脂DHA的蛋黄粉制作工艺，首先选用真核微生物和海洋微藻类在营养剂中增殖发酵，然后与深海鱼油、鱼骨粉以及天然植物混合粉剂按照一定的比例制作DHA营养精华素粉剂作为蛋鸡饲料的添加成份，收集投喂10天后鸡产的蛋，取卵黄，加入大豆磷脂匀浆，用高压均质机均质成脂质体；以蛋黄卵磷脂DHA脂质体为芯材，单甘脂酪朊酸钠为乳化剂，糊精为壁材，经混合高压均质机乳化，干燥，筛分后制成成品。这种方法转化率较低， DHA含量仅为6-7%，且成本较高。

因此,提供一种新的有益环境的，成本更低廉的磷脂型多不饱和脂肪酸油脂及制备方法实为必要。

发明内容

本发明的主要目的是提供有益环境的，成本更低廉的磷脂型多不饱和脂肪酸油脂的制备方法。

本发明的另一目的是提供一种含有微生物来源多不饱和脂肪酸的磷脂型多不饱和脂肪酸油脂。

为实现上述主要目的，本发明提供一种制备微生物来源的磷脂型多不饱和脂肪酸油脂的方法，包括如下步骤：（1）发酵获得产油微生物，（2）对微生物进行破壁后，通过有机溶剂进行浸提，获得含有多不饱和脂肪酸油脂的有机相，（3）将磷脂与前述含有多不饱和脂肪酸油脂的有机相混合，进行酯交换反应，分离后获得磷脂型多不饱和脂肪酸油脂。

本发明的制备方法具有以下有益效果：使用微生物菌种制备多不饱和脂肪酸，因此来源更具有保证性，对环境更友好，成本更低廉。进一步的，使用本方法制得的产品中，磷脂含量更高，更利于被吸收。

进一步的，上述方法中，在步骤（2）与步骤（3）之间增加脱溶的步骤。

进一步的，上述方法中，步骤（3）中，所述纯化的步骤包括去除脂肪酶，脱溶等工艺。

为实现上述另一目的，本发明提供一种微生物来源的磷脂型多不饱和脂肪酸油脂，该油脂中的磷脂含量不低于38%，且磷脂中多不饱和脂肪酸的含量不低于8%。

本发明的油脂具有以下有益效果：首先，油脂中的多不饱和脂肪酸是微生物来源的，因此，能够适应大规模生产的需求，且成本更低廉；其次，油脂中的磷脂含量较高，更利于被吸收。

进一步的，本发明的油脂中，所述微生物来源为高山被孢霉、酵母、裂殖壶菌、杜氏盐藻或双鞭甲藻。

进一步的，本发明的油脂中，所述多不饱和脂肪酸包括亚麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸、二十二碳五烯酸及二十二碳六烯酸。

具体实施方式

下面结合具体实例，对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

以微球藻作为发酵菌种，依次按下列步骤操作：

步骤1. 发酵获得富含二十碳五烯酸的微生物菌体的发酵液，将发酵液经处理后获得富含二十碳五烯酸的干菌体。

步骤2.取500g上述干菌体和约2.5L的正己烷于5L的三口烧瓶中，在50℃的水浴中不断搅拌提取。萃取4小时进行抽滤，收集滤液，重复数次直到将菌体中的油脂几乎完全提取完，获得富含二十碳五烯酸的有机相7.5L，测得该有机相中实际油脂重193g；

步骤3.将7.5L的富含二十碳五烯酸的有机相通过减压蒸发使其浓缩到1.1L。

步骤4.取320g市售粉末磷脂和上述1.1L富含二十碳五烯酸的有机相投入3L的三口烧瓶中，用剪切机剪切均匀。将48g脂肪酶和9.6g水加入到混合物中，加电动搅拌，将转速设为200rpm，水浴温度设在50℃恒温，待温度到50℃时开始计时反应4小时后停止反应。

步骤5.将反应完的混合物离心，分离出脂肪酶，收集上清液，脱溶后冷却到常温，加入3L丙酮脱除油脂。将得到的固体进行冷冻干燥，除去丙酮，得到粉末磷脂297g。本实施例的粉末磷脂为磷脂型多不饱和脂肪酸油脂的一种特殊形态。此步骤为纯化步骤，主要目的是去除脂肪酶，溶剂、油脂等杂质，并且得到高纯度的粉末磷脂。经检测，该粉末磷脂的磷脂含量为96%，且磷脂中多不饱和脂肪酸的总含量（二十碳四烯酸、二十碳五烯酸之和）为8%。

实施例2

以产亚麻酸的酵母作为发酵菌种，依次按下列步骤操作：

步骤1.发酵获得富含花亚麻酸的微生物菌体的发酵液，将发酵液经处理后获得富含亚麻酸的

干菌体;

步骤2.取3kg上述干菌体和15L的正己烷于25L的反应釜中，在65℃的水浴中搅拌回流提取。萃取4小时进行离心分离，收集上清，将菌体继续用12L的正己烷萃取，重复数次直到将菌体中的油脂几乎完全提取完，获得富含亚麻酸的有机相37.8L，测得实际含油1113g。

步骤3.将37.8L富含亚麻酸的有机相通过减压蒸发使其浓缩到3.3L。

步骤4.取500g市售粉末磷脂和1.7L上述富含亚麻酸的有机相投入3L的三口烧瓶中，用剪切机充分混匀到均一相后停止剪切。将100g脂肪酶和20g水加入到混合物中，加电动搅拌，将转速设为300rpm，水浴温度设在48℃恒温，待温度到48℃时开始计时反应6小时后停止反应。

步骤5.将反应完的混合物离心，分离出脂肪酶，收集上清脱溶得到989.3g微生物油脂。取500g该微生物油脂通入110℃的水蒸气，水化反应5分钟，然后冷却离心得到粗磷脂，将该粗磷脂进行真空脱水干燥，得到389g富含亚麻酸的磷脂型多不饱和脂肪酸油脂。经检测，该微生物油脂的磷脂含量59.2%，且磷脂中多不饱和脂肪酸的总含量（亚麻酸）为9.7%。

实施例3

以双鞭甲藻作为发酵菌种，依次按下列步骤操作：

步骤1. 发酵获得富含二十二碳六烯酸的微生物菌体的发酵液，将发酵液经处理后获得富含二十二碳六烯酸的干菌体。

步骤2. 取27kg上述干菌体和约100L的正己烷于200L的反应釜中，在50℃的水浴中不断搅拌提取。萃取4小时后经沉降分离，上清液经0.5um钛棒过滤，重复数次直到将菌体中的油脂几乎完全提取完，获得富含二十二碳六烯酸的有机相293L，测得实际含油12.9kg。

步骤3.将293L富含二十二碳六烯酸的有机相通过薄膜蒸发使其浓缩到19.3L。

步骤4.取5kg市售粉末磷脂和上述12L富含二十二碳六烯酸的有机相投入25L的反应釜中，用胶体磨充分研磨均匀。将1kg脂肪酶和200g水加入到混合物中，开搅拌反应，将转速设为200rpm，温度设在50℃恒温，待温度到50℃时开始计时反应8小时后停止反应。

步骤5.将反应完的混合物过滤，分离出脂肪酶，收集滤液，滤液经薄膜蒸发得到12.2kg富含磷脂型二十二碳六烯酸的微生物油脂。此步骤为对磷脂进行纯化处理的工艺。经检测，该微生物油脂的磷脂含量为38%，且磷脂中多不饱和脂肪酸的总含量（二十二碳六烯酸、二十碳五烯酸之和）为15.7%。

实施例4

以高山被孢霉作为发酵菌种，依次按下列步骤操作：

步骤1.发酵获得含花生四烯酸的微生物菌体的发酵液，将发酵液经处理后获得富含花生四烯酸的干菌体;

步骤2.取100kg 二十碳四烯酸干菌体和300L的正己烷于1m³的反应釜中，在55℃搅拌萃取。萃取4小时进行过滤，将滤液用0.5um的钛棒进行精滤，收集滤液。重复数次直到将菌体中的油脂几乎完全提取完，获得含有二十碳四烯酸油脂的有机相1242L，测得该有机相中实际含油51.7kg。

步骤3.将1242L富含二十碳四烯酸的有机相通过减压蒸发浓缩到101.7L。

步骤4.取17kg市售粉末磷脂和上述101.7L含有二十碳四烯酸油脂的有机相投入200L的反应釜中，用剪切机充分混匀。将3kg脂肪酶和100g水加入到混合物中，开搅拌反应，将转速设为1500rpm，温度设在55℃恒温，待温度到55℃时开始计时反应8小时后停止反应。

步骤5.将反应完的混合物离心，分离出脂肪酶，收集上清液，脱溶后得到65.1kg微生物油脂。取15kg上述微生物油脂，升温至80℃，加入1.5kg纯水进行水化反应30min，然后离心得到7.47kg粗浓缩磷脂。此步骤即为富集微生物油脂中的磷脂的工艺。将7.47kg粗浓缩磷脂于85-90℃，在真空度-0.095Mpa的环境下脱除粗磷脂中的水分。待粗磷脂中水分小于0.5%后，降温至50℃以下，得到5.58kg富含磷脂型二十碳四烯酸的微生物油脂。经检测，该微生物油脂中磷脂含量为63.2%，且磷脂中多不饱和脂肪酸的总含量（亚麻酸、二十碳四烯酸之和）为26.7 %。

实施例5

以杜氏盐藻为发酵菌种，依次按下列步骤操作：

步骤1. 发酵获得富含亚麻酸的微生物菌体的发酵液，将发酵液经处理后获得富含亚麻酸的干菌体。

步骤2.取500kg上述干菌体投入到车间萃取罐中，加入1500L的正己烷，控温55℃，开启胶体磨循环萃取3h，经沉降分离，上清液用0.5um的钛棒精滤，收集上清液，重复数次直到将菌体中的油脂几乎完全提取完，获得含有富含亚麻酸的有机相3870L，测得该有机相中实际油脂重259kg；

步骤3.将3870L的富含亚麻酸的有机相通过降压蒸发使其浓缩到513L。

步骤4.取27kg市售粉末磷脂和上述110L富含二十二碳六烯酸的有机相投入200L反应釜中，用剪切剪切混匀，将5kg脂肪酶和200g水加入到混合物中，开搅拌反应，将转速设为180rpm，温度设在40℃恒温，待温度到40℃时开始计时反应12小时后停止反应。

步骤5.将反应完的混合物过滤，分离出脂肪酶，收集滤液，向该滤液中继续加入100L正己

烷，加入2.5kg纯水，在35-40℃，0.15MPa的环境下，用0.2um孔径陶瓷膜微滤，将膜截留得到的半固体经薄膜蒸发得到40.7kg富含磷脂型亚麻酸的微生物油脂。此步骤为同时对磷脂进行富集和纯化处理的工艺。经检测，该微生物油脂的磷脂含量为63.3%，且磷脂中多不饱和脂肪酸的总含量（亚麻酸）为21.3%。

实施例6

以裂殖壶菌作为发酵菌种，依次按下列步骤操作：

步骤1. 发酵获得富含二十二碳六烯酸的微生物菌体的发酵液，将发酵液经离心处理后得到含水量为75%的浓缩液;

步骤2.取2000kg上述浓缩液于车间萃取罐中，加8L碱性蛋白酶在50℃的水浴中不断搅拌破壁4h，然后加入2000L的己烷和1000L的无水乙醇萃取。离心，收集上层溶剂油液，获得富含二十二碳六烯酸的有机相2207L，测得实际含油217.8Kg。

步骤3.将2207L的二十二碳六烯酸有机相通过薄膜蒸发使其浓缩到427L。

步骤4.取51kg市售粉末磷脂和100L富含二十二碳六烯酸的有机相投入250L的反应釜中，用胶体磨剪切机充分混匀，将10kg脂肪酶和2.5kg水加入到混合物中，开搅拌反应，将转速设为200rpm，温度设在45℃恒温，待温度到45℃时开始计时反应8小时后停止反应。

步骤5.将上述反应完的混合物过滤，分离出脂肪酶，收集上清脱溶得到96.9kg微生物油脂。取20kg上述微生物油脂，加入60L丙酮，20-30℃搅拌反应0.5h，重复处理2次。得到的湿固体经真空干燥，除去丙酮，得到8.71kg粉末磷脂。

步骤6.取步骤3中浓缩后的富含二十二碳六烯酸的有机相35L与步骤5中的8.71kg粉末磷脂投入到70L的反应釜中，用剪切机剪切混匀，将1kg脂肪酶和160g水加入到混合物中，开搅拌反应，将转速设为170rpm，温度设在58℃恒温，待温度到58℃时开始计时反应5小时后停止反应。

步骤7. 将步骤6中反应完的混合物过滤，分离出脂肪酶，收集上清脱溶得到25.1kg微生物油脂。向该微生物油脂中加入70L丙酮，20-30℃搅拌反应0.5h，重复处理2次。得到的湿固体经真空干燥，除去丙酮，得到8.03kg粉末磷脂。本实施例的粉末磷脂为富含磷脂型多不饱和脂肪酸的微生物油脂的一种特殊形态。此步骤为纯化步骤，主要目的是去除油脂、溶剂等杂质。经检测，该微生物油脂中磷脂含量为97.9%，且磷脂中多不饱和脂肪酸的总含量（二十碳四烯酸、二十碳五烯酸、二十二碳五烯酸之、二十二碳六烯酸之和）为35%。

Claims (1)

1.一种制备微生物来源的磷脂型多不饱和脂肪酸油脂的方法，包括如下步骤：

以裂殖壶菌作为发酵菌种，依次按下列步骤操作：

步骤1.发酵获得富含二十二碳六烯酸的微生物菌体的发酵液，将发酵液经离心处理后得到含水量为75％的浓缩液；

步骤2.取2000kg所述浓缩液于车间萃取罐中，加8L碱性蛋白酶，在50℃的水浴中不断搅拌破壁4h，然后加入2000L的己烷和1000L的无水乙醇萃取；离心，收集上层溶剂油液，获得富含二十二碳六烯酸的有机相2207L；

步骤3.将所述有机相通过薄膜蒸发使其浓缩到427L；

步骤4.取51kg市售粉末磷脂和100L富含二十二碳六烯酸的有机相投入250L的反应釜中，用胶体磨剪切机充分混匀，将10kg脂肪酶和2.5kg水加入到混合物中，开搅拌反应，将转速设为200rpm，温度设在45℃恒温，待温度到45℃时开始计时，反应8小时后停止反应；

步骤5.将上述反应完的混合物过滤，分离出脂肪酶，收集上清液脱溶得到96.9kg微生物油脂；取20kg上述微生物油脂，加入60L丙酮，20-30℃搅拌反应0.5h，重复处理2次；得到的湿固体经真空干燥，除去丙酮，得到8.71kg粉末磷脂；

步骤6.取步骤3中浓缩后的富含二十二碳六烯酸的有机相35L与步骤5中的8.71kg粉末磷脂投入到70L的反应釜中，用剪切机剪切混匀，将1kg脂肪酶和160g水加入到混合物中，开搅拌反应，将转速设为170rpm，温度设在58℃恒温，待温度到58℃时开始计时反应5小时后停止反应；

步骤7.将步骤6中反应完的混合物过滤，分离出脂肪酶，收集上清脱溶得到25.1kg微生物油脂；向该微生物油脂中加入70L丙酮，20-30℃搅拌反应0.5h，重复处理2次；得到的湿固体经真空干燥，除去丙酮，得到8.03kg所述微生物来源的磷脂型多不饱和脂肪酸油脂。