CN106433944A - 一种富含磷脂型多不饱和脂肪酸的微生物油脂的制备方法 - Google Patents

一种富含磷脂型多不饱和脂肪酸的微生物油脂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种富含磷脂型多不饱和脂肪酸的微生物油脂的制备方法，包括如下步骤：（1）发酵获得富含多不饱和脂肪酸的微生物，（2）对微生物进行破壁提取，获得微生物油脂，（3）富集微生物油脂中的磷脂，纯化后得到富含磷脂型多不饱和脂肪酸的微生物油脂。本发明具有以下有益效果：1、整个制备方法以天然来源的微生物油脂为原料，因此原料不受限制，2、制备的磷脂型多不饱和脂肪酸微生物油脂中多不饱和脂肪酸含量高，3、与现有酶法合成的磷脂型多不饱和脂肪酸相比，更安全，应用范围更广泛。

Description

一种富含磷脂型多不饱和脂肪酸的微生物油脂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种富含磷脂型多不饱和脂肪酸的微生物油脂的制备方法。
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CN101195637B的发明专利公开了一种制备富含多不饱和脂肪酸磷脂的工艺，该方法主要通过酶对大豆卵磷脂和富含二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸的游离脂肪酸进行酯交换催化反应，从而获得富含多不饱和脂肪酸的磷脂。但是这种方法制得的磷脂中，二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸含量较低。而且这种方法需要使用酶制剂，因此终产品的应用范围会受到限制。
综上，提供一种有益环境的，可持续发展的，具有更广应用范围的富含磷脂型多不饱和脂肪酸的微生物油脂及其制备方法实为必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种能满足产业化的生产需求的、富含磷脂型多不饱和脂肪酸的微生物油脂的制备方法。
为实现上述目的，本发明提供一种富含磷脂型多不饱和脂肪酸的微生物油脂的制备方法，包括如下步骤：（1）发酵获得富含多不饱和脂肪酸的微生物，（2）对微生物进行破壁提取，获得微生物油脂，（3）富集微生物油脂中的磷脂，纯化后得到富含磷脂型多不饱和脂肪酸的微生物油脂。
本发明的富含磷脂型多不饱和脂肪酸的微生物油脂的制备方法具有以下有益效果：1、整个制备方法以天然来源的微生物油脂为原料，因此原料不受限制，2、制备的磷脂型多不饱和脂肪酸微生物油脂中多不饱和脂肪酸含量高，3、与现有酶法合成的磷脂型多不饱和脂肪酸相比，更安全，应用范围更广泛。
进一步的，步骤（3）中，用低温静置、溶剂洗脱、超临界萃取、膜分离法、水或蒸汽实施富集。这些富集的手段符合食品安全的相关规定。
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
以裂殖壶菌作为发酵菌种，依次按下列步骤操作：
(1) 发酵获得富含二十二碳六烯酸的微生物发酵液;
(2) 将上述发酵液经膜分离后，得到含水量为68%的浓缩发酵液，取6L该浓缩发酵液，加入3ml的碱性蛋白酶，调节pH值至8.0，升温至45℃保温4h进行破壁，再用10L正己烷进行提取。得到的提取液用1um滤棒过滤，脱溶得到共计511g微生物油脂；
(3) 取450g上述微生物油脂，加入450ml己烷，降温至0℃处理2h，然后在0.2MPa的环境下，用0.2um孔径陶瓷膜保温微滤，将膜截留得到的半固体经薄膜蒸发得到11g富含磷脂型二十二碳六烯酸的微生物油脂。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69.7%，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,二十二碳六烯酸,二十二碳五烯酸之和）为79%。
实施例2
以微球藻作为发酵菌种，依次按下列步骤操作：
(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;
(2) 取1kg上述干菌体用粉碎机进行粉碎破壁，加入1kg含量为 95%的乙醇作为夹带剂，用超临界CO2在温度为40℃，压力为30Mpa的条件下提取2h，提取次数为2次。将得到的提取液用1um滤棒过滤，然后在40℃，25Mpa的条件下分离得到357g微生物油脂;
(3) 取300g上述微生物油脂，用超临界CO2萃取，在温度50℃，压力35Mpa条件下萃取5h，然在50℃，28MPa的条件分离得到19g富含磷脂型花生四烯酸的微生物油脂。此步骤为同时对磷脂进行富集和纯化处理的工艺。经检测，该微生物油脂中磷脂含量为41.8%，且磷脂中多不饱和脂肪酸的总含量（花生四烯酸和二十碳五烯酸之和 ）为38.1%。
实施例3
以双鞭甲藻作为发酵菌种，依次按下列步骤操作：
(1) 发酵获得富含二十二碳六烯酸的微生物发酵液;
(2) 将上述发酵液离心，得到含水量为73%的浓缩发酵液，取50L该浓缩发酵液，加入50ml碱性蛋白酶，调节pH值至8.0，升温至50℃保温3h进行破壁，再用100L正己烷进行提取，提取液用1um滤棒过滤，脱溶得到共计4168g微生物油脂;
(3) 取3kg上述微生物油脂，加入9000ml正己烷，加入200g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230g富含磷脂型二十二碳六烯酸的微生物油脂。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58%，且磷脂中多不饱和脂肪酸的总含量（二十二碳六烯酸和二十碳五烯酸之和）为43.1 %。
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：
(1) 发酵获得富含花生四烯酸的微生物菌体的发酵液，对该发酵液进行处理后，获得含花生四烯酸的干菌体;
(2) 取4kg干菌体，加入25L正己烷，用胶体磨循环剪切破壁提取，提取液用1um滤棒过滤，脱溶得到共计2128g微生物油脂;
(3) 取2000g 上述微生物油脂置于-10℃的环境下静置4h，然后常温解冻，倒出上层清油，得到205g粗浓缩磷脂。此步骤即为富集微生物油脂中磷脂的过程；
(4) 将上述205g 粗浓缩磷脂升温至65℃，加入4g浓度为30%的食品级H2O2搅拌反应30min，然后升温至85-90℃，在真空度为-0.095Mpa的环境中脱除残留水分和H2O2。待水分小于0.5%后，降温至50℃以下，得到193g 富含磷脂型花生四烯酸的微生物油脂。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（亚麻酸与花生四烯酸之和）为59.1 %。
实施例5
以产亚麻酸的酵母菌作为发酵菌种，依次按下列步骤操作：
(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;
(2) 取9kg干菌体，用超声粉碎，加入90L正己烷，提取液用1um滤棒过滤，脱溶得到共计3978g微生物;
(3) 取3600g 上述微生物油脂，通入水蒸气至105℃处理5min，然后降温至80℃离心得到918g粗浓缩磷脂。此步骤即为富集微生物油脂中的磷脂。
(4) 将850g粗浓缩磷脂于85-90℃，真空度-0.095Mpa脱除粗磷脂中的水分。待粗磷脂中水分小于1%后，降温至65℃。然后加入1800ml正己烷，25g活性炭，控温50℃脱色30min。抽滤得到的滤液用薄膜蒸发器脱溶，得到396g富含磷脂型亚麻酸的微生物油脂。经检测，该微生物油脂中磷脂含量为63.7%。且磷脂中多不饱和脂肪酸（即亚麻酸）的含量为30%。
实施例6
以杜氏盐藻作为发酵菌种，依次按下列步骤操作：
(1) 发酵获得富含亚麻酸的微生物菌体的发酵液，对该发酵液进行处理后，获得含亚麻酸的干菌体;
(2) 取50kg干菌体，加入250L正己烷，用手持式剪切机剪切破壁提取，提取液用1um滤棒过滤，脱溶得到共计12.9kg微生物油脂;
(3) 取10kg上述微生物油脂，升温至80℃，加入1kg纯水进行水化反应30min，然后离心得到2.81kg粗浓缩磷脂。此步骤即为富集微生物油脂中的磷脂的工艺。
(4) 将2.75kg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1%后，降温至65-70℃，加入10ml浓度为30%的食品级H2O2搅拌反应30min，然后升温至85-90℃，在真空度-0.095Mpa的环境下脱除残留水分和H2O2，待水分小于0.5%后，降温至50℃以下，得到1.97kg富含磷脂型亚麻酸的微生物油脂。经检测，该微生物油脂中磷脂含量为61.1%，且磷脂中多不饱和脂肪酸的总含量（亚麻酸）为39.4%。
实施例7
以裂殖壶菌作为发酵菌种，依次按下列步骤操作：
(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;
(2) 取500kg干菌体用粉碎机进行粉碎破壁，加入2500L正己烷提取，提取液用1um滤棒过滤，然后经真空脱溶得到共计247.3kg微生物油脂，加入800L的冷丙酮脱除油脂，重复2次。得到的湿固体经真空干燥，除去丙酮，得到7.7kg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96.7%，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,二十二碳六烯酸,二十二碳五烯酸之和）为59.9%。

Claims (3)

1.一种富含磷脂型多不饱和脂肪酸的微生物油脂的制备方法，包括如下步骤：
发酵获得富含多不饱和脂肪酸的微生物，
对微生物进行破壁提取，获得微生物油脂，
富集微生物油脂中的磷脂，纯化后得到富含磷脂型多不饱和脂肪酸的微生物油脂。
2.根据权利要求1所述的一种富含磷脂型多不饱和脂肪酸的微生物油脂的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，用低温静置、溶剂洗脱、超临界萃取、膜分离法、水或蒸汽实施富集。
3.根据权利要求1所述的一种富含磷脂型多不饱和脂肪酸的微生物油脂的制备方法，其特征在于：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。
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