CN108004008A - 一种微藻油脂的提取方法 - Google Patents

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王丽娟
杨宋琦
杨生辉
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    • C11B1/02—Pretreatment
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Abstract

本发明提出了一种微藻油脂的提取方法，包括如下步骤：向微藻中加入适量的磷酸盐缓冲溶液，搅拌均匀后，向其中通CO2气体10‑60min；然后向其中加入适量石英粉，40‑65℃条件下，间歇性超声处理20‑60min；过滤，保留滤液，向滤液中添加复合有机溶剂萃取即得；本发明通过通入CO2气体配合磷酸盐缓冲溶液先对微藻细胞进行初级预处理，细胞壁破坏难度降低，保证了内部物质的溶出均一度，随后添加的石英粉在超声条件下一方面撞击加快细胞壁的破损，另一方面用于中和酸性溶液，加快油脂的溶出，有效提高了油脂的提取率和纯度，油脂提取率可达90％以上。

Description

一种微藻油脂的提取方法
技术领域
本发明涉及生物化工技术领域，具体涉及一种微藻油脂的提取方法。
背景技术
微藻是一类在水中生长、种类繁多且分布及其广泛的低等植物。这类生物具有高效的光合作用反应系统，可以通过二氧化碳的固定，将光能转化为化学能，并以油脂或淀粉等有机物的形式储存在体细胞内。随着人类社会资源短缺的压力和环境问题日益严峻，利用微藻进行生物柴油及其部分化石能源替代产品的开发，已成为目前研究的热点。
微藻作为一种新型生物质能源，其优势是显而易见的，但是在其利用上，从目前的研究进展来看，还处于起步阶段。目前的研究主要集中在筛选优势藻种、提高油藻生长强度，增加油脂含量方面，二队提高油脂收率、建立工业化的提取工艺方法等方面的研究还很少。然而，对于微藻的研究，其最终目的是要面向石油化工领域，解决替代能源的问题，所以探索高效的，适于大规模生产应用的优质提取方法的研究应该成为今后一个时期研究的主要方向。
微藻的油脂含量差别很大，在不同种类，甚至同一种类的不同品系之间也存在较大差别，一些易于规模化培养的藻种，其油脂含量一般占细胞干重的20-50％，远远低于常规的油料作物，因此一些经典的油脂提取方法不适用于微藻油脂的提取，为了提高微藻油脂的高效提取和利用，研制出新的微藻提取方法至关重要。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提出了一种微藻油脂的提取方法，通过通入CO2气体配合磷酸盐缓冲溶液先对微藻细胞进行初级预处理，细胞壁破坏难度降低，保证了内部物质的溶出均一度，随后添加的石英粉在超声条件下一方面撞击加快细胞壁的破损，另一方面用于中和酸性溶液，加快油脂的溶出，有效提高了油脂的提取率和纯度，油脂提取率可达90％以上。
为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：
一种微藻油脂的提取方法，步骤如下：
1)向微藻中加入适量的磷酸盐缓冲溶液，搅拌均匀后，向其中通CO2气体10-60min；
2)然后向其中加入适量石英粉，40-65℃条件下，间歇性超声处理20-60min；
3)过滤，保留滤液，向滤液中添加复合有机溶剂萃取即得。
优选的，所述微藻与磷酸盐缓冲溶液的质量体积比为1：5-1：10。
优选的，所述磷酸盐缓冲溶液中磷酸根浓度为0.2M，包括磷酸二氢钠和磷酸氢二钠，两者体积百分含量为磷酸二氢钠90-95％、磷酸氢二钠5-10％。。
优选的，所述CO2气体通入速率为0.5-1L/h。
优选的，所述石英粉添加量为微藻质量的70-80％，石英粉过300-500目筛。
优选的，所述间歇性超声处理具体为超声频率38-45KHz，且每超声工作5min，停止5min，以此循环。
优选的，所述过滤采用膜过滤或离心过滤。
优选的，所述复合有机溶剂为体积比1-3：0-2：1的环己烷、异丙醇、乙醇的组合物。
由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：本发明通过通入CO2气体配合磷酸盐缓冲溶液先对微藻细胞进行初级预处理，不断通入的二氧化碳气体不仅加快了微藻的翻浮流变，同时在偏酸性条件下对微藻细胞进行处理，降低了细胞壁破坏难度，且有效保证了内部物质的溶出均一度，随后添加的石英粉在超声条件下一方面撞击加快细胞壁的破损，另一方面作为强碱弱酸盐在超声条件下可有效吸附酸性溶质，中和酸性溶液，加快油脂的溶出，有效提高了油脂的提取率和纯度，油脂提取率可达90％以上。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种微藻油脂的提取方法，步骤如下：
1)向微藻中加入适量的磷酸盐缓冲溶液，搅拌均匀后，向其中通CO2气体20min；
2)然后向其中加入适量石英粉，50℃条件下，间歇性超声处理30min；
3)过滤，保留滤液，向滤液中添加复合有机溶剂萃取即得。
其中：
微藻与磷酸盐缓冲溶液的质量体积比为1：5；磷酸盐缓冲溶液中磷酸根浓度为0.2M，包括磷酸二氢钠和磷酸氢二钠，两者体积百分含量为磷酸二氢钠92％、磷酸氢二钠8％。
CO2气体通入速率为0.5L/h；石英粉添加量为微藻质量的80％，石英粉过500目筛。
间歇性超声处理具体为超声频率40KHz，且每超声工作5min，停止5min，以此循环。
过滤采用膜过滤或离心过滤。
复合有机溶剂为体积比1：2：1的环己烷、异丙醇、乙醇的组合物。
本实施例方法萃取所得微藻油脂提取率为92.3％。
实施例2：
一种微藻油脂的提取方法，步骤如下：
1)向微藻中加入适量的磷酸盐缓冲溶液，搅拌均匀后，向其中通CO2气体40min；
2)然后向其中加入适量石英粉，40℃条件下，间歇性超声处理20min；
3)过滤，保留滤液，向滤液中添加复合有机溶剂萃取即得。
其中：
微藻与磷酸盐缓冲溶液的质量体积比为1：6；磷酸盐缓冲溶液中磷酸根浓度为0.2M，包括磷酸二氢钠和磷酸氢二钠，两者体积百分含量为磷酸二氢钠92％、磷酸氢二钠8％。
CO2气体通入速率为0.8L/h；石英粉添加量为微藻质量的70％，石英粉过300目筛。
间歇性超声处理具体为超声频率38KHz，且每超声工作5min，停止5min，以此循环。
过滤采用膜过滤或离心过滤。
复合有机溶剂为体积比1：1的环己烷、乙醇的组合物。
本实施例方法萃取所得微藻油脂提取率为94.1％。
实施例3：
一种微藻油脂的提取方法，步骤如下：
1)向微藻中加入适量的磷酸盐缓冲溶液，搅拌均匀后，向其中通CO2气体10min；
2)然后向其中加入适量石英粉，50℃条件下，间歇性超声处理40min；
3)过滤，保留滤液，向滤液中添加复合有机溶剂萃取即得。
其中：
微藻与磷酸盐缓冲溶液的质量体积比为1：10；磷酸盐缓冲溶液中磷酸根浓度为0.2M，包括磷酸二氢钠和磷酸氢二钠，两者体积百分含量为磷酸二氢钠90％、磷酸氢二钠10％。
CO2气体通入速率为0.8L/h；石英粉添加量为微藻质量的75％，石英粉过400目筛。
间歇性超声处理具体为超声频率42KHz，且每超声工作5min，停止10min，以此循环。
过滤采用膜过滤或离心过滤。
复合有机溶剂为体积比2：1：1的环己烷、异丙醇、乙醇的组合物。
本实施例方法萃取所得微藻油脂提取率为91.5％。
实施例4：
一种微藻油脂的提取方法，步骤如下：
1)向微藻中加入适量的磷酸盐缓冲溶液，搅拌均匀后，向其中通CO2气体60min；
2)然后向其中加入适量石英粉，65℃条件下，间歇性超声处理20min；
3)过滤，保留滤液，向滤液中添加复合有机溶剂萃取即得。
其中：
微藻与磷酸盐缓冲溶液的质量体积比为1：8；磷酸盐缓冲溶液中磷酸根浓度为0.2M，包括磷酸二氢钠和磷酸氢二钠，两者体积百分含量为磷酸二氢钠90％、磷酸氢二钠10％。
CO2气体通入速率为0.5L/h；石英粉添加量为微藻质量的80％，石英粉过500目筛。
间歇性超声处理具体为超声频率45KHz，且每超声工作5min，停止10min，以此循环。
过滤采用膜过滤或离心过滤。
复合有机溶剂为体积比3：1：1的环己烷、异丙醇、乙醇的组合物。
本实施例方法萃取所得微藻油脂提取率为96.8％。
实施例5：
一种微藻油脂的提取方法，步骤如下：
1)向微藻中加入适量的磷酸盐缓冲溶液，搅拌均匀后，向其中通CO2气体30min；
2)然后向其中加入适量石英粉，45℃条件下，间歇性超声处理40min；
3)过滤，保留滤液，向滤液中添加复合有机溶剂萃取即得。
其中：
微藻与磷酸盐缓冲溶液的质量体积比为1：5；磷酸盐缓冲溶液中磷酸根浓度为0.2M，包括磷酸二氢钠和磷酸氢二钠，两者体积百分含量为磷酸二氢钠95％、磷酸氢二钠5％。
CO2气体通入速率为1L/h；石英粉添加量为微藻质量的70％，石英粉过500目筛。
间歇性超声处理具体为超声频率40KHz，且每超声工作5min，停止10min，以此循环。
过滤采用膜过滤或离心过滤。
复合有机溶剂为体积比2：2：1的环己烷、异丙醇、乙醇的组合物。
本实施例方法萃取所得微藻油脂提取率为94.9％。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种微藻油脂的提取方法，其特征在于：
1)向微藻中加入适量的磷酸盐缓冲溶液，搅拌均匀后，向其中通CO2气体10-60min；
2)然后向其中加入适量石英粉，40-65℃条件下，间歇性超声处理20-60min；
3)过滤，保留滤液，向滤液中添加复合有机溶剂萃取即得。
2.根据权利要求1所述的微藻油脂的提取方法，其特征在于：所述微藻与磷酸盐缓冲溶液的质量体积比为1：5-1：10。
3.根据权利要求2所述的微藻油脂的提取方法，其特征在于：所述磷酸盐缓冲溶液中磷酸根浓度为0.2M，包括磷酸二氢钠和磷酸氢二钠，两者体积百分含量为磷酸二氢钠90-95％、磷酸氢二钠5-10％。
4.根据权利要求1所述的微藻油脂的提取方法，其特征在于：所述CO2气体通入速率为0.5-1L/h。
5.根据权利要求1所述的微藻油脂的提取方法，其特征在于：所述石英粉添加量为微藻质量的70-80％，石英粉过300-500目筛。
6.根据权利要求1所述的微藻油脂的提取方法，其特征在于：所述间歇性超声处理具体为超声频率38-45KHz，且每超声工作5min，停止5min，以此循环。
7.根据权利要求1所述的微藻油脂的提取方法，其特征在于：所述过滤采用膜过滤或离心过滤。
8.根据权利要求1所述的微藻油脂的提取方法，其特征在于：所述复合有机溶剂为体积比1-3：0-2：1的环己烷、异丙醇、乙醇的组合物。
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