CN112375620A - 一种微生物发酵油脂的超临界颗粒制备工艺 - Google Patents
一种微生物发酵油脂的超临界颗粒制备工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112375620A CN112375620A CN202011224580.4A CN202011224580A CN112375620A CN 112375620 A CN112375620 A CN 112375620A CN 202011224580 A CN202011224580 A CN 202011224580A CN 112375620 A CN112375620 A CN 112375620A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- supercritical
- microbial fermentation
- particles
- oil
- pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
- C11B1/00—Production of fats or fatty oils from raw materials
- C11B1/10—Production of fats or fatty oils from raw materials by extracting
- C11B1/104—Production of fats or fatty oils from raw materials by extracting using super critical gases or vapours
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
Abstract
一种微生物发酵油脂的超临界颗粒制备工艺，属于药物制剂技术领域，制备方法如下：在超临界状态下对微藻粉进行油脂萃取，然后将壁材、油脂与乳化剂溶解在流体CO2中，形成超临界微乳液；通过一定的搅拌时间、速度以及一定的压力、温度膨胀后，以一定流速通过改善喷嘴喷出至收集釜，形成纳米颗粒悬浮液。该技术使药物超临界CO2中形成的微乳液，并结合超临界快速膨胀技术收集纳米颗粒，为微生物发酵油脂包埋的制备提供了一条新途径。
Description
技术领域
本发明涉及药物制剂领域，尤其涉及一种微生物发酵油脂的超临界颗粒制备工艺。
背景技术
二十二碳六烯酸(DHA)作为ω-3系列不饱和脂肪酸中的一大类，是人体体内一种不可缺少的脂肪酸，俗称脑黄金。但是人体很难自身合成，大部分都需要从体外摄入。一般从鱼油中提取的DHA，含量不高、含有大量的其他不饱和以及饱和脂肪酸，并且鱼油中DHA具有较重的鱼腥味，含量不稳定，易氧化。这些缺点都制约着海产鱼生产DHA的发展。
微生物油脂又称为单细胞油脂(SCO)，是酵母、霉菌和藻类等产油微生物在一定条件将碳水化合物转化并储存在菌体内的油脂，主要是由不饱和脂肪酸(PUFAs)组成的甘油三酯(TAG)。因此微生物替代鱼油生产ω-3系列不饱和脂肪酸成为研究热点，具有较大的开发前景。
微生物合成DHA通常是从单不饱和脂肪酸——油酸开始，经过ω-3途径或ω-6途径合成多不饱和脂肪酸，其中主要涉及到碳链的延长和去饱和作用。
研究表明，发酵液中DHA分离与纯化的方法有蒸馏法、结晶法、层析法、高效液相色谱法、超临界CO2萃取法和其他综合技术。
DHA作为一种很有市场前景的产品，需求量与日俱增。但是，利用微生物发酵生产的DHA无法实现大规模的工业化生产，从微生物发酵液中提取DHA方法还需要进一步改进，以适用于工业化生产的需要。
中国专利CN102919512B公开了一种富含DHA微藻粉及其制备方法，直接由富含DHA的微生物发酵液通过真空冷冻干燥技术获得。中国专利CN102492544A公开了一种干法制取DHA微藻油的方法，用有机溶剂萃取或者物理压榨提取，得到DHA微藻油。此方法工艺简单，但是压榨后残油量较高，杂质含量较多。中国专利CN106635405A公开了一种从微藻粉中超临界萃取DHA油脂的方法，本发明方法破壁率高，但是通常存在萃取收率低的缺点。为解决上述问题，本申请中提出一种微生物发酵油脂的超临界颗粒制备工艺。
发明内容
(一)发明目的
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种微生物发酵油脂的超临界颗粒制备工艺，油脂颗粒在超临界反应釜中药物与流体形成乳液；在设定的磁力搅拌时间、压力、温度条件下预膨胀后，以一定流速通过特殊喷嘴快速喷射至超临界收集釜内的水相介质中，经分散并沉析，形成油脂颗粒混悬液。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明提供了一种微生物发酵油脂的超临界颗粒制备工艺，方法步骤如下：
S1、将一定量的微藻粉加入到超临界反应釜中；
S2、通过超临界CO2气体对微藻粉进行油脂萃取，通过调节压力、温度、流量以及减压分离得到油脂，作为芯材备用；
S3、将一定量的芯材、壁材(阿拉伯胶、α和β-环糊精)与助表面活性剂(吐温80)加入到特制的反应釜中；
S4、待反应釜温度达到设定温度，开启气瓶向高压釜中通入CO2气体，置换釜内空气后升压达到釜内设定压力；
S5、开启反应釜出口阀，调节流体流速，并开启反应釜下方磁力搅拌器，高速搅拌形成超临界微乳液，此过程处于超临界状态，两相混合后表面张力为0；
S6、当体系压力和流量稳定时，将上述超临界微乳液在设定的压力、温度条件下预膨胀后，以一定流速通过喷嘴快速喷射至超临界收集釜内的水相介质中，经分散并沉析，形成脂质体混悬液。
优选的，微藻粉提前破壁处理。
优选的，在S2中，萃取压力为25-60MPa，优选为35-45MPa；萃取温度为30-100℃，优选为60-80℃；萃取时间为50-130min，优选为60-90min。
优选的，在S5中，磁力搅拌功率为15-35Kw，优选为25-27Kw；磁力搅拌时间为10-40min，优选为20-35min。
优选的，在S6中，预膨胀压力为10-45MPa，优选为25-30MPa；预膨胀温度为325-365K，优选为335-345K。
优选的，在S6中，超临界微乳液以0.5-10L/min的流速喷射至水相介质中，优选流速为2-6L/min。
优选的，脂质体平均粒径为50-1000nm，在优选条件下制备出的样品粒度分布窄而均匀，平均粒径在100nm以下。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
一、通过超临界流体技术进行微生物油脂萃取，降低了杂质含量，提高了微生物发酵油脂的DHA含量。
二、通过超临界流体技术进行微生物发酵油脂包埋制粒，为微生物发酵油脂适用性提供了新的途径。
三、药物材料在超临界状态下的乳化，是一种全新的低温乳化技术，并且两相混合后表面张力为0。
四、将超临界流体技术与传统乳液法结合起来，壁材用量少，包埋率较高，为制备脂质体提供了新的方法，为进一步包封热敏性等不稳定药物创造了条件。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例1
本发明提出的一种微生物发酵油脂的萃取方法，步骤包括：将250g微藻粉加入到超临界反应釜中，封盖。打开CO2泵，使得CO2流体进入反应釜，保证压力40MPa，温度60℃，对微藻粉进行油脂萃取，经过减压分离，萃取时间为30min后，萃取回收率为86％。
实施例2
本发明提出的一种微生物发酵油脂的萃取方法，步骤包括：将250g微藻粉加入到超临界反应釜中，封盖。打开CO2泵，使得CO2流体进入反应釜，保证压力40MPa，温度60℃，对微藻粉进行油脂萃取，经过减压分离，萃取时间为85min后，萃取回收率为98％。
实施例3
本发明提出的一种微生物发酵油脂的萃取方法，步骤包括：将250g微藻粉加入到超临界反应釜中，封盖。打开CO2泵，使得CO2流体进入反应釜，保证压力40MPa，温度60℃，对微藻粉进行油脂萃取，经过减压分离，萃取时间为90min后，萃取回收率为98.8％。
实施例4
本发明提出的一种微生物发酵油脂的萃取方法，步骤包括：将250g微藻粉加入到超临界CO2流体反应釜中，封盖。打开CO2泵，使得CO2流体进入反应釜，保证压力40MPa，温度60℃，对微藻粉进行油脂萃取，经过减压分离，萃取时间为95min后，萃取回收率为96％。
由上述实施例可知，实施例3中的参数为最优萃取条件，萃取回收率为98.8％。
实施例5
本发明提出的一种微生物发酵油脂的超临界颗粒制备工艺，步骤包括：将10g阿拉伯胶和3gβ-环糊精混合，注入CO2流体反应釜中，加入吐温80与萃取的油脂，封盖。打开CO2泵，使得CO2流体进入反应釜。在预膨胀压力20MPa，预膨胀温度为335K下，磁力搅拌功率25Kw下，搅拌30min，直至微乳液充分形成。形成的微乳液随CO2经喷嘴以2L/min的流速喷射进收集釜，使油脂颗粒均匀分散在水相介质中，收集制成的纳米颗粒混悬液。
实施例6
本发明提出的一种微生物发酵油脂的超临界颗粒制备工艺，步骤包括：将10g阿拉伯胶和3gβ-环糊精混合，注入CO2流体反应釜中，加入吐温80与萃取的油脂，封盖。打开CO2泵，使得CO2流体进入反应釜。在预膨胀压力25MPa，预膨胀温度为335K下，磁力搅拌功率25Kw下，搅拌30min，直至微乳液充分形成。形成的微乳液随CO2经喷嘴以2L/min的流速喷射进收集釜，使油脂颗粒均匀分散在水相介质中，收集制成的纳米颗粒混悬液。
实施例7
本发明提出的一种微生物发酵油脂的超临界颗粒制备工艺，步骤包括：将10g阿拉伯胶和3gβ-环糊精混合，注入CO2流体反应釜中，加入吐温80与萃取的油脂，封盖。打开CO2泵，使得CO2流体进入反应釜。在预膨胀压力25MPa，预膨胀温度为335K下，磁力搅拌功率30Kw下，搅拌30min，直至微乳液充分形成。形成的微乳液随CO2经喷嘴以2L/min的流速喷射进收集釜，使油脂颗粒均匀分散在水相介质中，收集制成的纳米颗粒混悬液。
实施例8
本发明提出的一种微生物发酵油脂的超临界颗粒制备工艺，步骤包括：将10g阿拉伯胶和3gβ-环糊精混合，注入CO2流体反应釜中，加入吐温80与萃取的油脂，封盖。打开CO2泵，使得CO2流体进入反应釜。在预膨胀压力25MPa，预膨胀温度为335K下，磁力搅拌功率30Kw下，搅拌35min，直至微乳液充分形成。形成的微乳液随CO2经喷嘴以2L/min的流速喷射进收集釜，使油脂颗粒均匀分散在水相介质中，收集制成的纳米颗粒混悬液。
实施例5-8在制备纳米颗粒过程中预膨胀压力、搅拌功率和搅拌时间的影响见表1：
表1
实施例5-8为用超临界CO2与乳化方法以不同预膨胀压力、搅拌功率和搅拌时间制备出来的纳米颗粒。本实施例5-8结果表明，在较低压力下，油脂在超临界CO2溶解度小，不易形成微乳，制得的脂质体混悬液中有大量块状结构，出现微米级别的大粒子分布。当压力增加到25MPa时，超临界CO2对油脂的溶解度显著增大，CO2与油脂分子之间作用力增大，从而形成反胶团，颗粒尺寸粒径迅速减下至101.2nm。在较高搅拌功率下，颗粒尺寸粒径迅速减下至95.3nm，在较长搅拌时间下，颗粒尺寸粒径迅速减下至90.1nm。
实施例9
本发明提出的一种微生物发酵油脂的超临界颗粒制备工艺，步骤包括：将10g阿拉伯胶和3gα-环糊精混合，注入CO2流体反应釜中，加入吐温80与DHA油，封盖。打开CO2泵，使得CO2流体进入反应釜。在预膨胀压力20MPa，预膨胀温度为338K下，磁力搅拌功率25Kw下，搅拌30min，直至微乳液充分形成。形成的微乳液随CO2经喷嘴以1.5L/min的流速喷射进收集釜，使油脂颗粒均匀分散在水相介质中，收集制成的纳米颗粒混悬液。
实施例10
本发明提出的一种微生物发酵油脂的超临界颗粒制备工艺，步骤包括：将10g阿拉伯胶和3gα-环糊精混合，注入CO2流体反应釜中，加入吐温80与DHA油，封盖。打开CO2泵，使得CO2流体进入反应釜。在预膨胀压力20MPa，预膨胀温度为338K下，磁力搅拌功率25Kw下，搅拌30min，直至微乳液充分形成。形成的微乳液随CO2经喷嘴以2L/min的流速喷射进收集釜，使油脂颗粒均匀分散在水相介质中，收集制成的纳米颗粒混悬液。
实施例11
本发明提出的一种微生物发酵油脂的超临界颗粒制备工艺，步骤包括：将10g阿拉伯胶和3gα-环糊精混合，注入CO2流体反应釜中，加入吐温80与DHA油，封盖。打开CO2泵，使得CO2流体进入反应釜。在预膨胀压力20MPa，预膨胀温度为345K下，磁力搅拌功率25Kw下，搅拌30min，直至微乳液充分形成。形成的微乳液随CO2经喷嘴以2L/min的流速喷射进收集釜，使油脂颗粒均匀分散在水相介质中，收集制成的纳米颗粒混悬液。
实施例9-11在制备纳米颗粒过程中乳液喷射速度和预膨胀温度的影响见表2：
表2
实施例9-11为用超临界乳化技术以不同乳液喷射速度和预膨胀温度制备出来的纳米颗粒。本实施例9-11结果表明，相比较于较小的流速，超临界微乳液保持较高的流速喷射进液相介质，有利于两相之间的传递，纳米颗粒的分散性更好。随着预膨胀温度的增加，纳米颗粒的粒径较小，且粒度分布窄而均匀。
由实施例5-11表明，超临界乳化技术克服了传统方法制备纳米颗粒的不稳定性，易于团聚的缺陷，优选工艺下所制备的脂质体的粒径小于100nm。
上述实施案例制备出油脂颗粒的包埋率EE(％)＝(总油含量-表面油含量)/总油含量>90％。
因此，本发明中制备出来的油脂颗粒，具有好的包埋效率。超临界乳化工艺过程中壁材用量少，所以包埋率高，超过90％。此外，本发明超临界乳化工艺的操作过程在低温无氧的状态下，将发酵油脂包裹在壁材中，明显提高了油脂的质量稳定性，并且极大地扩大了发酵油脂的适用范围。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (7)
1.一种微生物发酵油脂的超临界颗粒制备工艺，其特征在于，方法步骤如下：
S1、将一定量的微藻粉加入到超临界反应釜中；
S2、通过超临界CO2气体对微藻粉进行油脂萃取，通过调节压力、温度、流量以及减压分离得到油脂，作为芯材备用；
S3、将一定量的芯材、壁材(阿拉伯胶、α和β-环糊精)与助表面活性剂(吐温80)加入到特制的反应釜中；
S4、待反应釜温度达到设定温度，开启气瓶向高压釜中通入CO2气体，置换釜内空气后升压达到釜内设定压力；
S5、开启反应釜出口阀，调节流体流速，并开启反应釜下方磁力搅拌器，高速搅拌形成超临界微乳液，此过程处于超临界状态，两相混合后表面张力为0；
S6、当体系压力和流量稳定时，将上述超临界微乳液在设定的压力、温度条件下预膨胀后，以一定流速通过喷嘴快速喷射至超临界收集釜内的水相介质中，经分散并沉析，形成脂质体混悬液。
2.根据权利要求1所述的一种微生物发酵油脂的超临界颗粒制备工艺，其特征在于，微藻粉提前破壁处理。
3.根据权利要求1所述的一种微生物发酵油脂的超临界颗粒制备工艺，其特征在于，在S2中，萃取压力为25-60MPa，优选为35-45MPa；萃取温度为30-100℃，优选为60-80℃；萃取时间为50-130min，优选为60-90min。
4.根据权利要求1所述的一种微生物发酵油脂的超临界颗粒制备工艺，其特征在于，在S5中，磁力搅拌功率为15-35Kw，优选为25-27Kw；磁力搅拌时间为10-40min，优选为20-35min。
5.根据权利要求1所述的一种微生物发酵油脂的超临界颗粒制备工艺，其特征在于，在S6中，预膨胀压力为10-45MPa，优选为25-30MPa；预膨胀温度为325-365K，优选为335-345K。
6.根据权利要求1所述的一种微生物发酵油脂的超临界颗粒制备工艺，其特征在于，在S6中，超临界微乳液以0.5-10L/min的流速喷射至水相介质中，优选流速为2-6L/min。
7.根据权利要求3-6任一项所述的一种微生物发酵油脂的超临界颗粒制备工艺，其特征在于，脂质体平均粒径为50-1000nm，在优选条件下制备出的样品粒度分布窄而均匀，平均粒径在100nm以下。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011224580.4A CN112375620A (zh) | 2020-11-05 | 2020-11-05 | 一种微生物发酵油脂的超临界颗粒制备工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011224580.4A CN112375620A (zh) | 2020-11-05 | 2020-11-05 | 一种微生物发酵油脂的超临界颗粒制备工艺 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112375620A true CN112375620A (zh) | 2021-02-19 |
Family
ID=74579309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011224580.4A Withdrawn CN112375620A (zh) | 2020-11-05 | 2020-11-05 | 一种微生物发酵油脂的超临界颗粒制备工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112375620A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113170897A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-07-27 | 广东普萃特医生物工程有限公司 | 一种睡眠型燕窝肽的超临界制备方法 |
-
2020
- 2020-11-05 CN CN202011224580.4A patent/CN112375620A/zh not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113170897A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-07-27 | 广东普萃特医生物工程有限公司 | 一种睡眠型燕窝肽的超临界制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102181320B (zh) | 一种生物发酵dha藻油的提取方法 | |
| JP4958729B2 (ja) | 顆粒状微生物バイオマスの製造法とそのバイオマスからの貴重化合物の単離法 | |
| CN107874257B (zh) | 高包埋率小粒径南极磷虾油纳米粒的制备方法 | |
| WO2018120574A1 (zh) | 一种利用微生物发酵生产dha的方法 | |
| CN104388178B (zh) | 一种从藻类细胞中提取dha藻油的方法 | |
| CN103357199A (zh) | 脱气方法 | |
| Rodríguez-Sifuentes et al. | Importance of downstream processing of natural astaxanthin for pharmaceutical application | |
| CN112007584A (zh) | 一种油脂的超临界颗粒制备工艺 | |
| CN102746947A (zh) | 一种分离、纯化裂壶藻油中dha和饱和脂肪酸的方法 | |
| EP2712928A1 (en) | Method for producing natural -carotene by fermentation and use thereof | |
| CN106635405A (zh) | 一种从微藻粉中超临界萃取dha油脂的方法 | |
| CN112375620A (zh) | 一种微生物发酵油脂的超临界颗粒制备工艺 | |
| EP3385359A1 (en) | Docosahexaenoic acid-containing oil and method for producing same | |
| WO2019128060A1 (zh) | 从辅酶q10发酵菌粉中提取辅酶q10和磷脂的方法 | |
| CN111406110A (zh) | 藻类多不饱和脂肪酸的制备 | |
| WO2018152984A1 (zh) | 一种利用微生物发酵生产ara的方法 | |
| CN106433944A (zh) | 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 | |
| CN102746940A (zh) | 一种用水提取牡丹籽油的方法 | |
| WO2012013025A1 (zh) | 提高多烯不饱和脂肪酸发酵产量的方法 | |
| WO1998056882A1 (fr) | Procede d'extraction de composants liposolubles a partir de cellules bacteriennes | |
| CN110960602A (zh) | 植物体中不溶性成分的提取及纳米化方法 | |
| WO2016092828A1 (ja) | 藻類の破砕方法 | |
| CN103421600B (zh) | 一种提取湿藻油脂的方法 | |
| CN107746723A (zh) | 一种污泥液化制备生物燃料的方法 | |
| CN113684088A (zh) | 一种微生物油脂提取方法及其所得微生物油脂 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20210219 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |