[发明专利]一种微生物油脂提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微生物油脂的提取方法，具体的讲，是先用酶对产油微生物的发酵醪液进行前处理，然后用有机溶剂浸提得到油脂，属于生物工程下游技术领域。

背景技术

许多微生物，如酵母、霉菌、微藻、细菌等，在一定条件下能将碳水化合物转化为油脂贮存在菌体内，这种油脂称为微生物油脂。在细胞内能积累油脂超过细胞干重20%的菌株，称为产油微生物。一些产油微生物的油脂含量可以达到细胞干重的70%以上（Ratledge C. Acta Biotechnology, 1991, 11(5) , 429）。微生物油脂的脂肪酸组成与一般的植物油脂相似，以C16、C18系脂肪酸，如棕榈酸、硬脂酸、油酸和亚油酸为主。此外，一些菌株的油脂中含有大量的功能性脂肪酸，如亚麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸等。与植物油脂生产相比，微生物油脂发酵周期短，不受场地、季节、气候变化等的影响，可连续生产；而且产油微生物菌种资源丰富，能利用和转化各种农林废弃木质纤维素及其他生物质材料，对高效利用可再生资源、改善生态环境、发展生物质能源产业具有特殊的意义。因此，利用微生物转化法获取油脂潜力巨大。

如何以产油微生物培养物为原料，高效、低成本地分离提取油脂，是实现微生物油脂规模化生产的瓶颈之一。为得到细胞内的油脂，通常先从产油微生物发酵醪液中回收菌体，进行干燥，然后参照植物油脂提取工艺提取微生物油脂。当前文献中以含油干菌体为原料，采用的提取方法如压榨法（何东平，陈涛. 微生物油脂学. 北京: 化学工业出版社, 2005）、压力溶剂法（White PM, Potter TL, Strickland TC. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2009, 57(16), 7171）、超声波辅助溶剂浸提法（Vicente G, Bautista LF, Rodríguez R, et al. Biochemical Engineering Journal, 2009, 48(1), 22）、微波辅助溶剂浸提法（Young JC. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1995, 43(11), 2904）、超临界流体法（何东平，陈涛. 微生物油脂学. 北京: 化学工业出版社, 2005）和索氏提取法（李超. 食品分析原理与技术. 北京: 科学技术文献出版社, 1987）。文献中也有以产油微生物湿菌体为原料，采用溶剂浸提法或酸热法提取油脂的报道（李植峰, 张玲. 微生物学通报, 2001, 28(6), 72）。上述方法的共同特点是，首先通过离心或过滤等技术从产油微生物发酵醪液中分离出菌体。然而，许多产油微生物为单细胞生物，细胞尺寸小，菌体含水量高。在产油微生物培养后期，由于胞内积累大量油脂，细胞密度降低，发酵醪液粘度大。因此，采用离心或过滤技术从发酵醪液中分离回收菌体比较困难，操作成本高（Lee AK, Lewis DM, Ashman PJ. Journal of Applied Physiology, 2009, 21(5), 559）。显然，以富含油脂的微生物菌体为材料提取油脂，存在如下一种或多种缺陷，包括工艺复杂、设备要求高、能耗高、使用高毒性有机溶剂。

以产油微生物浓缩发酵液为原料的油脂提取方法有高压均浆法（CN101323865）等，该方法需要对发酵液进行浓缩，而且高压均浆破碎细胞壁技术对设备要求高，能量消耗大，油脂提取成本高，不适合微生物油脂工业化生产。以产油微生物发酵醪液为原料的油脂提取方法有发酵液有机溶剂直接浸提法（CN101824440A）等。这些方法在较高的浸提温度下使用高毒性溶剂如氯仿等才能得到较高的浸提率，毒性小的溶剂如四号溶剂、六号抽提溶剂油等即使在高温（>50 oC）下浸提率也不高（<55%）。这些方法操作安全性差，对人体健康和环境损害大。

发明内容

本发明提供了一种以产油微生物发酵醪液为原料，酶辅助有机溶剂浸提油脂的方法。本方法原料前处理过程简单，条件温和、能耗低。由于酶处理有效解除了溶剂抽提油脂的障碍，可以使用毒性低、环境更友好的有机溶剂。

本发明通过下述技术方案予以实现：

1)          向发酵醪液中加入酶至总酶浓度为0.01 g/L～5 g/L，在20 oC～50 oC，pH 3～8，处理5分钟～10小时；