[发明专利]一种从产油微生物中提取油脂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微生物工程领域，具体的说是涉及一种从产油微生物中提取油脂的方法。

背景技术

微生物油脂又称单细胞油脂，是由酵母、霉菌、细菌和藻类等微生物在一定条件下利用碳水化合物、碳氢化合物和普通油脂为碳源、氮源，再辅以无机盐生产的油脂以及有商业价值的脂质。在适宜条件下，某些微生物产生并储存的油脂占其生物总量的20％以上，具有这样表型的菌株称为产油微生物。

目前研究较多的产油微生物是酵母、藻类和霉菌，产油酵母的细胞含有大量的甘三酯，其脂肪酸组成与植物来源的食用油脂相似；产油藻类含油量高，可生产r-亚麻酸、二十五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DNA)等高营养油脂；霉菌以葡萄糖为碳源，在细胞内合成大量以甘三酯为主的脂质，利用霉菌能生产一些特别的油脂，如富含棕桐酸、油酸及亚油酸的油脂和类可可脂等。

产油微生物生产的油脂不仅可以代替动、植物油脂作为食用油脂，特别是作为保健类功能性油脂，还可以作为生产生物柴油的油源。生物柴油由各种动、植物油脂经酯化或转酯化工艺而得，而大部分微生物油脂的脂肪酸组成和一般动、植物油相近，都是以C16和C18系脂肪酸，如油酸、棕榈酸、亚油酸和硬脂酸为主，因此微生物油脂可替代植物油脂生产生物柴油，缓解能源危机。

此外，与动、植物油脂的生产相比，微生物油脂的生产还有许多优点：(1)微生物细胞增殖快，油脂含量高，生产周期短；(2)微生物生长所需原料丰富；(3)所需劳动力少，不占用耕地，不受季节、气候变化的限制；(4)能够利用细胞融合、细胞诱变等技术，使微生物生产出比动、植物油脂更符合人体需要的高营养油脂或某些由特定脂肪酸组成的油脂，例如EPA、DHA、类可可脂。

现阶段微生物油脂的生产工艺一般分为：菌体培养(制备菌体发酵液)-油脂提取-精制三个步骤。虽然菌体培养步骤对微生物储存油脂有着重要的影响，但是油脂的提取也是整个油脂生产工艺中关键的工序，此步工艺决定着油脂得率的高低。

由于微生物油脂大都存在于微生物细胞内，只有采用适当的方法对微生物细胞进行初步破碎，才有利于油脂的提取。目前，常用的提取方法包括压榨法、超临界提取法和有机溶剂萃取法。

压榨法损失较大，提取率不高，提取前要对得到的菌体烘干方可破碎，能耗太大，也有专利如CN101323865A，无需干燥，直接将菌体发酵液浓缩，然后利用高压均质机破碎细胞，不过高压均质机一般不能一次性完全破碎细胞，而多次破碎势必造成能耗较高，同时高压均质机破碎后温度可能会升高，容易氧化微生物油脂，稳定性不高；超临界提取法设备投资大，成本高，不利于微生物提取的扩大化生产。

常规的有机溶剂萃取法有冻融法、超声波法、酸热法和酶水解法。冻融法是通过温度的突然变化，细胞在形成冰粒和增高剩余胞液盐浓度的同时，发生溶胀破碎，以达到使细胞破碎的目的，但是在反复冻融过程中，由于耗时较长，部分微生物细胞产生了自溶使油脂含量减少，油脂得率较差；酸热法主要是利用盐酸对细胞中的糖和蛋白质等成分的作用，疏松细胞的结构，再经沸水、冷冻处理，使细胞达到破碎的效果，破碎细胞油脂得率较高，不过会产生大量酸性废水，污染较为严重；超声波法破碎细胞是利用超声波产生的独特的机械振动作用，是细胞结构发生变化，促使细胞破碎，其油脂得率略低于酸热法，且在较长时间超声波作用下产生热量，使部分油脂进行了分解反应，不利于油脂的提取，此外超声波法处理量小，不能进行扩大再生产；相对于上述方法，酶水解法具有多方面优势，现有酶水解法一般采用纤维素酶、溶菌酶、蜗牛酶等进行水解，由于细胞破碎是通过酶的水解作用进行，所以破碎条件温和、能耗低、处理量大，但是酶水解法的提取效率不高，这使得酶水解法的应用受到一定影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种从产油微生物中提取油脂的方法，使得该方法能够采用酶水解法高效率的提取油脂。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明所述一种从产油微生物中提取油脂的方法，用纤维素酶与蛋白酶组成混合酶并对产油微生物湿菌体水解，然后离心，所得沉淀浸提、脱溶得到油脂，所述纤维素酶与蛋白酶的质量比为1∶0.25-4，所述蛋白酶为中性蛋白酶或碱性蛋白酶，所述纤维素酶酶活为800-1200U/g，所述中性蛋白酶酶活为58000-62000U/g，所述碱性蛋白酶酶活为1.98×10⁵-2.02×10⁵U/g。