海洋微藻藻油的提取工艺研究*

张雨倩张婧嫣 杨淑暖 庄荔云 陈文伟*

（中国计量学院生命科学学院，浙江杭州310018）

海洋微藻藻油的提取工艺研究*

张雨倩**张婧嫣 杨淑暖 庄荔云 陈文伟***

（中国计量学院生命科学学院，浙江杭州310018）

海洋微藻通过自身光合作用产生能量成为食物链中的生产者，是海洋生物资源不可缺少的一部分，维持着海洋中的生态平衡，在能量流动与物质循环方面扮演着十分重要的角色。海洋微澡脂质含量较高，大多数微藻的脂质含量达到其自身干重的10%。

水酶法是一种新型的油脂提取技术，已有以水酶法提取大豆油、花生油、油菜油和玉米油等的研究报道。水酶法是通过酶解动植物细胞壁，使油脂得以释放，同时能有效回收蛋白质等功能成分，与压榨法、浸提法相比，不仅有利于提高提取率，且有利于提升油脂的品质。

本研究以海洋微藻为原料，采用水酶法提取微藻油，为海洋微藻的利用提供试验和技术参考。

1　材料和方法

1.1材料

海洋微藻粉末，自制；纤维素酶、果胶酶、中性蛋白酶、复合蛋白酶，上海华蓝化学科技有限公司；正己烷、磷酸盐等均为分析纯。

1.2主要仪器和设备

CT14RD高速冷冻离心机，上海天美生化仪器设备有限公司；PL403电子分析天平，梅特勒-托利多仪器上海有限公司；KQ22000DE超声仪，昆山超声仪器有限公司；DHG-9146A电热恒温鼓风干燥箱，上海精宏仪器设备有限公司；HHS电热恒温水浴锅，上海博讯实业有限公司医疗设备厂。

1.3藻油提取工艺

藻粉→超声→酶解→提取→离心分离→上清液→浓缩→藻油

称取一定量的海洋微藻粉，加入磷酸盐缓冲液，超声溶解，调节pH值，添加一定量的酶，在一定温度下酶解一定时间后灭酶，离心，将上清液旋转蒸发浓缩即得藻油。

1.4海洋微藻藻提取率计算

海洋微藻藻油提取率按下列公式计算。

式中：η——藻油提取率，%；

m1——海洋微藻藻粉的质量，g；

m2——藻油的质量，g。

2　结果与分析

2.1酶的种类对藻油提取率的影响

选取中性蛋白酶、复合蛋白酶、果胶酶和纤维素酶4种酶，各种酶的添加量均为0.5%，在各种酶的最适温度和pH 条件下酶解2 h，分别进行单酶酶解提取藻油试验，结果见图1。

图1　酶种类对藻油提取率的影响

由图1可知，添加酶所得藻油提取率均高于没有添加酶的，在4种酶类中，使用复合蛋白酶的提取率最高，确定复合蛋白酶为最佳的水解酶。

2.2藻油提取工艺研究

2.2.1料液比对藻油提取率的影响

取一定量海洋微藻，在酶添加量1.0%，料液比分别为1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30时，50 ℃条件下酶解2.0 h，料液比对藻油提取率的影响见图2。

图2　料液比对藻油提取率的影响

由图2可知，在一定范围内，随着料液比的增大，藻油的提取率相应增加。这是由于合适的酶浓度有利于酶的水解和脂肪分子的释放，使得水解的速度加快，更容易提取出油脂。但随着料液比的继续增大，酶浓度逐渐降低，酶与海洋微藻的接触机会随之减少，导致藻油提取率下降。因此，确定最佳的料液比为1∶25。

2.2.2酶添加量对藻油提取率的影响

取一定量海洋微藻，在料液比为1∶25，酶添加量分别为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%时，50 ℃条件下酶解2.0 h，酶添加量对藻油提取率的影响见图3。

图3　酶添加量对藻油提取率的影响

由图3可知，随着酶添加量逐渐增加，藻油提取率呈稳步上升态势，在酶添加量高于2.0%时，提取率趋于平缓。由于酶解后，被蛋白质包埋的油脂被逐渐释放，随着酶添加量的增加，释放出来的油脂量也逐渐增加。但当蛋白酶达到一定浓度时，可酶解的蛋白量有限，因此释放出来的油脂量也不会再明显增加。因此，确定最佳的酶添加量为2.0%。

2.2.3酶解时间对藻油提取率的影响

取一定量海洋微藻，在酶添加量为2.0%，料液比为1∶25，提取温度50 ℃的条件下，分别酶解1.0 h、1.5 h、2.0 h、2.5 h、3.0 h。酶解时间对藻油提取率的影响见图4。

图4　酶解时间对藻油提取率的影响

由图4可知，随着酶解时间的延长，提取率逐渐增大并趋于平缓。这是因为蛋白质随着时间的延长逐渐被降解，油脂陆续释放出来。当酶解时间达到2.0 h之后，由于可被酶水解的蛋白已基本水解完全，延长酶解时间已不能大幅度提升藻油的提取率。因此，确定最佳的酶解时间为2.0 h。

2.2.4酶解温度对藻油提取率的影响

取一定量海洋微藻，在酶加添量2.0%，料液比为1∶25，提取温度分别为40 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃、60 ℃条件下，酶解2.0 h，提取温度对藻油提取率的影响见图5。

图5　酶解温度对藻油提取率的影响

由图5可知，随着提取温度的上升，藻油提取率逐渐增大，当温度达到45 ℃左右时又逐渐降低。这是因为随着提取温度的升高，蛋白酶的活性逐渐增强，酶促反应速率加快，但是超过一定值后，温度继续增大使酶的活性快速下降，甚至会失去活性，从而导致提取率下降。因此，确定最佳的提取温度为45 ℃。

3　结论

海洋微藻藻油是海洋微藻利用的重要产品之一，水酶法不仅能提取油脂，同时能有效回收蛋白质等功能成分。通过比较中性蛋白酶、复合蛋白酶、果胶酶和纤维素酶4种酶对海洋微藻的水解作用，确定复合蛋白酶为最佳水解酶，并确定海洋微藻藻油的最佳提取工艺为：酶添加量2.0%，料液比1：25，酶解时间2.0 h，提取温度为45 ℃，在此工艺条件下，藻油提取率可达17.1%。

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Research of oil extraction from marine microalgae*

ZHANG Yuqian**ZHANG Jingyan YANG Shunuan ZHUANG Liyun CHEN Wenwei***
（College of life science，Chian jiliang university，Zhejiang Hangzhou 310018，China）

对水酶法提取海洋微藻藻油的提取工艺进行了研究。通过比较，确定复合蛋白酶为水解酶，并考察了酶添加量、料液比、酶解时间以及提取温度对海洋微藻藻油提取率的影响，并确定最佳提取工艺为：酶添加量2.0%，料液比1∶25，酶解时间2.0 h，提取温度为45 ℃。在此最佳条件下，藻油提取率可达17.1%。

水酶法；藻油；海洋微藻

This paper mainly studies on extraction of marine microalgae oil. By comparing，enzymes were choose as the compound protease； because of the influences of different factors，the result showed the optimum conditions are as follows： enzyme added 2.0%，1：25 solid-liquid ratio，time2.0 h，temperature45 ℃，and the highest extraction rate of marine microalgae oil reached 17.1%.

aqueous enzymatic extraction；marine microalgae oil；marine microalgae

TS201.2+5

A

1673-6044（2016）01-0056-03

10.3969/j.issn.1673-6044.2016.01.016

国家级大学生创新创业训练计划项目（201510356014）；中国计量学院开放实验项目。

**张雨倩，女，1995年出生，中国计量学院食品质量与安全专业在读本科。

***陈文伟，通讯作者，E-mail：cwwhl@163.com.

2016-03-01