專利名稱：一種表面活性劑輔助水相提取藻油的方法
技術領域：
本發(fā)明是一種應用新型雙子表面活性劑在水相中輔助提取藻油的方法，屬于油脂加工技術領域。
背景技術：
生物柴油是一種以動植物油脂為原料制備可替代化石柴油的綠色新能源。然而， 以動植物油脂為原料生產(chǎn)生物柴油，其原料成本約占總生產(chǎn)成本的75%左右，且消耗大量可供食用的植物油脂資源，與民爭油，不利于國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展；以餐飲廢棄油脂為原料雖可有效降低生產(chǎn)成本，但其來源有限，難以滿足規(guī)模化生產(chǎn)的需要。微藻是一類單細胞藻類，其在特定的條件下可大量積累油脂，且具有與一般植物油脂相似的脂肪酸結(jié)構(gòu)，被認為是一種極具潛力的生物柴油新型原料。與油料作物相比，微藻具有細胞增殖快、生產(chǎn)周期短、不受季節(jié)和土地的限制和所需的培養(yǎng)基來源豐富等優(yōu)點。 因此，找到一種能夠高效提取微藻中脂質(zhì)的方法，將其用于工業(yè)生產(chǎn)，可以獲得大量能夠用于生物柴油生產(chǎn)的油脂原料，從而保證油脂原料的可持續(xù)供應，對促進生物柴油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。微藻脂質(zhì)的提取通常采用有機溶劑法(如索氏抽提法和氯仿/甲醇提取法等) 進行，但這些方法僅適用于分析而不適用于大規(guī)模的工業(yè)應用。雖然正己烷己被廣泛應用于植物油的浸出工藝中，但由于微藻原料通常是濕藻且含有較多的極性脂質(zhì)(糖脂、磷脂等)，使得正己烷在藻油提取過程中的應用受到限制。此外，有機溶劑通常具有揮發(fā)性和毒性，生產(chǎn)過程對設備的防爆等級要求較高，同時溶劑回收的能耗也較高，不是微藻脂質(zhì)提取的最好選擇。壓濾法的操作雖然相對簡單，但由于細胞破碎率低，得油率也較低，成本上反而不合算。超臨界CO2萃取方法的得油率較高、對環(huán)境的污染小，但設備昂貴、操作條件要求高，工業(yè)化存在一定困難。本發(fā)明以富含脂質(zhì)的微藻為原料，利用新型雙子表面活性劑 C1QH21-18P0-2E0-S04Na(烷基聚丙氧基聚乙氧基硫酸鹽)在臨界微乳濃度(Cy C)的條件下， 將微藻中的脂質(zhì)以一個單獨的相釋放出來，從而使后期的水油分離變得簡單，提高微藻脂質(zhì)的提取率。本發(fā)明方法的工業(yè)化實施也相對容易，且對環(huán)境友好，具有良好的開發(fā)前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在水相條件下，利用表面活性劑輔助提取微藻中的脂質(zhì)。其特征是以富含脂質(zhì)的微藻為原料，利用新型雙子表面活性劑C1(1H21-18P0-2E0-S04Na(烷基聚丙氧基聚乙氧基硫酸鹽)，在臨界微乳濃度(CyC)的條件下，將微藻中的脂質(zhì)以一個單獨的相釋放出來，從而使后期的水油分離變得簡單，提高微藻脂質(zhì)的提取率。本發(fā)明的技術方案以富含脂質(zhì)的微藻khizochytrium為原料，采用超聲對其進行破壁處理，然后利用新型的雙子表面活性劑C1(1H21-18P0-2E0-S04Na(烷基聚丙氧基聚乙氧基硫酸鹽)在水相、臨界微乳濃度(CyC)的條件下，輔助提取微藻中的脂質(zhì)。以微藻脂質(zhì)的提取率為指標，通過優(yōu)化超聲破壁的條件、鹽(NaCl)濃度、表面活性劑濃度、反應時間、攪拌速度、固液比等因素，確定最佳的微藻脂質(zhì)提取工藝。所述微藻脂質(zhì)的提取方法通過以下技術方案實現(xiàn)(1)將所得微藻khizochytrium在冰浴條件下進行超聲破壁處理，功率為 300-2000W, 20kHz，超聲時間5_60min，使微藻細胞充分破碎。(2)在室溫條件下Q0-25°C )，將破壁的微藻細胞按固液比1/10-5/10 (w/w)放入含有新型雙子表面活性劑C1(1H21-18P0-2E0-S04Na的鹽水溶液中(新型雙子表面活性劑的濃度為 0. 03% -0. 4% (w/w)，鹽(NaCl)濃度為 2% -8% (w/w))，在攪拌速度為 100-400" min的條件下，反應30-90min。反應結(jié)束后，通過離心使反應體系分為三相上層為游離脂質(zhì)層，中層表面活性劑層，下層是水層。微藻脂質(zhì)提取率的計算
表面活性劑輔助水相提取微藻脂質(zhì)的質(zhì)量 _
脂質(zhì)提取率=-X 100%
氯仿/甲醇法提取微藻脂質(zhì)的質(zhì)量本發(fā)明的有益效果(1)在水相條件下提取微藻脂質(zhì)，全程不使用有機溶劑，對環(huán)境友好。(2)與有機溶劑法、超臨界(X)2等方法相比，可大大減少設備投入。(3)微藻脂質(zhì)的提取所用表面活性劑的濃度很低，體系呈Winsor III型微乳液， 微藻脂質(zhì)以單獨的相分離出來，使后期的水油分離變簡單，提高微藻脂質(zhì)的提取率。(4)反應時間短(30min-90min)、反應條件溫和O0_25°C )，適合于工業(yè)化應用。
具體實施例方式實施例1 稱20g微藻khizochytrium于50ml離心管中，在冰浴條件下進行超聲破壁處理。 條件是功率600W，20kHz，超聲時間lOmin。實施例2:配制雙子表面活性劑C1QH21-18P0-2E0-S04Na濃度為0. 15% (w/w)，NaCl濃度為6% (w/w)的鹽水溶液。準確稱取IOg破壁微，加入50g含有新型雙子表面活性劑的鹽水溶液，在25°C條件下，以300r/min的攪拌速度，反應60min，反應結(jié)束后IOOOOr/ min離心20min，可以看到Winsor III型微乳液的形成。取上層脂質(zhì)層，計算微藻脂質(zhì)的提取率可以達到67. 8% (與氯仿/甲醇法相比)。實施例3 配制雙子表面活性劑C1QH21-18P0-2E0-S04Na濃度為0. 21 % (w/w)，NaCl濃度為 6% (w/w)的鹽水溶液。準確稱取IOg破壁微，加入50g含有新型雙子表面活性劑的鹽水溶液，在25°C條件下，以400r/min的攪拌速度，反應60min。反應結(jié)束后 lOOOOr/min離心20min，可以看到Winsor III型微乳液的形成。取上層脂質(zhì)層，計算微藻脂質(zhì)的提取率可以達到76. (與氯仿/甲醇法相比)。實施例4
配制雙子表面活性劑C1QH21-18P0-2E0-S04Na濃度為0. 28 % (w/w)，NaCl濃度為 6% (w/w)的鹽水溶液。準確稱取IOg破壁微，加入80g含有新型雙子表面活性劑的鹽水溶液，在25°C條件下，以400r/min的攪拌速度，反應90min。反應結(jié)束后 lOOOOr/min離心20min，可以看到Winsor III型微乳液的形成。取上層脂質(zhì)層，計算微藻脂質(zhì)的提取率可以達到86. 3% (與氯仿/甲醇法相比)。
權(quán)利要求
1.一種雙子表面活性劑輔助水相提取微藻脂質(zhì)的方法，其特征是在形成超低界面張力 (^ 0. lmN/m)和臨界微乳濃度(C μ C)的條件下，將經(jīng)超聲破壁的微藻細胞與含有表面活性劑的鹽水溶液按照一定的比例(固液比)混合，在室溫條件下(20°C -25°C )，以一定的轉(zhuǎn)速，反應一定的時間。反應結(jié)束后，將得到的混合液進行離心分離上層為脂質(zhì)層，中層是表面活性劑層，下層為水層。取上層，計算微藻脂質(zhì)的提取率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水相提取藻油的方法，其特征在于包括以下步驟(1)在冰浴條件下，對所用的微藻進行超聲破壁處理，功率為300-2000W，20kHz,時間 5-60min,使微藻細胞充分破壁。(2)微藻脂質(zhì)的提取是在形成超低界面張力((0.lmN/m)、臨界微乳濃度(Cy C)的條下進行的，表面活性劑的濃度很低，體系呈Winsor III型微乳液，微藻脂質(zhì)以單獨的相分離出來，而不是以乳化的形式溶解在水相中。(3)反應結(jié)束后將混合液進行離心，取上層脂質(zhì)層。與氯仿/甲醇法相比，計算微藻脂質(zhì)的提取率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微藻脂質(zhì)提取方法，其特征在于所述雙子表面活性劑的濃度為 0. 03% -0. 4% (w/w)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微藻脂質(zhì)提取方法，其特征在于所述鹽(NaCl)濃度為 2% -8% (w/w)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微藻脂質(zhì)提取方法，其特征在于所述固液比為 1/10-5/10(w/w)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微藻脂質(zhì)提取方法，其特征在于所述攪拌速度為IOOr/ min-400r/mino
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微藻脂質(zhì)提取方法，其特征在于所述反應時間為 30min_90mino
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微藻脂質(zhì)提取方法，其特征在于所述新型雙子表面活性劑為C1QH21-18P0-2E0-S04Na (烷基聚丙氧基聚乙氧基硫酸鹽)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微藻脂質(zhì)提取方法，其特征在于所述富含脂質(zhì)的微藻為 Schizochytrium0
全文摘要
一種應用新型雙子表面活性劑，在水相中輔助提取藻油的方法，屬于油脂加工技術領域。本發(fā)明以富含脂質(zhì)的微藻為原料，利用新型雙子表面活性劑能夠在油水界面提供超低界面張力(≤0.1mN/m)的特性，在臨界微乳濃度(CμC)的條件下，將微藻中的脂質(zhì)以一個單獨的相釋放出來，而不是以乳化的形式溶解在水相中，從而使后期的油水分離變得簡單，提高微藻脂質(zhì)的提取率。對水相提取過程中表面活性劑濃度、鹽(NaCl)濃度、固液比、攪拌速度、反應時間等因素進行優(yōu)化，為構(gòu)建在水相條件下提取微藻脂質(zhì)的工藝奠定基礎。
文檔編號C11B1/04GK102517146SQ201110433429
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者周紅茹, 王興國, 蔣曉菲, 金青哲 申請人:江南大學