金洪波　魯龍　畢生雷　尹永磊　喬建援　劉鉞　杜風光

摘要 [目的]優(yōu)化氯仿在小球藻酯化液中的萃取條件。[方法]使用氯仿作為萃取劑，從小球藻酯化液中提取生物柴油，選取萃取溫度、萃取劑添加量、萃取時間3因素，進行正交試驗。[結(jié)果]最佳萃取條件為溫度80 ℃，萃取劑添加量2 ml/g，萃取時間30 min。各因素影響萃取結(jié)果的順序為：萃取溫度>萃取時間>萃取劑添加量。[結(jié)論]該研究為藻類制備生活柴油中萃取劑的選擇提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 氯仿；萃??；小球藻

中圖分類號 S188 文獻標識碼A 文章編號 0517-6611（2015）11-246-01

小球藻的培養(yǎng)方法包括異養(yǎng)、自養(yǎng)、混養(yǎng)3種。小球藻在異養(yǎng)時使用常規(guī)發(fā)酵罐進行培養(yǎng)[1]，與自養(yǎng)相比具有能夠與其他生化生產(chǎn)設(shè)備通用、空間利用效率高、生產(chǎn)效率高等的特點，受到業(yè)內(nèi)人士的廣泛關(guān)注。在異養(yǎng)條件下，小球藻利用葡萄糖、木薯粉等碳源以及酵母粉、蛋白胨等氮源[2]進行培養(yǎng)，由于營養(yǎng)物質(zhì)豐富，容易受到環(huán)境中桿菌、霉菌、酵母菌的污染[3]。河南天冠企業(yè)集團有限公司通過添加500 mg/L的安菌素等抑菌劑，成功克服了染菌的問題，使受到污染的小球藻發(fā)酵能夠繼續(xù)下去，且最終發(fā)酵結(jié)果相差不大[4]；并利用半連續(xù)發(fā)酵工藝將發(fā)酵速率升至10.37 g/（L·d），最終干重高達140.5 g/L[5]。據(jù)報道，固定化技術(shù)的使用也使小球藻的培養(yǎng)水平有一定的提高[6]。

使用藻類制備生物柴油，由于其環(huán)保、可再生等特點，成為目前研究的熱點。藻類制備生物柴油主要是使用乙醇等短鏈醇，在加熱、催化的條件下，與藻細胞內(nèi)油脂發(fā)生酯化反應(yīng)合成生物柴油[7]。目前，使用發(fā)酵液、藻泥、藻粉制備生物柴油[8]。研究表明，使用正已烷等有機物質(zhì)均可以將生物柴油從酯化液中提取出來[9]。但是，使用正已烷并不能將油脂完全萃取出來。因此，筆者使用氯仿作為萃取劑，研究其對生物柴油的萃取效果。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器536.3 g/L小球藻酯化液由天冠集團車用生物燃料技術(shù)國家重點實驗室發(fā)酵法提供；氯仿為分析級，購于天津科密歐公司；JOYNSXT04脂肪測定儀購于上海喬躍公司；G12高速離心機購于長沙英泰儀器公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀購于瑞士BUCHI公司； 電子天平購于梅特勒公司；玻璃量筒購于四川蜀牛；分液漏斗購于四川蜀牛。

1.2 試驗方法

1.2.1 萃取。每次取100 ml酯化液，先離心棄上清液，固體部分按比例加入氯仿混勻。萃取后離心，反復(fù)3次，取上清液部分進行蒸餾。

1.2.2 蒸餾。將萃取的油相裝入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在壓強-30×105 Pa、溫度60 ℃條件下進行蒸餾；蒸餾結(jié)束后稱量生物柴油重量。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理。采用SPASS13.0進行試驗設(shè)計及數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

選取萃取溫度（40、60、80 ℃）、萃取時間（30、60、90 min）、萃取劑添加量（2、3、4 ml/g）進行3因素3水平正交試驗（表1）。

由表2和3可知，萃取溫度試驗極差和F值最大，可以認為萃取溫度是影響氯仿萃取效果的主要因素；其次是萃取時間的極差和F值，可以認為萃取時間對于萃取效果影響也比較大；萃取劑添加量極差和F值最小，所以萃取劑用量不是影響萃取效果的主要因素。由表2可知，溫度80 ℃、萃取劑添加量2 ml/g、萃取時間30 min時萃取效果最好。

由表2中K值可以看出，溫度升至80 ℃時，萃取效果更好一些，可以根據(jù)萃取劑揮發(fā)程度來適當提高萃取溫度；萃取劑添加量為3 ml/g時效果最好；隨著萃取時間的延長，而萃取效果反而下降。

3 結(jié)論

用氯仿萃取小球藻生物柴油試驗的3因素中，萃取溫度是影響萃取效果的主要因素，溫度為80 ℃時效果最好，是否進一步提高溫度可根據(jù)萃取劑揮發(fā)情況和萃取得油的情況來進一步確定；隨萃取時間的延長，萃取效果反而下降，這可以提高工作效率；萃取劑添加量以3 ml/g為宜，氯仿的使用量并不是越高萃取效果越好，這可以降低損耗和成本。

參考文獻

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[8] 河南天冠企業(yè)集團有限公司.一種一步法制生物柴油的方法：中國，CN201410093691.4[P].2014-07-09.

[9] 金洪波，畢生雷，尹永磊，等.用正己烷萃取小球藻油條件的優(yōu)化[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2015（5）：206-207.

責任編輯 楊瑩瑩 責任校對 李巖