張雨倩張婧嫣 楊淑暖 莊荔云 陳文偉*

（中國計(jì)量學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，浙江杭州310018）

海洋微藻藻油的提取工藝研究*

張雨倩**張婧嫣 楊淑暖 莊荔云 陳文偉***

（中國計(jì)量學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，浙江杭州310018）

海洋微藻通過自身光合作用產(chǎn)生能量成為食物鏈中的生產(chǎn)者，是海洋生物資源不可缺少的一部分，維持著海洋中的生態(tài)平衡，在能量流動與物質(zhì)循環(huán)方面扮演著十分重要的角色。海洋微澡脂質(zhì)含量較高，大多數(shù)微藻的脂質(zhì)含量達(dá)到其自身干重的10%。

水酶法是一種新型的油脂提取技術(shù)，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報(bào)道。水酶法是通過酶解動植物細(xì)胞壁，使油脂得以釋放，同時(shí)能有效回收蛋白質(zhì)等功能成分，與壓榨法、浸提法相比，不僅有利于提高提取率，且有利于提升油脂的品質(zhì)。

本研究以海洋微藻為原料，采用水酶法提取微藻油，為海洋微藻的利用提供試驗(yàn)和技術(shù)參考。

1　材料和方法

1.1材料

海洋微藻粉末，自制；纖維素酶、果膠酶、中性蛋白酶、復(fù)合蛋白酶，上海華藍(lán)化學(xué)科技有限公司；正己烷、磷酸鹽等均為分析純。

1.2主要儀器和設(shè)備

CT14RD高速冷凍離心機(jī)，上海天美生化儀器設(shè)備有限公司；PL403電子分析天平，梅特勒-托利多儀器上海有限公司；KQ22000DE超聲儀，昆山超聲儀器有限公司；DHG-9146A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海精宏儀器設(shè)備有限公司；HHS電熱恒溫水浴鍋，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠。

1.3藻油提取工藝

藻粉→超聲→酶解→提取→離心分離→上清液→濃縮→藻油

稱取一定量的海洋微藻粉，加入磷酸鹽緩沖液，超聲溶解，調(diào)節(jié)pH值，添加一定量的酶，在一定溫度下酶解一定時(shí)間后滅酶，離心，將上清液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮即得藻油。

1.4海洋微藻藻提取率計(jì)算

海洋微藻藻油提取率按下列公式計(jì)算。

式中：η——藻油提取率，%；

m1——海洋微藻藻粉的質(zhì)量，g；

m2——藻油的質(zhì)量，g。

2　結(jié)果與分析

2.1酶的種類對藻油提取率的影響

選取中性蛋白酶、復(fù)合蛋白酶、果膠酶和纖維素酶4種酶，各種酶的添加量均為0.5%，在各種酶的最適溫度和pH 條件下酶解2 h，分別進(jìn)行單酶酶解提取藻油試驗(yàn)，結(jié)果見圖1。

圖1　酶種類對藻油提取率的影響

由圖1可知，添加酶所得藻油提取率均高于沒有添加酶的，在4種酶類中，使用復(fù)合蛋白酶的提取率最高，確定復(fù)合蛋白酶為最佳的水解酶。

2.2藻油提取工藝研究

2.2.1料液比對藻油提取率的影響

取一定量海洋微藻，在酶添加量1.0%，料液比分別為1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30時(shí)，50 ℃條件下酶解2.0 h，料液比對藻油提取率的影響見圖2。

圖2　料液比對藻油提取率的影響

由圖2可知，在一定范圍內(nèi)，隨著料液比的增大，藻油的提取率相應(yīng)增加。這是由于合適的酶濃度有利于酶的水解和脂肪分子的釋放，使得水解的速度加快，更容易提取出油脂。但隨著料液比的繼續(xù)增大，酶濃度逐漸降低，酶與海洋微藻的接觸機(jī)會隨之減少，導(dǎo)致藻油提取率下降。因此，確定最佳的料液比為1∶25。

2.2.2酶添加量對藻油提取率的影響

取一定量海洋微藻，在料液比為1∶25，酶添加量分別為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%時(shí)，50 ℃條件下酶解2.0 h，酶添加量對藻油提取率的影響見圖3。

圖3　酶添加量對藻油提取率的影響

由圖3可知，隨著酶添加量逐漸增加，藻油提取率呈穩(wěn)步上升態(tài)勢，在酶添加量高于2.0%時(shí)，提取率趨于平緩。由于酶解后，被蛋白質(zhì)包埋的油脂被逐漸釋放，隨著酶添加量的增加，釋放出來的油脂量也逐漸增加。但當(dāng)?shù)鞍酌高_(dá)到一定濃度時(shí)，可酶解的蛋白量有限，因此釋放出來的油脂量也不會再明顯增加。因此，確定最佳的酶添加量為2.0%。

2.2.3酶解時(shí)間對藻油提取率的影響

取一定量海洋微藻，在酶添加量為2.0%，料液比為1∶25，提取溫度50 ℃的條件下，分別酶解1.0 h、1.5 h、2.0 h、2.5 h、3.0 h。酶解時(shí)間對藻油提取率的影響見圖4。

圖4　酶解時(shí)間對藻油提取率的影響

由圖4可知，隨著酶解時(shí)間的延長，提取率逐漸增大并趨于平緩。這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)隨著時(shí)間的延長逐漸被降解，油脂陸續(xù)釋放出來。當(dāng)酶解時(shí)間達(dá)到2.0 h之后，由于可被酶水解的蛋白已基本水解完全，延長酶解時(shí)間已不能大幅度提升藻油的提取率。因此，確定最佳的酶解時(shí)間為2.0 h。

2.2.4酶解溫度對藻油提取率的影響

取一定量海洋微藻，在酶加添量2.0%，料液比為1∶25，提取溫度分別為40 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃、60 ℃條件下，酶解2.0 h，提取溫度對藻油提取率的影響見圖5。

圖5　酶解溫度對藻油提取率的影響

由圖5可知，隨著提取溫度的上升，藻油提取率逐漸增大，當(dāng)溫度達(dá)到45 ℃左右時(shí)又逐漸降低。這是因?yàn)殡S著提取溫度的升高，蛋白酶的活性逐漸增強(qiáng)，酶促反應(yīng)速率加快，但是超過一定值后，溫度繼續(xù)增大使酶的活性快速下降，甚至?xí)セ钚?，從而?dǎo)致提取率下降。因此，確定最佳的提取溫度為45 ℃。

3　結(jié)論

海洋微藻藻油是海洋微藻利用的重要產(chǎn)品之一，水酶法不僅能提取油脂，同時(shí)能有效回收蛋白質(zhì)等功能成分。通過比較中性蛋白酶、復(fù)合蛋白酶、果膠酶和纖維素酶4種酶對海洋微藻的水解作用，確定復(fù)合蛋白酶為最佳水解酶，并確定海洋微藻藻油的最佳提取工藝為：酶添加量2.0%，料液比1：25，酶解時(shí)間2.0 h，提取溫度為45 ℃，在此工藝條件下，藻油提取率可達(dá)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）

對水酶法提取海洋微藻藻油的提取工藝進(jìn)行了研究。通過比較，確定復(fù)合蛋白酶為水解酶，并考察了酶添加量、料液比、酶解時(shí)間以及提取溫度對海洋微藻藻油提取率的影響，并確定最佳提取工藝為：酶添加量2.0%，料液比1∶25，酶解時(shí)間2.0 h，提取溫度為45 ℃。在此最佳條件下，藻油提取率可達(dá)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

國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201510356014）；中國計(jì)量學(xué)院開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

**張雨倩，女，1995年出生，中國計(jì)量學(xué)院食品質(zhì)量與安全專業(yè)在讀本科。

***陳文偉，通訊作者，E-mail：cwwhl@163.com.

2016-03-01