宋雨雨 竺佳杰 張雨倩 陳文偉*

（中國計量大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，浙江杭州 310018）

海洋微藻是一種生長周期短、安全性高的光合自養(yǎng)型生物，是重要的海洋資源，富含人體所需要營養(yǎng)物質(zhì)，如脂質(zhì)、色素、類胡蘿卜素、藻多糖等營養(yǎng)活性成分。海洋微藻具有多種藥理保健功能，具有較高的經(jīng)濟價值，如微藻中的葉黃素可以降低光線對眼睛的危害，預(yù)防白內(nèi)障；藻多糖可以顯著改善人體免疫力和抗病毒感染能力。海洋微藻能把光合作用產(chǎn)物轉(zhuǎn)為脂質(zhì)并儲存起來，是獲取脂類資源的良好生物來源。

傳統(tǒng)的油脂提取技術(shù)包括溶劑提取法和物理壓榨法。溶劑提取法使用的化學(xué)試劑具有一定的安全隱患，物理壓榨法動力消耗量大，所得產(chǎn)品粕殘油量高。水酶法是一種在酶法基礎(chǔ)上發(fā)展形成的脂類提取方法，根據(jù)非油物質(zhì)對水、油兩相親和程度的不同，選用適宜的酶破壞植物細胞壁，再經(jīng)物理機械處理，釋放出細胞內(nèi)部的脂質(zhì)，并回收反應(yīng)副產(chǎn)物的技術(shù)。相比于傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法，水酶法具有顯著的優(yōu)越性：反應(yīng)更加溫和，能最大程度地保留營養(yǎng)成分；油脂精煉工藝流程少，能大大降低能耗等。

因此，以水酶法提取海洋微藻藻油，有利于充分開發(fā)海洋藻類資源，在食品、醫(yī)藥保健、化工能源及環(huán)境保護等領(lǐng)域有重要的經(jīng)濟開發(fā)價值。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

海洋微藻粉末（裂殖壺藻），自制；復(fù)合蛋白酶，上海華藍化學(xué)科技有限公司；磷酸鹽等試劑均為分析純。

1.2 儀器

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

1.3 微藻藻油提取工藝

藻粉→超聲溶解→酶解→提取→離心→濃縮→藻油

稱取適量海洋微藻粉末，加入緩沖溶液，超聲溶解后，加入適量復(fù)合蛋白酶并充分振蕩，一定溫度下酶解一定時間后，離心，上清液旋蒸濃縮產(chǎn)物為藻油。

1.4 微藻藻油提取率計算

海洋微藻藻油提取率計算公式如下：

式中：η——藻油提取率，%；

m1——海洋微藻藻粉質(zhì)量，g；

m2——藻油質(zhì)量，g。

1.5 數(shù)據(jù)分析與處理

根據(jù)Design-Expert8.0 軟件設(shè)計影響因素組合試驗，分別以酶解時間（h）、酶添加量（%）、酶解溫度（℃）、料液比為自變量，對海洋微藻藻油的提取工藝進行優(yōu)化。

2 結(jié)論與分析

在前期研究的基礎(chǔ)上，以酶添加量2.0%、料液比1∶25、酶解時間2.0 h、酶解溫度45 ℃為中心值，變化步長分別為0.5、5、0.5、5 的響應(yīng)面組合設(shè)計試驗，優(yōu)化水酶法提取海洋微藻藻油工藝。設(shè)計組合與結(jié)果分別見表1、表2，回歸方程方差分析結(jié)果見表3。

表1 試驗因素和水平編碼值表

表2 二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計結(jié)構(gòu)矩陣及試驗結(jié)果

表3 回歸方程方差分析

根據(jù)對試驗數(shù)據(jù)的多重回歸分析，可以得到以海洋微藻藻油提取率（%） 為響應(yīng)值的二階多項式回歸方程：

其中，Y 為海洋微藻藻油提取率（%），X1為酶添加量（%），X2為料液比，X3為酶解時間（h），X4為酶解溫度（℃）。

自變量作用情況與等高線圖形狀相呼應(yīng)。各項自變量對海洋微藻藻油提取率的影響可以通過曲面的陡斜度來呈現(xiàn)，曲面越斜，影響越明顯，反之亦然。此外，等高線圖對應(yīng)橢圓的離心率表示自變量兩兩之間互作的效果，越形似橢圓，效果越好。圖1 分別表示：料液比與酶添加量、酶解時間與酶添加量、酶解溫度與酶添加量、酶解時間與料液比、酶解溫度與料液比、酶解溫度與酶解時間相互作用的等高線圖。

圖1 各因素間的互作圖

通過回歸方程，得到海洋微藻藻油的最佳提取工藝為：酶添加量2.0%，料液比1∶27，酶解時間2.0 h，酶解溫度45 ℃，此條件下海洋微藻藻油的理論提取率為17.1%，通過試驗驗證得到此條件下藻油的實際提取率為17.4%。

3 結(jié)論

海洋微藻含有豐富的脂類物質(zhì)，從微藻中提取藻油是當(dāng)今海洋資源技術(shù)開發(fā)的熱點。通過水酶法對海洋微藻藻油進行提取，運用響應(yīng)面法優(yōu)化海洋微藻藻油的提取工藝。結(jié)果表明，微藻藻油最佳提取工藝為：酶添加量2.0%，料液比1∶27，酶解時間2.0h，酶解溫度45℃，此條件下海洋微藻藻油的提取率為17.4%。通過水酶法提取海洋微藻藻油，為工業(yè)化大規(guī)模提取制備海洋微藻油提供理論基礎(chǔ)與技術(shù)支持，促進油脂加工業(yè)未來的發(fā)展。