[发明专利]一种生物酶催化破壁提取微藻油脂的方法

说明书

本发明公开了一种生物酶催化破壁提取微藻油脂的方法，包括微藻培养离心筛选、蛋白酶处理并煮沸、复合酶处理后超声波处理以及蒸馏萃取四大步骤；本通过改变酶的加入顺序以及控制溶液温度，使得酶的活性达到最大，减少了酶的使用量，最后通过短暂的超声波处理，加快了整个微藻细胞的分解，同时也使得分解产物脱离微藻上的油脂，方便后续油脂的萃取，不仅提取微藻内部油脂率高，而且减少酶的使用量，缩短了提取周期，极大的降低了提取成本。

技术领域

本发明涉及微生物工程技术领域，具体涉及一种生物酶催化破壁提取微藻油脂的方法。

背景技术

藻类生物燃料是全球可再生资源系统的重要组成部分。微藻中的油脂作为生物燃料的主要形式，是利用微藻中的油脂在催化剂条件下进行反应所制备的生物柴油，与传统的生物燃料相比，藻类生物燃料具有更多的优势。其中有些微藻最大的可利用之处在于其干细胞中富含微藻油70％以上，是亚临界生物技术合成生物柴油的最佳原料，是理想的可再生能源。

目前提取微藻内部油脂的技术主要有传统上的机械粉碎、超声波、胶体磨等物理方法和生物酶解方法等，该类方法都是主要将微藻外层的细胞壁破坏，然后加入萃取剂进行离心分离，最后蒸馏得到微藻内部的油脂。但是对于微藻外侧细胞壁的破坏并不是上述方法中说的简单。传统上的机械粉碎、胶体磨破坏细胞壁都需要将微藻冷冻成粒，然后研磨破碎，此类方法破坏细胞壁的效果极差，经过后续操作提取的油脂很低。单纯的酶解法需要大量的生物酶经过长时间的处理，不仅增加了制备周期，而且增加了成本，而超声波处理的的微藻虽然加快了制备周期，但是提取的油脂率很低，无法实现大量提取。

专利号为CN105296137A的发明公开了一种生物酶催化破壁提取微藻油脂的方法，步骤是：A、在培养收获的产油微藻的湿藻泥、藻浆、干燥粉或发酵液中依次加入磷酸盐缓冲溶液、生物酶催化剂，搅拌并加热；B、酶催化降解反应完毕后，将反应体系调整pH值，将酶催化降解液温度提高并维持温度；C、待反应完毕后，将酶催化降解体系的温度降低，向反应体系中加入萃取剂进行油脂萃取，再加入破乳剂后通过离心进行分层；D、将分离获得的油相经减压蒸馏或者薄膜蒸发浓缩获得微藻油脂。该虽然方法易行，操作简便，针对产油微藻尤其是光合自养型产油微藻的高效破壁提油，降低了微藻提油过程的能量输入，提高了微藻能源的能效比，进而大大降低了微藻生物质能源的综合生产成本；但是整个提取油脂的周期过长，而且加入的复合酶含量不能过低，否则难达到所述的有益效果，这无形中也增加了生产成本。因此，发明一种能解决上述问题的生物酶催化破壁提取微藻油脂的方法是一项有待解决的技术问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种生物酶催化破壁提取微藻油脂的方法。

(二)技术方案

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种生物酶催化破壁提取微藻油脂的方法，包括以下步骤：

1)取适量微藻放在固体培养基中培养10-15天，然后从固体培养基表面刮取微藻放入温水中，并通过离心处理分离得到高纯度微藻；

2)将高纯度微藻放入纯净水中，然后加入体积为纯净水体积5％的磷酸盐缓冲液和重量为高纯度微藻质量0.5％的蛋白酶，搅拌反应体系并加热至45-50℃，反应0.5h后继续升温至100℃煮沸10min；

3)将煮沸后的反应溶液快速降温至50-60℃，并加入重量为高纯度微藻质量0.6％-1％的复合酶反应0.5-2h，然后采用超声波对复合酶反应后的溶液处理10min-20min；

4)向超声处理后的溶液中加入体积为溶液60％-80％的萃取剂，并在6000-8000rpm的转速下离心3-5min后，取上油脂层进行蒸馏得到微藻油脂。

优选地，所述步骤1中培养温度为25℃，光照强度为4000-6000lx。