拟微绿球藻不饱和脂肪酸EPA的提取精制及藻油微囊化工艺研究

摘要

二十碳五烯酸（EPA）属于多不饱和脂肪酸，其对身体的重要性已经在临床和流行病理学研究中得到明显的验证。目前市场上的EPA产品多是来源于深海鱼油，存在胆固醇含量较高、产品腥味较重影响口感等不足。海洋微藻是EPA等多不饱和脂肪酸（PUFAs）的最初生产者，与鱼油相比，微藻中的脂肪酸组成更为稳定且不含胆固醇和鱼腥味等问题，且微藻的培养繁殖简单，生长周期短，不受时间地域等影响，可通过培养条件控制提高不饱和脂肪酸含量，因此微藻作为EPA等PUFAs的又一来源具有很大的发展潜力。海洋微藻拟微绿球藻富含EPA，但从微藻中提取的富含EPA的粗藻油中含有较多的杂质和色素，影响EPA产品的外观，降低了EPA产品的质量等级。因此研究藻油的提取及富集、精制工艺，对于提高藻油质量和工业化应用有着重要的意义。
　　本文采用了有机溶剂提取法和超临界 CO2萃取法两种方法，对拟微绿球藻中的油脂进行提取，然后对微藻油脂中的EPA进行脱色精制和富集纯化，最后利用喷雾干燥法将高纯度的EPA藻油制成微胶囊。主要研究内容和结果如下：
　　（1）采用有机溶剂提取法提取拟微绿球藻粗脂肪酸，优化溶剂浸提体系及配比，确定最佳浸提条件。综合考虑溶剂的安全性和粗脂肪酸的提取率，确定石油醚、丙酮、乙醇（2:1:0.5）为最优溶剂体系，此时拟微绿球藻粗脂肪酸的提取率达到21.6％， EPA占总脂肪酸的比例为27.75%。
　　（2）采用超临界CO2萃取法提取拟微绿球藻粗脂肪酸，研究了夹带剂、萃取压力、萃取温度及时间对EPA提取率的影响，并结合响应面法对超临界CO2萃取工艺进行优化。在甲醇作为夹带剂的前提下，实验得到的最优工艺参数为：压力为26 MPa、温度为48℃、萃取168 min得到拟微绿球藻粗脂肪酸的提取率为8.34%，EPA占总脂肪酸的比例为7.78%。
　　（3）藻油脱色工艺研究：对有机溶剂提取法得到的富含EPA的粗藻油进行脱色工艺探究，通过单因素实验和响应面实验优化脱色工艺条件，结果表明最优脱色工艺为：活性炭作为脱色吸附剂，脱色温度68℃，脱色时间54 min，活性炭用量3.8 g/100 mL藻油。在此条件下，EPA藻油的脱色率和三次解析后回收率分别为98.05%和81.45%。
　　（4）EPA富集工艺研究：采用尿素包合法对脱色微藻粗脂肪酸中的EPA进行富集，得到最优富集方案为：1次尿素包合，回流包合反应1 h，尿素/混合脂肪酸（w/w）为2:1，尿素结晶温度为-7℃，包合时间20 h。在该条件下，EPA占总脂肪酸的比例由原来的10.24%提高到31.34%，EPA的含量从10.61 mg/g增加到74.60 mg/g。
　　（5）藻油微囊化工艺研究：研究了喷雾干燥法制备微囊化藻油粉末油脂的工艺，选用阿拉伯胶和麦芽糊精作为复合壁材，单甘脂和蔗糖酯作为复合乳化剂，通过单因素实验和正交试验确定了微囊化藻油粉末油脂的最佳工艺条件为：复合乳化剂（单甘脂：蔗糖酯）为3:7，乳化剂用量为3%，芯壁比为0.5:1，壁材比为1:5，在此条件下，藻油微胶囊的包埋率为80.2%。

目录

声明

1 文献综述

1.1 二十碳五烯酸概况

1.2 微藻来源的EPA研究概况

1.3 微藻油脂提取精制工艺研究概况

1.4 微藻藻油的脱色工艺概况

1.5 多不饱和脂肪酸富集工艺概况

1.6 油脂微囊化工艺概况

1.7 课题研究意义及内容

2 拟微绿球藻藻油提取工艺研究

2.1 材料与仪器

2.2 实验方法

2.3 实验结果

2.4小结

3 拟微绿球藻藻油脱色工艺研究

3.1 材料与仪器

3.2 实验方法

3.3 实验结果

3.4 小结

4 拟微绿球藻藻油EPA富集工艺研究

4.1 材料与仪器

4.2 实验方法

4.3 实验结果

4.4 小结

5 藻油微囊化工艺研究

5.1 材料与仪器

5.2 实验方法

5.3 实验结果

5.4 小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

附录1 攻读学位期间发表的学术论文

致谢