摘要 海洋微藻富含脂質(zhì)，是獲取油脂的良好生物來源。采用水酶法提取海洋微藻藻油，通過響應(yīng)面法對(duì)水酶法提取海洋微藻藻油的工藝進(jìn)行優(yōu)化。試驗(yàn)結(jié)果表明，水酶法提取海洋微藻藻油的最佳提取工藝為：復(fù)合蛋白酶添加量2.0%，料液比1：27，酶解時(shí)間2.0h，酶解溫度45 ℃，此條件下海洋微藻藻油的提取率達(dá)到17.4%，為海洋微藻藻油的工業(yè)化生產(chǎn)提供了一定的理論支持和技術(shù)指導(dǎo)。

　　關(guān)鍵詞 海洋微藻;藻油;水酶法;響應(yīng)面法優(yōu)化

　　Abstract Marine microalgae are rich in lipid，which is a good biological source of oil.In this study，the water enzyme method was used to extract marine microalrae oil，and the response surface method was used to optimize the extraction process of marine microalgae oil.The best extraction technology of marine microalgae oil by water enzymatic method is the content of compound protease is 2.0%，the ratio of material to liquid is 1：27，the reaction time is 2.0 h，the reaction temperature is 45 ℃，under this condition，the extraction rate of marine microalgae oil reaches 17.4%.which provides certain theoretical support and technical guidance for the industrial production of marine microalgae oil

　　Keywords marine microalgae;algal oil;water enzymatic method;response surface optimizatior

　　海洋微藻是一種生長(zhǎng)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如脂質(zhì)、色素、類胡蘿卜素、藻多糖等營(yíng)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(jì)價(jià)值，如微藻中的葉黃素可以降低光線對(duì)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(chǔ)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(dòng)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(duì)水、油兩相親和程度的不同，選用適宜的酶破壞植物細(xì)胞壁，再經(jīng)物理機(jī)械處理，釋放出細(xì)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(yíng)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(hù)等領(lǐng)域有重要的經(jīng)濟(jì)開發(fā)價(jià)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(lán)化學(xué)科技有限公司;磷酸鹽等試劑均為分析純。

　　1.2儀器

　　CTI4RD高速冷凍離心機(jī)，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(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠。

　　1.3微藻藻油提取工藝

　　粉、超聲溶解-酶解-提取→離心一濃縮藻油

　　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(shí)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(jì)算

　　海洋微藻藻油提取率計(jì)算公式如下：

　　1.5 數(shù)據(jù)分析與處理

　　根據(jù)Design-Exper8.0軟件設(shè)計(jì)影響因素組合試驗(yàn)，分別以酶解時(shí)間(h)、酶添加量(%)、酶解溫度(℃)、料液比為自變量，對(duì)海洋微藻藻油的提取工藝進(jìn)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(shí)間2.0h、酶解溫度45℃為中心值，變化步長(zhǎng)分別為0.5、5、0.5、5的響應(yīng)面組合設(shè)計(jì)試驗(yàn)，優(yōu)化水酶法提取海洋微藻藻油工藝。設(shè)計(jì)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。

　　根據(jù)對(duì)試驗(yàn)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(xiàng)式回歸方程：

　　自變量作用情況與等高線圖形狀相呼應(yīng)。各項(xiàng)自變量對(duì)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(duì)應(yīng)橢圓的離心率表示自變量?jī)蓛芍g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(shí)間與酶添加量、酶解溫度與酶添加量、酶解時(shí)間與料液比、酶解溫度與料液比、酶解溫度與酶解時(shí)間相互作用的等高線圖。

　　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(shí)間2.0h，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(yàn)驗(yàn)證得到此條件下油實(shí)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(diǎn)。通過水酶法對(duì)海洋微藻藻油進(jìn)行提取，運(yùn)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(shí)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(jìn)油脂加工業(yè)未來的發(fā)展。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]唐佳芮，杜宣利，張雨霄，等.微藻油加工技術(shù)研究進(jìn)展[J].糧食與食品工業(yè)，2019，26(1)：10-12.

　　[2]AHARAKBS，CHENWY，RAMANA，et al.Microalgae lipid and biomass for biofuel production：a comprehensive review on lipid enhancement strategies and their effects on fatty acid composition[J].Renewableand Sustainable Energy Reviews，2018，97：200-232.

　　[3]石桂珍，葛軍營(yíng)，王春利，等·微藻油脂提取工藝的研究進(jìn)展[J].煤炭與化工，2019，42(8)：122-125.

　　[4]陳妙瑩，梁英妹，陳清梅，等功能性微藻乳酸飲料的應(yīng)用前景[J].輕工科技，2018(7)：1-2;6.

　　[5]許皎皎，顧星海，童惠英微藻油脂的提取技術(shù)研究進(jìn)展[J].糧食與食品工業(yè)，2016，23(3)：32-34.

　　[6]姜云鵬，王昌穩(wěn)，徐梅，等.熱處理法提取微藻胞外聚合物的條件[J].凈水技術(shù)，2019，38(11)：102-105.

　　[7]胡曉，武瓊，楊賢慶，等裂壺藻渣酶解產(chǎn)物的抗氧化穩(wěn)定性[]].食品科學(xué)，2015，36(11)：21-26.

　　[8]劉敏勝，耿金峰，王慧嶺，等.微藻產(chǎn)油技術(shù)進(jìn)展[J].生物產(chǎn)業(yè)技術(shù)，2019(5)：22-31.

　　[9]張萌，賈文川.微藻制備生物柴油技術(shù)綜述[J].當(dāng)代化工，2018，47(4)：827-830.

　　[10]KUMARG，RICHAS，JAIGS.Molasses-based growth andipid production by Chlorella pyrenoidosa：A potential feedstock for biodiesel[J].International Journal of Green Energy，2016，13(3)：320-327.

　　[11]TOMOVOK，MASATOSHK，EFFENDVM，et al.Isolation of lipid-rich marine microalgae by flow cytometric screening with Nile Red staining[J].Aquaculture International，2019，27(2)：509-518.

　　[12]劉藝琳，陳宏培，龔世禹，等.微藻油的提取與功能研究進(jìn)展[J].食品1業(yè)科技，2019，40(5)：333-342.

　　[13]PIASECKAA，KRZEMISKAL，TVSJ.Physical methods of microalgal biomass pretreatment[J].International Agrophysics，2014，28(3)：341-348.

　　[14]HABAKIH，YOSHIMURAY，ECASHIRAR.Separation of aromatic components from light cycle oil by solvent extraction[J].Separation Science and Technology，2019，54(7)：1 159-1 166.

　　[15]榮輝，吳兵兵，楊賢慶，等·水酶法提取生物油脂的研究進(jìn)展[J].食品工業(yè)科技，2017，38(2)：374-378.

　　[16]PARKJY，OHYK，LEEJS，el al.Acid-catalyzed hotwater extraction of lipids from Chlorella vulgaris[J].Bioresource Technology，2014，153(2)：408-412

　　[17]吳兵兵，榮輝，楊賢慶，等·兩步酶法提取裂壺藻油的工藝優(yōu)化[J].食品工業(yè)科技，2017(24)：84-88.

　　[18]榮輝，吳兵兵，楊賢慶，等響應(yīng)面優(yōu)化水酶法提取裂壺藻油的工藝[J].中國(guó)油脂，2018，43(2)：98-103.

　　[19]SONGYY，ZHANGWB，WUJ.Ethanol-Assisted Aqueous Enzymatic Extraction of Peony Seed Oil[J].Journal of the American Oil Chemists'Society，2019，96(5)：595-606.

　　[20]MAFFEIG，BRACCIALEMP，BROGGIA，et al.Effect of anEnzymatic Treatment with Cellulose and Mannanase on the Structural Properties of Nannochloropsis microalgae[J].Bioresource Technology，2018，249：592-598.

　　[21]楊建遠(yuǎn)，鄧澤元水酶法提取植物油脂技術(shù)研究進(jìn)展[J].食品質(zhì)量安全檢測(cè)學(xué)報(bào)，2016，7(1)：225-230.[22]張雨倩，張婧嫣，楊淑暖，等.海洋微藻藻油的提取工藝研究[J].食品工程，2016(1)：56-58.

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文章名稱： 響應(yīng)面法優(yōu)化水酶法提取海洋微藻藻油的研究

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