全 文 ：收稿日期:2011 － 09 － 09
作者简介:杜晓凤(1985) ，女，硕士研究生，研究方向为微藻
的培养及活性物质的提取(E-mail)efeng000999@ 163． com。
通信作者:邹 宁，教授，博士(E-mail)ningzou76@126． com。
油脂加工
微绿球藻油脂提取方法的优化
杜晓凤，邹 宁，孙东红
(鲁东大学 生命科学学院，山东 烟台 264025)
摘要:为了提高微藻油脂的提取率，以微绿球藻藻粉为原料，比较了不同提取剂、破壁方法、提取时
间以及提取温度等因素对微藻油脂提取率的影响。单因素实验结果表明:所用提取剂中工业酒精
的提取率最高;破壁方法中反复冻融破壁提取率最高，超声波次之;提取率随着提取时间的延长而
增大，当提取时间大于 2 h后，提取率无明显差异;提取率随着提取温度的升高而增大，当提取温度
大于 55℃后，提取率增大的幅度减小。正交实验优化的微藻油脂提取最佳工艺条件为:以工业酒
精为提取剂，反复冻融法破壁，在 65℃水浴中提取 2 h，可获得较高的提取率，提取率为 34． 62%。
关键词:微绿球藻;油脂;反复冻融;超声波
中图分类号:TQ642;TK63 文献标志码:A 文章编号:1003 － 7969(2012)05 － 0010 － 03
Optimization on oil extraction from Nannochloropsis oculata Droop
DU Xiaofeng，ZOU Ning，SUN Donghong
(College of Life Science，Ludong University，Yantai 264025，Shandong，China)
Abstract:In order to improve the extraction rate of algae oil，the powder of Nannochloropsis oculata Droop
was used as raw material，and the effects of different solvents，fragmentation ways，extraction time and ex-
traction temperature on the extraction rate of algae oil were compared. The results of single factor experi-
ments showed that the highest extraction rate was obtained from industrial alcohol;in the fragmentation
ways，repeated freezing and thawing got the highest extraction rate，followed by ultrasonic;the extraction
rate increased with the increase of extraction time，but when the extraction time was longer than 2 h，
there was no significant difference among the extraction rates;the extraction rate increased with the in-
crease of temperature，but when the temperature was higher than 55 ℃，the increasing extent of extrac-
tion rate was decreased. The optimal extraction condition of algae oil was obtained by orthogonal test as fol-
lows:industrial alcohol used as oil extraction solvent，repeated freezing and thawing used as fragmentation
way，temperature 65℃ and time 2 h. The oil extraction rate reached 34． 62% under the optimal condition．
Key words:Nannochloropsis oculata Droop;oil;repeated freezing and thawing;ultrasonic
近年来，石油、煤炭等化石能源储量不断减少，
油价攀升，能源短缺现象加剧，各国都在关注可再生
能源的开发，微藻成为关注的焦点［1］。微藻具有产
油率高、生长速度快、有益于环境等优点，且易于粉
碎和干燥，预处理成本较低，加上具有较高价值的副
产物，使得微藻生物柴油在价格上具有优势，因而微
藻被作为新一代的生物柴油原料［2 － 3］。
微藻是最原始的生物之一［4］，其种类繁多、分
布广泛，在一定条件下能将二氧化碳、碳水化合物、
碳氢化合物和普通油脂等碳源转化为体内的油脂。
油脂含量超过生物总量 20%的微型藻类称为产油
微藻(Oleaginous microalgae) ，相应地，从产油微藻中
提取的油脂称为微藻油脂［5］。
目前，微藻油脂提取常用的方法有氯仿 －甲醇
法、超临界 CO2萃取法(SCF － CO2)、索氏提取法、改
良的酸水解法［6］、乙醇法［7］、有机溶剂法［8］，常用的
提取剂有工业酒精、石油醚 － 乙醚［9］、氯仿 － 甲
醇［10］、正己烷［11］等。油脂的提取是生物柴油制备
过程的重要环节，本实验以微绿球藻藻粉为原料，通
01 CHINA OILS AND FATS 2012 Vol. 37 No. 5
过比较提取微藻油脂的各种条件，对提取方法进行
优化，为生物柴油的制备提供工艺基础。
1 材料与方法
1. 1 原料、试剂
微绿球藻藻粉，由鲁东大学生命科学学院藻类
研究所提供;工业酒精;石油醚、乙醚、正己烷、三氯
甲烷、甲醇，分析纯。
1. 2 仪器、设备
101A －1E型电热鼓风干燥箱，FC204型电子天平，
JY92 － IID型超声波细胞粉碎机，LD5 －10型离心机。
1. 3 实验方法
1. 3. 1 藻粉的获取
采收处于稳定期的微绿球藻藻液，用大型离心
机于 3 000 r /min离心 30 min，取沉淀的藻泥于电热
鼓风干燥箱中 65℃烘干至恒重。将烘干的干藻粉
置于干燥器中待用。
1. 3. 2 溶剂的配制
石油醚 －乙醚:体积比 2 ∶ 1;氯仿 －甲醇:体积
比 2∶ 1;工业酒精、正己烷备好待用。
1. 3. 3 微藻油脂的提取
称取一定量的微绿球藻藻粉，破碎细胞壁后置
于磨口试管中，加入一定体积的提取剂，于快速混匀
器上混匀后，置于设置好温度的水浴锅中浸提一定
时间，期间适当振荡混匀。将上清液移入离心管中，
加入适量高效活性白土，于摇床上充分摇匀脱色，
6 000 r /min离心 5 min，收集上清液于已恒重的称量瓶
中。残渣移入原试管重复浸提 2次。将 3次收集的上
清液于电热鼓风干燥箱中蒸去提取剂，称重，计算油脂
含量。油脂含量 =(油脂质量/藻粉质量)×100%。
2 结果与分析
2. 1 单因素实验
2. 1. 1 不同提取剂对微藻油脂提取率的影响
称取(0. 5 ± 0. 01)g藻粉，加入 2 mL去离子水，
在混匀器上混匀，反复冻融 3 次后加入 5 mL 提取
剂，分别于 25℃和 35℃水浴中提取 3 h，提取方法
参考 1. 3. 3。不同提取剂在不同温度下的微藻油脂
提取率结果见图 1。
图 1 不同提取剂对微藻油脂提取率的影响
由图 1 可以看出，在 25℃和 35℃条件下，工业
酒精对微藻油脂的提取率均最高，分别为 20. 21%、
22. 16%，与其他实验组相比差异极显著(p ＜
0. 01) ;氯仿 －甲醇的提取率次之，分别为 13. 06%、
14. 33%;石油醚 －乙醚、正己烷的提取率较低。分
析这几种提取剂，工业酒精价格低廉，油脂提取率
高;石油醚、乙醚有一定毒性且价格较贵，提取过程
需加热处理才能有较高的油脂提取率，加热时提取
剂挥发过快，回收率低;氯仿、甲醇有剧毒并且难回
收，对高水分样品的测定更为有效［12 － 13］;正己烷有
一定毒性，并可在人体内蓄积。从成本及效果方面
来看，用工业酒精作为提取剂是较好的选择。
2. 1. 2 不同破壁方法对微藻油脂提取率的影响
称取(0. 5 ± 0. 01)g藻粉，加入 2 mL去离子水，
在混匀器上混匀，分别采用研磨法、反复冻融法和超
声波法破壁，加入 5 mL工业酒精于 25℃水浴中提
取 3 h，提取方法参考 1. 3. 3。不同破壁方法对微藻
油脂提取率的影响结果见图 2。
图 2 不同破壁方法对微藻油脂提取率的影响
由图 2 可以看出，反复冻融法微藻油脂的提取
率最高，达到 23. 86%;研磨法最低，为 21. 85%;超
声波法介于两者之间。微绿球藻细胞壁极薄，易于
破壁，由于本实验样品细胞密度较高，约为 0. 25 g /
mL，影响了超声波处理的细胞破碎率，而细胞密度
对反复冻融法破壁没有影响［14］，从而使反复冻融法
比超声波法破壁的提取率高。可见，高密度大批量
提取微藻油脂时，用反复冻融法破壁既能获得较高
的油脂提取率又能减少成本，操作也简单方便。
2. 1. 3 不同提取时间对微藻油脂提取率的影响
称取(0. 5 ± 0. 01)g藻粉，加入 2 mL去离子水，
在混匀器上混匀后，反复冻融 3 次，加入 5 mL 工业
酒精，于 25℃水浴中分别提取 1、2、3、4、5 h，提取方
法参考 1. 3. 3。不同提取时间对微藻油脂提取率的
影响结果见图 3。
由图 3 可以看出，微藻油脂的提取率随着提取
时间的延长而增大，但当提取时间大于 2 h 后，各提
取时间之间的提取率无明显差异。
112012 年第 37 卷第 5 期 中 国 油 脂
图 3 不同提取时间对微藻油脂提取率的影响
2. 1. 4 不同提取温度对微藻油脂提取率的影响
称取(0. 5 ± 0. 01)g藻粉，加入 2 mL去离子水，
在混匀器上混匀后，反复冻融 3 次，加入 5 mL 工业
酒精，分别于 25、35、45、55、65℃水浴锅中提取 3 h，
提取方法参考 1. 3. 3。不同提取温度对微藻油脂提
取率的影响结果见图 4。
图 4 不同提取温度对微藻油脂提取率的影响
由图 4 可以看出，提取率随着提取温度的升高
而增大，当温度大于 55℃时，提取率随温度升高而
增大的幅度减小。
2. 2 正交实验
在上述单因素实验基础上，设计了提取剂、破壁
方法、提取时间、提取温度四因素三水平的正交实
验，实验结果及分析见表 1。
表 1 L9(3
4)正交实验结果及分析
实验号 A提取剂
B破壁
方法
C提取
时间
D提取
温度
提取
率 /%
1 1(石油醚 －乙醚) 1(研磨) 1(2 h) 1(55℃) 9． 76
2 1 2(冻融) 2(3 h) 2(60℃) 10． 42
3 1 3(超声波) 3(4 h) 3(65℃) 11． 18
4 2(氯仿 －甲醇) 1 2 3 18． 95
5 2 2 3 1 16． 94
6 2 3 1 2 17． 89
7 3(工业酒精) 1 3 2 30． 69
8 3 2 1 3 32． 47
9 3 3 2 1 29． 86
k1 10． 45 19． 80 20． 04 18． 85
k2 17． 93 19． 94 19． 74 19． 67
k3 31． 01 19． 64 19． 60 20． 87
R 20． 55 0． 30 0． 44 2． 01
由表 1 可以看出，各因素中，提取剂对微藻油脂
提取率的影响最大，其次是提取温度、提取时间、破
壁方法。实验结果表明，选取 A3B2C1D3为微绿球藻
油脂提取的最佳工艺条件，即用工业酒精作提取剂、
反复冻融法破壁、提取时间 2 h、提取温度 65℃。在
此条件下，取 0. 5 g微绿球藻藻粉做重复实验，微藻
油脂提取率为 34. 62%。
3 结 论
以微绿球藻藻粉为原料，微藻油脂提取的最佳条
件为:工业酒精作为提取剂，反复冻融破壁，提取时间
2 h，提取温度 65℃，在此条件下，微绿球藻油脂提取
率为 34. 62%。本实验方法可用于高密度微藻的油脂
提取，可为微藻油脂的工业化生产提供实验参考。
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