全 文 ：第 28 卷 第 2 期
Vol. 28 No. 2
钦 州 学 院 学 报
JOURNAL OF QINZHOU UNIVERSITY
2013 年 2 月
Feb.，2013
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［收稿日期］2012-11-20
［基金项目］广西自然科学基金项目:海洋微藻降血脂活性成分的提取分离(2010GXNSFA013063)。
［作者简介］钟秋平(1964-) ，男，广西钦州人，钦州学院海洋学院副教授。
葡萄藻中粗脂肪提取的
工艺研究及其成分分析
钟秋平，林美芳，戴梓茹，唐 凌
(钦州学院 海洋学院，广西 钦州 535000)
［摘 要］ 以葡萄藻为原料，通过单因素和正交试验，探讨了料液比、微波温度、微波时间、微波功率对提取
粗脂肪的影响。实验结果表明最佳的工艺条件为:微波功率为 400W，微波温度 60℃，微波时间 120s，料液比 1 ∶
20。此条件下重复实验，粗脂肪得率为 15． 08%。对葡萄藻脂肪酸成分分析，主要脂肪酸成分为 C16 ∶ 0，C16 ∶ 1(n－
7) ，C18 ∶ 1(n－9) ，C20 ∶ 5(n－3)。其中 C16 ∶ 1(n－7)的含量达到 37． 68%。无二十二碳六烯酸(DHA)含量。
［关键词］ 葡萄藻;粗脂肪;成分分析
［中图分类号］ Q547 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1673-8314(2013)02-0031-04
葡萄藻(Botryocccus braunii)隶属于绿藻门
(Chlorophyta)绿藻纲(chlorophyceae)绿球藻目
(Chlorococcale)从粒藻科从粒藻属。它具有从头
合成多不饱和脂肪酸(Polyunsaturatedfattyacids，
PUFAs)的能力，而 PUFAs 在营养和医学领域都
有重要作用，具有抗动脉硬化，降血脂压、抗炎症、
调节免疫能力、抗变态反应、抗肿瘤等作用，可用
来治疗某些自身免疫疾病，变态性反应疾病和过
敏性疾病［1 － 2］。目前 PUFAs主要从鱼油中提取，
但其加工处理复杂、污染严重。海藻作为 PUFAs
的另一主要来源具有很大的潜力，天然海藻资源
丰富，约占海洋生物物种的 40. 86%。因此研究
和开发海藻资源生产 PUFAs 产品具有广阔的应
用前景和巨大的经济价值［3］。1996 年蔡春等对
我国近海海域的部分海藻的脂肪酸含量进行了研
究，发现一些海藻的 EPA 含量丰富;1999 年华南
理工大学通过研究南海海藻多不饱和脂肪酸的含
量，发现许多海藻含有 EPA、DHA，而且含量很
高。由于前人研究海藻 PUFAs 时，没有使用过葡
萄藻材料，本实验以葡萄藻为材料，根据前人的经
验并加以改进，通过超声波辅助微波的方法提取
粗脂肪，并优化从葡萄藻粉中提取粗脂肪的工艺
条件，为提高工业化从海洋藻类中提取 PUFAs 生
产提供技术支持。
1 材料和方法
1． 1 实验材料
葡萄藻采自北部湾(自行分离)
1． 2 实验方法
1． 2． 1 葡萄藻粉的预处理
湿葡萄藻在温度条件 45℃下的烘箱里烘 1 小时，
取出利用粉碎机将葡萄藻粉碎 40 目左右。
1． 2． 2 单因素实验
准确称取 2. 0g葡萄藻粉，加入小烧杯中，在
超声波细胞破碎仪中(功率 200W，温度 50℃)
处理 20min 后取出，加入 20mL 石油醚，在微波
作用下，分别考察料液比、微波温度、微波时间、
微波功率对葡萄藻总脂肪提取效果的影响。趁
钦州学院学报 第 28 卷
热离心 20min，取出上清液后转移到小试管内，
90℃的水浴锅水浴 20min，最后得粗产品，称重
并记录。
1． 2． 3 超声波辅助微波法正交实验
准确称取 2． 0g 葡萄藻藻粉末，加入小烧杯
中，在超声波仪器(功率 200W，温度 50℃)处理
20min后取出，选取料液比(A)、微波温度(B)、微
波时间 (C)、微波功率 (D)这 4 个因素进
行 L9(3
4)正交实验，探讨其对提取含量的影响。
因素水平见表 1。
表 1 L9(3
4)正交因素水平表
Tab． 1 L9(3
4)Orthogonal factor levels table
水平 /因素
料液比
A(w /v)
微波温度
B(℃)
微波时间
C(S )
微波功率
D(W )
1 1 ∶ 20 50 90 300
2 1 ∶ 25 60 120 400
3 1 ∶ 30 70 150 500
脂肪酸含量计算公式:粗脂肪的含量 X =(m1
－m0 /m)×100%
式中:m1:脂肪和烧瓶的质量，m0:烧瓶的质
量，m:样品的质量。
1． 2． 4 葡萄藻中脂肪酸的成分分析
将粗脂肪溶于 70℃ KOH－乙醇溶液皂化 2h，
冷却，用石油醚萃取，弃去醚层，水层用 10%盐酸
酸化至 pH=1 ～ 2，用石油醚萃取，与之前石油醚
合并，水洗至中性，无水硫酸钠干燥，得混合粗脂
肪酸。按比例为脂肪酸:尿素(1 ∶ 2)、尿素:乙醇
(1 ∶ 10)进行实验，将尿素于 70℃水浴中回流溶
解加入制备的混合粗脂肪酸，搅拌冷却至室温，于
4℃包合结晶 12h，结晶后，加入活性炭脱色 10min
后抽滤，滤液加入等体积的氯仿进行萃取，氯仿用
无水硫酸钠干燥，得粗脂肪酸。取一定量样品，加
入 1mL 2mol /L HCl－甲醇溶液，于 60℃下甲酯化
15min，冷却后加入正己烷和饱和氯化钠各 1mL
震荡，静置分层，取上清液，利用气相色谱技术对
其成分进行分析。
2 实验结果与讨论
2． 1 料液比的选择
选择料液比为1 ∶ 10，1 ∶ 15，1 ∶ 20，1 ∶ 25，
图 1 料液比对提取粗脂肪的影响
Fig． 1 Effects of material to liquid on extraction
crude fat from botryococcus braunii
1 ∶ 30 分别进行实验，结果如图 1 所示，葡萄藻粗
脂肪的提取率随着料液比的提高而提高，因为浓
度差是浸出过程的主要推动力，当料液比较小时，
溶剂不能完全浸润葡萄澡粉，导致提取率不高。
随着料液比增大，葡萄藻粉充分被浸泡，两相中目
标成分浓度差较大，扩散推动力增大，提取率逐渐
提高，当料液比达到 1 ∶ 20 时脂肪酸的提取含量
达到一个高值 10． 46%，之后随着料液比的升高
而降低，因为在浸出过程中大量溶剂的加入，浸出
率也降低。因此最佳料液比为 1 ∶ 20。由图 1 可
以看出，料液比从 1 ∶ 15 至 11 ∶ 20 之间时，提取
含量低于 1 ∶ 20 至 1 ∶ 30，因此，在正交实验中选
择料液比的范围是 1 ∶ 20－1 ∶ 30。
2． 2 微波温度的选择
图 2 温度对提取粗脂肪的影响
Fig． 2 Effects of temperature on extraction crude
fat from botryococcus braunii
分别在 30℃、40℃、50℃、60℃、70℃下进行
提取，实验结果如图 2，葡萄藻粗脂肪的提取率随
着微波温度的升高而提高，这是由于在低于 60℃
的时候，溶剂没有沸腾，提取没有达到回流状态，
随着温度增加，热作用使分子运动速度慢慢加快，
加快了传质运动，使葡萄藻的脂肪酸提取率增加。
当微波温度达到 60℃时总脂肪的提取含量达到
一个高值 8． 38%，此时溶剂已经达到回流状态，
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第 2 期 钟秋平，林美芳，戴梓茹，唐 凌:葡萄藻中粗脂肪提取的工艺研究及其成分分析
再增高提取温度，对脂肪提取率影响不大，之后随
着微波温度的升高而降低。因此，选择 60℃作为
最佳微波温度。
2． 3 微波时间的选择
图 3 时间对提取粗脂肪含量的影响
Fig． 3 Effects of time on extraction crude fat from
botryococcus braunii
分别以微波时间为 30s、60s、90s、120s、150s、
180s进行实验，结果如图 3 所示，葡萄藻粗脂肪
的提取率随着微波时间的增加而提高，提取初期，
溶剂中脂肪含量小，浓度差大，提取速率上升很
快。随着提取时间的延长，脂肪含量增加，浓度变
大，溶剂中的浓度差变小，提取速率相应地减慢。
当微波时间达到 120s 时粗脂肪的提取含量达到
一个高值 11． 63%，之后随着微波时间的增加而
降低，因为在微波过程中，可能由于提取时间过
长，溶剂损失所致，因此，微波时间为 120s是葡萄
藻粗脂肪的提取率最优条件。
2． 4 微波功率的选择
图 4 功率对提取粗脂肪含量的影响
Fig． 4 Effects of power on extraction crude fat
from botryococcus braunii
以微波功率为 100W、200W、300W、400W、
500W、600W 进行实验，结果如图 4 所示，葡萄藻
粗脂肪的提取率随着微波功率的提高而提高，当
微波功率达到 400W时粗脂肪的提取含量达到一
个高值 14． 10%，之后随着微波功率的增加而降
低，可能是功率太高时，产生大量空化泡来不及崩
溃，从而减少能量的传递，因此不利于提取。因
此，400W为最佳微波功率。
2．5 超声波辅助微波法正交实验结果与分析
表 2 L9(3
4)正交试验结果分析表
Tab．2 L9(3
4)Results analysis of orthogonal experiment
试验号
水平
A B C D
脂肪含量
(%)
1 1 1 1 1 10． 74
2 1 2 2 2 12． 08
3 1 3 3 3 11． 08
4 2 1 2 3 10． 71
5 2 2 3 1 11． 58
6 2 3 1 2 11． 30
7 3 1 3 2 11． 12
8 3 2 1 3 10． 44
9 3 3 2 1 11． 09
K1 11． 3 10． 857 10． 827 11． 137
K2 11． 197 11． 367 11． 293 11． 500
K3 10． 883 11． 157 11． 260 10． 743
R 0． 417 0． 510 0． 466 0． 757
对表 2 结果进行极差分析表明，四个因素中
对葡萄藻提取粗脂肪工艺影响顺序为:D＞B＞C＞
A，微波功率和温度对葡萄藻粉的粗脂肪的提取
影响较大，料液比和微波时间的影响较小，因此，
在提取粗脂肪时，最重要的是把握微波功率和微
波温度的量。葡萄藻提取粗脂肪的最佳提取工艺
为 D2B2C2A1，即:微波功为 400W，微波温度为
60℃，微波时间 120s，料液比为 1 ∶ 20。这与单因
素实验结果完全一致。在此最佳条件下做重复试
验，粗脂肪的提取率为 15． 08%。
2． 6 葡萄藻中脂肪酸的成分分析
葡萄藻脂肪酸经甲酯化后采用气相色谱法进
行测定，其成分及含量见表 3。
表 3 葡萄藻脂肪酸成分含量列表(部分)
Tab． 3 Fatty acid composition of botryococcus
braunii content list (part)
脂肪酸名称 藻油含量(mg /100g)
十六碳酸 1797． 22
顺－9－十六碳一烯酸 1970． 84
顺－9－十八碳一烯酸 689． 92
顺，顺－9，12－十八碳二烯酸 107． 8
顺－5，8，11，14，17－二十碳五烯酸 355． 07
十四碳酸 309． 68
二十二碳酸 0
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不同种类的藻具有其本身特征的脂肪酸，所
含有的异(iso－)和反异(anteiso－)等支链脂肪酸，
可能是在培养过程中细胞受到污染所致。尽管微
藻的脂肪酸组成在不同培养的条件下可能有所变
化，但是仍保持有其特殊的特征。由表 3 可以看
出，葡萄藻的主要脂肪酸成分为 C14 ∶ 0，C16 ∶ 0，C16 ∶ 1
(n－7) ，C18 ∶ 1(n－9) ，C20 ∶ 5(n－3)。其中 C16 ∶ 1(n－
7)的含量最高，达到 37． 68%，远高于其他成分。
无二十二碳六烯酸(DHA)含量，这与王大志［4］等
人研究同属于绿藻纲的海水小球藻脂肪酸研究结
果基本一致。
3 结论
通过实验可知，微波对提取葡萄藻中粗脂肪
具有很好的促进作用。其最佳的工艺条件为:微
波功率为 400W，微波温度 60℃，微波时间 120s，
料液比为 1 ∶ 20。在此最佳条件下重复实验，此
时粗脂肪得率为 15． 08%。利用气相色谱技术对
葡萄藻粗脂肪成分进行分析，葡萄藻的主要脂肪
酸成 分 为 C16 ∶ 0，C16 ∶ 1 (n － 7) ，C18 ∶ 1 (n －
9) ，C20 ∶ 5(n－3)。其中 C16 ∶ 1(n－7)的含量最高，
达到 37． 68%，无二十二碳六烯酸(DHA)含量。
葡萄藻脂肪提取研究及其成分分析，为提高工业
化从海洋藻类中提取 PUFAs生产提供技术支持。
参 考 文 献
［1］ 王萍，张银波，江木兰． 多不饱和脂肪酸的研究进展［J］． 中
国油脂，2008，133:42－46．
［2］ 夏亚穆，王伟，王琦．海洋多不饱和脂肪酸生物活性的研究
进展［J］．化学与生物工程，2008，25:13－16．
［3］ 王唯玮．海产油脂中心血管活性物质－高度不饱和脂肪酸的
提取分离技术和应用［J］． 中国海洋药物，1989，(3) :30 －
43．
［4］ 王大志，彭兴跃，李少菁，等． 海水小球藻脂肪酸组成研究
［J］．海洋科学，1999，(4) :68－70．
On the Extraction Process of Crude Fat from Grape
Algae and Its Component Analysis
ZHONG-Qiuping，LIN-Meifang，DAI-Ziru，TANG Ling
(School of Ocean，Qinzhou University，Qinzhou 535000，China)
Abstract:Taking grape algae as raw material and through single factor and orthogonal test，the impact of solid-liquid ratio，
microwave temperature，time and power on the extraction of crude fat is discussed． The experiment shows that the optimum condi-
tions are when microwave power is 400W，microwave temperature is 60℃，microwave time is 120s，and the solid-liquid ratio is
1 ∶ 20，repeating which achieve a crude fat rate of 15． 08% ． The component analysis of grape algae indicates that the main com-
ponents of fatty acid in it are C16 ∶ 0，C16 ∶ 1(n-7) ，C18 ∶ 1(n-9)and C22 ∶ 5(n-3) ，among which the content of C16 ∶ 1(n-7)reaches
37． 68%，and there is no DHA in it．
Key words:grape algae;extraction;crude fat;component analysis
［责任编辑 江元杪］
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