DHA生产工艺简介doc-国家生化工程技术研究中心
二十二碳六烯酸(DHA)的生产工艺
二十二碳六烯酸(DHA)的生产工艺二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic Acid, DHA)是一种重要的ω-3多不饱和脂肪酸,具有诸多积极的健康功效,如促进脑发育和维持心脏健康。
近年来,DHA的生产工艺得到了大幅改进,使得大规模工业化生产成为可能。
DHA的生产工艺通常基于微生物发酵过程。
首先,从自然界中筛选出高DHA产量的海洋微生物菌种,并通过温度、pH值、营养源等条件的优化,使其DHA产量最大化。
随后,通过研发合适的培养基和发酵条件,如氧含量、发酵时间等,达到高效稳定的DHA产酸工艺。
在培养基的配方中,常常采用含有高量DHA原料的基础物质,如脂肪酸、氨基酸、糖类和矿物质等。
这些原料中的碳源提供微生物生长所需的能量,而氮源则是微生物合成蛋白质和细胞物质的重要组成部分。
同时,添加适量的维生素和辅酶等有助于DHA产酸过程中的微生物生长和代谢。
发酵过程中微生物需经历一系列的阶段,包括生长、合成和稳定期。
生长期是指微生物菌种通过吸收培养基中的养分进行繁殖的阶段,此过程要求培养基中营养物质的充分供应。
在合成期,微生物通过吸收培养基中的养分合成DHA,这是DHA生产的关键阶段。
稳定期是指微生物菌种停止生长且DHA产量稳定的阶段,此时应减少培养基的供应以维持产酸。
当DHA的合成达到一定程度后,需要进行分离提纯工艺。
常用的分离提纯方法包括有机溶剂萃取、冷冻结晶和薄膜分离等。
其中,有机溶剂萃取可以从发酵液中将DHA与其他杂质分离,冷冻结晶则通过控制温度和其他操作参数,将DHA从溶液中结晶出来。
薄膜分离是通过特定的薄膜材料,如超滤膜或纳滤膜,将DHA与其他组分分离。
综上所述,二十二碳六烯酸(DHA)的生产工艺主要基于微生物发酵过程。
通过合理优化培养基配方和发酵条件,选择高产DHA的微生物菌种,可实现高效稳定的DHA产酸过程。
最后通过分离提纯工艺将DHA从发酵液中纯化出来。
这种工艺为DHA的大规模工业化生产提供了有效的技术支持。
dha藻油提取工艺
dha藻油提取工艺
1.菌种选择
DHA藻油生产的关键是选择优质的藻菌株。
根据目前的研究结果表明,高DHA含量的藻菌株包括Schizochytrium sp.、Crypthecodinium sp.、Thraustochytrium sp.等。
2.预处理
对藻菌进行预处理可以提高DHA的含量和产量。
可以通过调整培养基的成分、添加一些适当的激素或生长因子来达到这个目的。
3.培养条件
如何为藻菌提供一个适合其生长和DHA积累的环境是DHA藻油提取的重要环节。
培养条件包括温度、光照、培养基成分、pH值等。
4.收获
通常情况下,当藻菌的生长达到一定程度后,其DHA含量才会达到一定水平。
此时,可以通过中和、沉淀、超滤、萃取等方式来收获藻油。
这些技术的选择将取决于藻油的品质和使用要求等因素。
5.清理和后续处理
生产过程中需要清理浸出物和杂质,然后经过一系列的精制过程,包括蒸馏、去除杂质、冷凝和蒸发等步骤,最后得到高纯度的DHA藻油。
总之,DHA藻油的提取工艺是一个复杂的过程,需要选择合适的藻菌株、预处理、控制培养条件、收获和清理等环节,才能获得高质量的DHA藻油产品。
这项工作仍有许多挑战和困难,需要不断的研究和创新来克服。
dha藻油凝胶糖果生产工艺流程
dha藻油凝胶糖果生产工艺流程dha藻油凝胶糖果是一种含有DHA(二十二碳六烯酸)成分的软糖产品,其制作工艺流程具有一定的复杂性。
下面将详细介绍该工艺流程,以确保清晰的条理。
1.原料准备:准备DHA藻油作为主要成分。
此外,还需要准备糖浆、明胶、食用酸味剂、染料和香精等辅助原料。
2.糖浆制备:将糖加入适量的水中,加热溶解成糖浆。
糖浆的浓度需要根据所需产品的口感来决定。
一般来说,糖浆的浓度在50%至70%之间。
3.明胶溶解:将明胶片或明胶粉加入适量的水中,静置让其溶解。
明胶的溶解温度和溶解时间需要根据所选用的明胶品牌和规格来确定。
4.混合制浆:将步骤2中制备好的糖浆加入混合桶中,再加入预先溶解好的明胶溶液,充分搅拌使两者均匀混合。
5.添加辅助原料:根据需要,添加食用酸味剂、染料和香精等辅助原料,以增加产品的口感和味道。
辅助原料的添加量需要根据实际情况进行调整,确保产品的质量和风味。
6.配置成型:将混合好的糖浆倒入成型模具中。
成型模具可以选择各种形状和大小,根据市场需求和消费者喜好来决定。
7.凝胶化:将装有糖浆的成型模具放入凝胶室进行凝胶化。
凝胶室的温度和时间需要根据所用的明胶品牌和规格来确定。
一般来说,凝胶化的温度在10摄氏度至20摄氏度之间,时间为12至24小时。
8.脱模:经过一定时间的凝胶化,凝胶糖果会变得搓揉不散且有一定硬度,可以进行脱模。
用适当的工具将凝胶糖果从模具中取出,小心地保持其形状和完整性。
9.包装和贮存:脱模后的凝胶糖果需要进行包装和贮存。
一般可以选择食品级塑料袋或糖果盒等进行包装。
同时,凝胶糖果需要贮存在清洁、干燥、避光和低温的环境中,以延长产品的保质期。
总之,DHA藻油凝胶糖果的制作工艺流程包括原料准备、糖浆制备、明胶溶解、混合制浆、添加辅助原料、配置成型、凝胶化、脱模、包装和贮存等步骤。
这些步骤需要严格按照要求进行操作,以确保最终产品的质量和口感。
DHA生产工艺简介doc国家生化工程技术研究中心
DHA生产工艺简介doc国家生化工程技术研究中心一、DHA背景与意义DHA(Docosahexaenoic acid, 22:6△4.7.10.13.16.19,全名二十二碳六烯酸)是一种重要的长链多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,简称PUFA),属于ω-3系列(分子结构式中第一个双键位于-COOH基团反侧的第三个键上,即ω-3系列)。
人和其它哺乳动物只有△4、△5 、△6及△9去饱和酶,缺乏△9 以上的去饱和酶,因此无法自身合成DHA,必须由食物来提供。
1、DHA的结构和性质DHA的分子式为C22H30O2,分子量为328.48,分子结构为:DHA通常是顺式,但在某些异构酶作用下可变成反式。
含有多个“戌碳双烯”结构及5个爽朗的亚甲基。
这些爽朗的亚甲基舍得DHA极易受光、氧、过热、金属元素(如Fe、Cu)及自由基的阻碍,产生氧化、酸败、聚合、双键共轭等化学反应,产生以羰基化合物为主的鱼臭物质。
纯DHA为无色、无味,常温下呈液态,且具有脂溶性,易溶于有机溶剂,不溶于水,熔点为-45.5~-44.1,因此在低温下仍旧能保持较高的流淌性。
2、DHA的来源2.1 海洋动物海洋鱼类是提取DHA的要紧来源。
海产鱼类专门是中上层鱼类的油脂中含有大量的DHA,如鲔鱼、秋刀鱼、远东沙丁鱼的油中DHA的含量均在10%以上。
目前全世界鱼油的年产量在100万吨左右,理论上从中可提取10~25万吨鱼油。
实际上由于分离技术等因素的限制,鱼油产量要低于上述数字、而且提取的鱼油有相当大的部分被氧化和渗入人造黄油或起酥油中被消耗掉,真正可用于分离DHA的鱼油仅占少部分。
除此之外还有贝类和甲壳类。
2.2 真菌类有许多低级的真菌中含有较多的DHA,其中藻状菌类的DHA含量尤为丰富,是进行DHA商业性开发的潜在来源。
比如高山被孢霉中的占其总脂肪酸的15%以上,而破囊壶菌中的占总脂肪酸的含量可高达34%。
dha有机化学
DHA有机化学1. 引言DHA(二十二碳六烯酸,又称为多不饱和脂肪酸)是一种重要的有机化合物,在生物体内具有多种生理功能。
本文将详细介绍DHA的结构、合成方法、生物合成途径以及其在医药和食品工业中的应用。
2. DHA的结构DHA属于ω-3系列多不饱和脂肪酸,其化学式为C22H32O2,结构式如下所示:DHA分子中含有6个双键,其中3个双键位于碳链的末端,这使得DHA在生物体内具有特殊的生理功能。
3. DHA的合成方法DHA的合成方法主要有化学合成和生物合成两种途径。
3.1 化学合成DHA的化学合成方法较为复杂,主要通过氧化、还原和羧化等反应来构建其碳骨架。
其中,一种常用的合成方法是通过环戊二烯基化合物的羧化反应得到DHA。
这种方法需要高温和高压条件下进行,并且合成产率较低。
3.2 生物合成DHA的生物合成途径是最常见的合成方法。
在生物体内,DHA主要通过ω-3脂肪酸代谢途径合成。
首先,α-亚麻酸(ALA)在体内被酶催化转化为二十碳五烯酸(EPA),然后EPA再经过一系列酶催化反应转化为DHA。
这种生物合成方法具有高效、环境友好等优点,因此被广泛应用于DHA的生产。
4. DHA的生理功能DHA作为一种重要的营养成分,在人体内具有多种生理功能。
4.1 对神经系统的影响DHA是大脑和神经系统的重要成分,对神经细胞的发育和功能有着重要的影响。
研究表明,DHA的摄入可以改善记忆力、提高学习能力,并且对预防老年痴呆症具有一定的作用。
4.2 对心血管系统的保护DHA具有降低血脂、抑制血小板凝聚以及预防心脑血管疾病的作用。
长期摄入适量的DHA可以降低心脏病和中风的风险,并且有助于维持心血管系统的健康。
4.3 对眼睛的保护DHA是视网膜的重要成分,对维持视力和保护眼睛健康起着关键作用。
适量摄入DHA可以预防眼睛疾病的发生,并且能够改善夜间视力。
5. DHA的应用领域由于DHA具有重要的生理功能,因此在医药和食品工业中有广泛的应用。
海产品中DHA的提取方法与保鲜效果研究
海产品中DHA的提取方法与保鲜效果研究导语:海产品作为重要的蛋白质来源,在人们的日常生活中扮演着重要的角色。
而其中的DHA又是一种重要的营养成分,对人体健康有着积极的影响。
本文将介绍海产品中DHA的提取方法与保鲜效果研究。
一、DHA的简介DHA,即二十二碳六烯酸,是一种不饱和脂肪酸,常见于海产品中。
它是人体脑组织的重要结构成分,对婴儿神经系统的发育以及成人的心血管健康都有益处。
因此,在食用海产品时,摄入足够的DHA对于维持健康至关重要。
二、DHA的提取方法1. 超声波法超声波在DHA的提取中得到了广泛应用。
其原理是通过高频振动使细胞破裂,释放DHA。
该方法具有提取效果好、提取时间短、能耗低等优点,被广泛应用于大规模海产品的提取工艺中。
2. 超临界流体萃取法超临界流体萃取是一种使用压力和温度超过临界点的流体进行提取的方法。
常用的超临界流体包括二氧化碳、乙烯和乙醇等。
这种方法具有操作简单、对环境无害等特点,并且可以有效提取DHA。
3. 酶解法酶解法是通过添加酶来降解海产品中的脂质,从而提取出DHA。
该方法具有对环境友好、操作方便等优点。
但相对于其他方法,酶解法提取效率较低,需要时间较长。
三、DHA的保鲜效果研究1. 抗氧化性DHA具有很强的抗氧化性,可以抑制脂肪的氧化反应,延缓脂肪变质。
因此,对于保鲜海产品具有重要作用。
2. 抗菌性研究表明,DHA具有一定的抗菌能力,特别是对常见的食源性病原菌具有一定的抑制作用。
因此,在海产品中添加适量的DHA能够延缓细菌的生长,保持产品的新鲜度。
3. 抗变质性因为DHA具有较好的稳定性,可以抵御环境温度和光线的作用,减缓产品的变质速度。
四、海产品中DHA的保鲜方法1. 冷冻保存法将海产品迅速冷冻,将其温度降至零下,可以有效避免细菌的生长和酶的活性,从而延缓产品的腐败。
这是目前最常见的保鲜方式之一。
2. 盐腌法将海产品均匀撒上一层食盐,使其表面水分流失,从而减少细菌的生长条件。
海洋及脂类生化产品制备技术DHA
脂类生化产品制备技术第一节脂类的概述脂类包括的范围很广,简单地讲脂类化合物确实是普遍存在于生物体中的脂肪及类脂类的、能够被有机溶剂提掏出来的化合物。
这些物质在化学成份和化学结构上也有专门大不同,可是它们都有一个一起的特性,即不溶于水,而易溶于乙醚、氯仿、苯、二硫化碳、热乙醇及其他非极性溶剂中。
用这种溶剂可将脂类化合物从细胞和组织中提掏出来。
脂类的这种特性,主若是由组成它的碳氢结组成份所决定的。
脂类具有重要的生物学功能,它是组成生物膜的重要物质,几乎细胞所含有的全数磷脂类都集中在生物膜中。
生物膜的许多特性,如柔软性、对极性分子的不可通透性、高电阻性等都与脂类有关。
脂类是机体代谢所需燃料的贮存形式和运输形式。
在机体表面的脂类,有避免机械损伤和避免热量散发等爱惜作用。
脂类作为细胞表面物质,与细胞的识别(cellrecognition)、种特异性(speciessspecificity)和组织免疫(tissueimmunity)等有紧密关系。
有一些属于脂类的物质具有强烈的生物学活性,这些物质包括某些维生素(vitamins)和激素(horITlone8)等;类脂类要紧有磷脂、脑苷脂、固醇及蜡等。
磷脂也是一种甘油酯,但与中性脂不同,主若是甘油上的3个羟基中有一个不是与脂肪酸结合,而是与磷酸胆碱相连。
不同的磷脂有不同的溶解性质,如脑磷脂不溶于丙酮而溶于氯仿和乙醚,卵磷脂不溶于冷乙醇而溶于热乙醇,神经磷脂那么不溶于乙醚。
这些溶解性质的不同常作为提取分离磷脂化合物的依据。
类固醇化合物都不溶于水,而溶于有机溶剂。
第二节脂类的分类脂类可按不同的方式分类,比较理想的分类方式是依照组成脂类的要紧成份进行分类。
依照这一原那么可将脂类分为复合脂类(complex lipids)和简单脂类(simplelipids)两大类。
复合脂类包括与脂肪酸结合在一路的各类脂类,有酰基甘油(acylglycerols,要紧有卵磷脂、脑磷脂、豆磷脂等)、磷酸甘油脂类(phospho—glycerides)、鞘脂类(sphingolipids)、蜡(WaXS)等。
鱼油DHA和EPA提纯方法
鱼油DHA和EPA提纯方法鱼油是一种富含omega-3脂肪酸的天然营养物质,其中最主要的两种成分是DHA(二十二碳六烯酸)和EPA(二十碳五烯酸)。
这两种脂肪酸对人体健康具有重要意义,可帮助降低血压、减少心脏疾病风险、改善记忆力和认知功能等。
在鱼油中DHA和EPA的含量相对较低,为了更好地发挥其功效,需要对鱼油进行提纯,以获取更高纯度的DHA和EPA。
本文将介绍鱼油DHA和EPA提纯的方法。
1. 超临界流体萃取法超临界流体萃取是一种利用超临界流体对原料进行提取的方法。
超临界流体的特点是密度和粘度可调,对温度和压力敏感,可在超临界条件下通过控制压力和温度改变其溶解能力,从而实现对目标物质的选择性提取。
在鱼油DHA和EPA提纯中,可选用超临界二氧化碳作为萃取剂,将鱼油溶解在超临界二氧化碳中,通过调控温度和压力,使DHA和EPA在超临界二氧化碳中溶解,其他杂质则不溶解或溶解度较低,最终通过减压或升温的方式将DHA和EPA从超临界二氧化碳中分离得到。
超临界流体萃取法具有操作简单、提取效率高、无需使用有机溶剂等优点,对原料和目标物质均有较好的选择性,是一种比较理想的鱼油DHA和EPA提纯方法。
2. 沉淀法沉淀法是一种利用物理或化学方法使目标物质从溶液中沉淀出来的提纯方法。
在鱼油DHA和EPA提纯中,可利用沉淀剂如甲醇、乙醇等与鱼油中杂质、不需的脂肪酸等发生反应,将其沉淀出来,而DHA和EPA则保持在溶液中,再通过过滤或离心等方法将DHA和EPA 从溶液中分离得到。
沉淀法具有操作简便、成本较低等优点,但需要注意选择适当的沉淀剂和控制沉淀条件,以确保对DHA和EPA的提纯效果。
3. 冷冻结晶法冷冻结晶法是一种较为常用的提取方法,具有操作简单、成本较低等优点,但需要严格控制温度和溶液浓度,以确保提纯效果。
4. 结晶化学纯化法结晶化学纯化法是通过化学反应和结晶过程结合,将目标物质从混杂物中提纯的方法。
在鱼油DHA和EPA提纯中,可选用适当的化学试剂与鱼油中的杂质或其他脂肪酸发生反应,通过结晶法对目标物质进行精细提纯。
DHA技术资料
DHA相关技术资料一、DHA功能及研究过程:DHA,二十二碳六烯酸,俗称脑黄金,浅橙色油状液体(25℃),无沉淀,无杂质,具有特有气味,无异味,易溶于丙酮、乙醚、石油醚、正己烷等有机溶剂,不溶于水。
经过冬化处理,在低温条件下依然澄清透明,无固体脂析出。
是一种对人体非常重要的多不饱和脂肪酸,属于Omega-3不饱和脂肪酸家族中的重要成员。
DHA是神经系统细胞生长及维持的一种主要元素,是大脑和视网膜的重要构成成分,在人体大脑皮层中含量高达20%,在眼睛视网膜中所占比例最大,约占50%,因此,对胎婴儿智力和视力发育至关重要。
自上世纪90年代以来,DHA即不饱和脂肪酸二十二碳六烯酸一直是儿童营养品的一大焦点。
英国脑营养研究所克罗夫特教授和日本著名营养学家奥由占美教授最早揭示了DHA的奥秘,他们的研究结果表明:DHA是人的大脑发育、成长的重要物质之一。
人体维持各种组织的正常功能,必须保证有充足的各种脂肪酸,如果缺乏它们可引发一系列症状,包括生长发育迟缓、皮肤异常鳞屑、智力障碍等。
在各种脂肪酸中,亚油酸ω6、a-亚麻酸ω3是人体不能自身合成而必需由食物中摄取的,称为必需的脂肪酸。
DHA作为一种脂肪酸,其增强记忆与思维能力、提高智力等作用更为显著。
人群流行病学研究发现,体内DHA含量高的人的心理承受力较强、智力发育指数也高。
DHA 不仅对胎儿大脑发育有重要影响,而且对视网膜光感细胞的成熟有重要作用。
孕妇在孕期可通过摄入富含a- 亚麻酸的食物来提高a- 亚麻酸的含量,利用母血中的 a- 亚麻酸合成DHA ,然后输送到胎儿大脑和视网膜,使那里的神经细胞成熟度提高。
DHA对维持脑的功能、延缓脑的衰老也起重要作用。
如果缺乏DHA,已形成的脑的突起会逐渐萎缩,脑细胞间的信息传递能力就会下降,同时还会使感观功能衰退,DHA还能抑制血小板凝集,减少血栓的形成,降血脂、预防和治疗动脉粥样硬化,抑制肿瘤生长。
二、DHA的来源:早期DHA产品多以富含DHA和EPA的深海鱼油(通常为金枪鱼油)为原料通过分子蒸馏工艺制得,以二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)混合形式存在,我们通常叫做Omega-3或多烯酸乙脂。
dha生产工艺
dha生产工艺DHA(二十二碳六烯酸)是ω-3系列中的一种不饱和脂肪酸,广泛存在于鱼类油中。
它在人体内有很多重要的生理功能,如对中枢神经系统的发育和功能起着重要作用,对心脑血管疾病、糖尿病、癌症、免疫系统功能等疾病有着重要的保健作用。
因此,DHA的生产工艺备受关注。
DHA的生产主要分为两个步骤:首先是制备油废水,然后是提取和纯化DHA。
制备油废水的工艺主要包括鱼体水解、油脂提取和油废水脱臭等步骤。
首先,将鱼体进行切割和分离,然后使用酶水解鱼体中的脂肪和蛋白质,将其释放出来。
接下来,通过溶剂提取的方式将鱼体中的脂肪分离出来。
最后,对提取得到的油废水进行脱臭处理,去除其中的不良气味和杂质。
提取和纯化DHA的工艺主要包括酯交换、酸化和脱色等步骤。
首先,将提取得到的鱼油进行酯交换反应,将其中的DHA酯转化为可溶性盐酸DHA。
然后,对盐酸DHA进行酸化处理,使其变为游离态DHA。
接着,通过脱色处理,去除游离态DHA中的杂质和不良颜色。
最后,对纯化得到的DHA进行干燥和包装,得到最终产品。
DHA的生产工艺在提高效率和产品质量方面有很多技术改进。
例如,采用微生物发酵的方式代替传统的油脂提取,可以降低生产成本并提高DHA的纯度。
此外,利用超声波和微波辅助提取等新技术,可以加快提取过程并提高提取率。
此外,使用离子液体等特殊溶剂,可以更好地控制DHA的制备过程,提高产品的纯度和稳定性。
总之,DHA的生产工艺经过不断的技术改进和创新,已经成为一个相对成熟和高效的过程。
随着人们对健康的重视和对DHA功能的深入研究,DHA的生产工艺还将继续得到改良,并带来更好的产品和应用前景。
dha 生产工艺
dha 生产工艺DHA(二十二碳六烯酸)是一种欧米茄-3脂肪酸,对人体健康有很多好处,因此在食品和保健品中有广泛的应用。
下面是DHA的生产工艺的描述。
DHA的生产工艺主要包括提取、纯化和浓缩三个步骤。
首先是提取步骤。
DHA可以从海洋生物中提取,最常用的来源是鱼类,尤其是富含DHA的鱼种,例如秋刀鱼、鳕鱼和三文鱼等。
提取DHA时,首先需要将鱼类进行粉碎和调和,然后用有机溶剂(例如正己烷)提取其中的脂肪酸。
提取后的溶液经过蒸馏和蒸发,得到含有DHA的油脂。
接下来是纯化步骤。
提取得到的油脂通常还含有其他脂肪酸、杂质和异物,需要通过纯化步骤将这些不需要的成分去除,提高DHA的纯度。
常见的纯化方法包括冷冻结晶、酯交换和分子蒸馏等。
其中,冷冻结晶是将油脂放入低温环境中,使其中的杂质和异物结晶并沉淀,然后通过过滤和离心等操作分离。
酯交换是通过与其他酯类物质发生化学反应,将其中的杂质酯化并沉淀,从而实现纯化。
分子蒸馏是将油脂加热,利用脂肪酸的不同沸点进行分离,得到纯度较高的DHA。
最后是浓缩步骤。
经过纯化后得到的DHA油脂通常浓度较低,需要进行浓缩处理以提高其DHA含量。
常用的浓缩方法包括薄层蒸馏、分子蒸馏和磷脂体技术等。
薄层蒸馏是将DHA油脂以较低的温度和压力进行蒸馏,使其中的DHA蒸馏出来,从而得到高浓度的DHA。
分子蒸馏是利用脂肪酸在不同温度下的不同挥发性,将其中的DHA挥发出来进行浓缩。
磷脂体技术是将DHA油脂与磷脂体混合,通过酯交换反应使DHA 与磷脂体结合,在蒸馏和过滤等步骤分离出含有DHA的磷脂体。
经过提取、纯化和浓缩三个步骤,最终得到高纯度和高浓度的DHA产品。
根据不同的需求,DHA产品可以制成软胶囊、粉剂或液体等形式,用于食品加工、保健品生产和药物配方等领域。
DHA发酵及纯化工艺
利用氧化葡糖杆菌发酵二羟基丙酮的工艺流程一、DHA的生物发酵1、菌株的活化活化培养基的配制(g/L):酵母粉5 g,蛋白胨3 g,甘露醇25 g,pH自然从-80 ℃取保存菌株,以1%接入活化培养基,于30 ℃和200 rpm活化24-36小时后接入种子培养基。
2、种子液的制备种子培养基的配制(g/L):酵母粉5 g,蛋白胨3 g,甘露醇25 g,pH自然取活化培养基,以5-10%的接种量接种到种子培养基中,于30 ℃和200 rpm培养24小时后接入发酵培养基(可根据发酵罐的大小准备二级或三级种子)3、挡板摇瓶发酵(供参考)含氮源发酵培养基的配制(g/L):酵母粉5 g,蛋白胨3 g,甘油50 g,pH自然无氮源发酵培养基的配制:10 mM PB缓冲液,甘油25 g/L,pH自然(1)挡板摇瓶补料发酵取上述种子培养基,以5%接种量接种到含有250 mL含氮源发酵培养基的1 L挡板摇瓶中,于30 ℃和200 rpm培养24小时,在24 h和48 h时分别补料15 g甘油,发酵128 h,收取发酵液测定最终DHA浓度为121.74 g/L。
注:发酵体系总甘油量42.5 g,甘油浓度170 g/L,还有部分甘油未转化(可进一步控制补料量)(2)静息细胞法挡板摇瓶补料发酵取上述种子培养基(OD约为1.0),离心收集菌体,采用10 mM无菌PB缓冲液洗涤细胞1-2次后,用10 mM无菌PB缓冲液重悬后接种到含有50 mL无氮源发酵培养基的250 mL挡板摇瓶中,调整摇瓶中的菌体OD 为0.5左右,于30 ℃和250 rpm培养24小时(24 h甘油基本完全转化完全)后,补料50 g/L甘油继续发酵至48 h结束发酵,最终得到发酵液DHA浓度为75.8 g/L。
注:发酵体系总甘油量3.75 g,甘油浓度75 g/L,甘油基本完全转化(后续基于这点建立5L发酵罐发酵)4、5L发酵罐发酵(1)静息细胞发酵罐发酵取上述种子培养基(OD约为1.0),离心收集菌体,采用10 mM无菌PB缓冲液洗涤细胞1-2次后,用10 mM无菌PB缓冲液重悬后接种到含有3L无氮源发酵培养基的5L发酵罐中,摇瓶中的菌体OD 为0.2左右,于30 ℃和300 rpm通气培养48小时(pH 5-5.5,DO 60%)后,最终得到发酵液DHA浓度为25.56 g/L。
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DHA生产工艺简介doc-国家生化工程技术研究中心一、DHA背景与意义DHA(Docosahexaenoic acid, 22:6△4.7.10.13.16.19,全名二十二碳六烯酸)是一种重要的长链多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,简称PUFA),属于ω-3系列(分子结构式中第一个双键位于-COOH基团反侧的第三个键上,即ω-3系列)。
人和其它哺乳动物只有△4、△5 、△6及△9去饱和酶,缺乏△9 以上的去饱和酶,因此无法自身合成DHA,必须由食物来提供。
1、DHA的结构和性质DHA的分子式为C22H30O2,分子量为328.48,分子结构为:DHA通常是顺式,但在某些异构酶作用下可变成反式。
含有多个“戌碳双烯”结构及5个爽朗的亚甲基。
这些爽朗的亚甲基舍得DHA极易受光、氧、过热、金属元素(如Fe、Cu)及自由基的阻碍,产生氧化、酸败、聚合、双键共轭等化学反应,产生以羰基化合物为主的鱼臭物质。
纯DHA为无色、无味,常温下呈液态,且具有脂溶性,易溶于有机溶剂,不溶于水,熔点为-45.5~-44.1,因此在低温下仍旧能保持较高的流淌性。
2、DHA的来源2.1 海洋动物海洋鱼类是提取DHA的要紧来源。
海产鱼类专门是中上层鱼类的油脂中含有大量的DHA,如鲔鱼、秋刀鱼、远东沙丁鱼的油中DHA的含量均在10%以上。
目前全世界鱼油的年产量在100万吨左右,理论上从中可提取10~25万吨鱼油。
实际上由于分离技术等因素的限制,鱼油产量要低于上述数字、而且提取的鱼油有相当大的部分被氧化和渗入人造黄油或起酥油中被消耗掉,真正可用于分离DHA的鱼油仅占少部分。
除此之外还有贝类和甲壳类。
2.2 真菌类有许多低级的真菌中含有较多的DHA,其中藻状菌类的DHA含量尤为丰富,是进行DHA商业性开发的潜在来源。
例如高山被孢霉中的占其总脂肪酸的15%以上,而破囊壶菌中的占总脂肪酸的含量可高达34%。
产DHA的真菌要紧是较低级真菌中的藻状菌,要紧有壶菌纲(Class Chytridomycetes)、卵囊菌纲(ClassOomyceres)、霜霉目(OrderPeronospor ales)、水霉目(Ordersaprolegniales)、结合菌纲(ClassZygomycetes)、虫霉目(Order Entomophthorales)等,专门是破囊弧菌Thraustochytriidae,差不多报道有它的8个属30 多个菌种能够产DHA。
2.3 海藻类许多研究证实,在金藻类、甲藻类、硅藻类、红藻类、褐藻类、绿藻类及隐藻类等海藻中含有大量的DHA。
到目前为止,已测定了上百个品种微藻的脂肪酸,其中某些种类的海藻DHA含量可达30%以上。
3、DHA的分离制备方法如何高效地从鱼油及其他海洋动植物中分离、浓缩DHA,是脂肪酸开发应用中的难点和关键之一。
目前,实验室和实际生产中应用的和分离方法有低温分级法、尿素包合法、溶剂法、成盐法、分子蒸馏法、超临界气体萃取法、脂酶法及高效液相色谱法等。
下面简要介绍其中几种重要的分离方法。
3.1 低温分级法利用不同的脂肪酸在过冷有机溶剂中的溶解度差异来分离浓缩DHA。
将鱼油溶解在1~10倍的无水丙酮中,并冷却至-25℃以下。
混合液的下层即形成含有大量饱和脂肪酸及低度不饱和脂肪酸结晶,而上层含有大量高度不饱和脂肪酸的丙酮溶液。
将混合液过滤,滤液在真空下蒸馏除去丙酮即可得到DHA含量较高的鱼油制剂。
为了提升分离成效可在无水丙酮中添加少量亲水性溶剂如水或醇类。
3.2 溶剂提取法利用不同脂肪酸的金属盐、在某种有机溶剂中的溶解度差异来分离浓缩DHA。
将乙醇、鱼油及NaOH按一定比例混合,然后力热使鱼油皂化。
皂化后的混合液经压滤分不得到皂液及皂粒。
皂液在搅拌下加人H2SO4至PH为1~2。
分离上层粗脂肪酸乙醇混合液,加热回收乙醇,并反复水洗祖脂肪酸至中性,即得DHA含量较高的精制鱼油。
3.3 尿素包合法脂肪酸与尿素的结合能力取决于其不饱和程度。
脂肪酸的不饱和度越高、则与尿素的结合能力越弱。
依此原理即可将饱和脂肪酸、低度不饱和脂肪酸与高度不饱和脂肪酸分离开来。
在鱼油中加人尿素甲醇(或乙醇)后加热混合、过滤并用适当溶剂萃取滤液,即得萃取液脱去溶剂、真空干燥后即得到DHA含量较高的精制鱼油。
尿素包合法是一种比较简便有效的分离方法,但在实际生产中应用时,存在溶剂损耗大、排水和因尿素添加物而引起的废物处理等咨询题。
为此,Kazuhiko开发了一种尿素包合与连续精馏相结合的分离方法,既解决了上述咨询题,又幸免了鱼油因与空气接触而氧化,还能够提升分离成效,适合工业化生产。
3.4 超临界气体萃取法立即含有DHA的鱼油溶解于超临界状态的CO2中,通过改变温度和压力,达到分离DHA的目的。
此法能分离出高纯度的DHA,但对碳数相同而双键数不同的脂肪酸的分离成效较差。
为此,可利用银离子能与双键络合形成可逆的络合物的特性,在超临界CO2萃取装置中增加1支A gNO3-硅酸色谱柱,达到将碳数相同而双键数不同的脂肪酸分离的目的。
上述分离方法同样适用于通过选择和培养某些真菌和海藻来提取DHA的途径。
4、DHA的生理功能4.1 抗凝血、抑制血栓形成DHA能抑制血小板凝集,减少血栓素形成,从而预防心肌梗塞、脑梗塞的发生。
血小板合成的血栓素(TXA2)具有促进血小板凝集和收缩血管的作用,血管内皮产生的前列腺素(PGI2)具有抑制血小板凝集和舒张血管的作用,TXA2 和PGI2 之间的平稳是调剂血小板和血管功能,促进血栓形成的关键。
TXA2 和PGI2 是以花生四烯酸(AA)为前体,通过磷酸化酶的作用从细胞膜磷酸甘油酯中开释出来。
DHA和EPA可竞争性抑制AA向TXA2 和PGI2 转化而生成TXA3 和PGI3,TXA3 几乎没有生物活性,而PGI3 与PGI2 的生理功能和活性相似,因而减少了血小板凝集并增加了血管舒张作用,使血栓形成减少。
对血栓病患者,可使患者的血小板存活时刻延长,血小板计数减少, 血小板因子的血浆水平下降,血浆中血栓球蛋白降低,可阻止血小板与动脉壁相互作用,延缓血栓形成。
4.2 降血脂、防动脉硬化DHA能够降低血清中甘油三酯生成及从肝脏排出;降低低密度脂蛋白、极低密度脂蛋白、增加高密度脂蛋白,改变脂蛋白中脂肪酸的组成,从而增加其流淌性;增加胆固醇的排泄,抑制内源性胆固醇的合成。
因此,能够预防和治疗动脉硬化,对高血压、心血管疾病有一定的治疗作用,被人誉为“心血管疾病无可比拟的特效品”,是血管的“清道夫”。
4.3 抗炎作用调查发觉,爱斯基摩人专门少患气管炎、风湿性关节炎等慢性疾病,用EPA喂饲小鼠,事实上验性炎症的水肿程度降低。
缘故:慢性反应物质SRSA是三种特异的白三烯,是变态反应中的活性物质,在过敏性反应中调剂支气管收缩和血管通透性。
花生四烯酸促进白三烯LTB4形成,LTB4有助炎作用;DHA和EPA可促进白三烯LTB5形成,它几乎无生理活性,从而EPA具有抗炎作用。
用ω-PUFA防治某些炎性疾病如类风湿性关节炎、带状泡疹及红斑、疤疹、哮喘等已取得良好成效,是一种理想的功能性食品原料。
4.4 健脑作用DHA 是人脑的要紧组成物质之一,占人脑脂质的10%左右,在一定程度上能够提升脑的柔软性,抑制脑的老化。
其在人脑中要紧以磷脂的形式存在,存在于大脑的灰白质部,磷脂对脑细胞的形成和构造起重要作用,如果缺少神经元的突起就不能坚持,所形成的网状组织易被破坏,大脑传递信息就不灵,也阻碍人的智力,经历和思维能力。
在脑细胞形成的过程中,DHA有利于脑细胞突起的延伸和重新产生。
在胎儿时期,从受精卵在母亲子宫内分裂开始就需要DHA,因此,孕妇应摄入足量的DHA,以促进胎儿大脑的发育和脑细胞的增殖。
正常情形下,一位孕妇每天应摄入0.5~1.5 g DHA(一般人需要0.5~1.0 g),专门是在胎儿大脑发育最快的妊娠第4个月至婴儿出生后1岁末未发育完成这一重要时期,DHA 的摄入尤为重要。
同样,幼、童及青青年也应该进补,他们正处于同意大量信息的学习时期,这对脑细胞是一种刺激,补充能保证脑细胞突触延长,使神经细胞之间联系加大,信息的传递更为迅速,大脑功能增强,经历力提升。
此外也是老年人不可忽视的营养素,补充能够延缓大脑萎缩,防止大脑功能衰退和老年性痴呆症发生。
因而,有人称DHA为“脑黄金”。
4.5 爱护视力在人体各组织细胞中,DHA 含量最高的是眼睛的视网膜细胞,DHA 能爱护视网膜、改善视力。
一方面,DHA 能使视网膜与大脑保持良好的联系,防止视力减退,改善视力;另一方面,充足的DHA能防止视网膜血栓的产生,阻止脂质渗出,从而完全改善视力,甚至复明。
DHA的含量减少,对光的敏锐性就降低,视力则下降。
4.6 抗癌作用据文献报道英国专家发觉并分离出导致癌症患者躯体消瘦的一种物质。
这种名叫卡奇非克因子的物质类似荷尔蒙,这种蛋白质经血液到达人体内脂肪组织后,直截了当使脂肪组织分解使人消瘦。
而鱼油中的DHA和EPA可阻滞这种蛋白质因子的形成,使肿瘤患者消瘦过程得到逆转,从而起到增强患者体质,进而起到抗肿瘤的作用。
5、DHA的合成、消化以及代谢5.1 微生物合成DHA的代谢途径微生物合成多价不饱和脂肪酸通常是在单不饱和脂肪酸基础上开始,合成机制与高等生物一致,包括延长碳链和去饱和作用两个过程,分不由相应的膜结合延长酶和脱饱和酶所催化,使碳链增长;脂肪酸脱饱和体系由微粒体膜结合的细胞色素b5、NADH-细胞色素b5还原酶和脱饱和酶组成。
微生物合成DHA是从油酸开始,其脱饱和途径是ω- 3;供体(乙酰C oA或丙二酰单酰CoA)提供两C原子,在12、13位C原子之间引入一个双键,形成亚油酸,再在15、16位碳原子间引入一个双键,形成α-亚麻酸,再经进一步的碳链延长和脱饱和而形成DHA,形成过程如下:油酸(18:1△2)→亚油酸(18:2△9,12)→a-亚麻酸(18:3△9,12,15)→二十碳五烯酸EPA (20: 5△5,8,11,14,17)→DHA(22:6△4,7,10,13,16,19)。
5.2 DHA的消化吸取方式DHA在体内的消化吸取与其他脂肪酸相比,差异专门大。
以甘油三酯形式存在的DHA为例,在小肠中,甘油三酯被肝脏分泌的胆盐乳化后,在胰脂肪酶和肠脂肪酶的作用下,分解成甘油二酯、甘油一酯、脂肪酸和极少量甘油。
这些水解产物与胆固醇、溶血磷脂和胆盐共同形成一种水溶性的混合微粒,穿过小肠绒毛表面的水屏障到达微绒毛膜以被动扩散的方式被吸取(胆盐除外)。
脂质在鱼体内的吸取和哺乳动物体内的吸取相似。
摄食的脂肪在内腔水解后,单甘油酯和游离脂肪酸以微团的形式通过扩散作用在肠道的上皮细胞被吸取。