微生物油提取和分离方法技术

脂质可以从含至少20重量％脂质且水分含量小于4重量％的微生物生物质中提取，该提取是通过对该生物质施加压力，使其释放脂质，由此留下脂质含量降低的生物质；并收集所述脂质实现。

Microbial oil extraction and separation method

Lipid was extracted from the microbial biomass containing at least 20 wt.% of lipid and water content less than 4 wt.%, the extraction by applying pressure on the biomass, the release of lipids, thus leaving lipid content decreased biomass; and collect the implementation of lipid.

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请人于2010年4月14日提交的题为“微生物油提取和分离方法”的中国专利申请201080026280.3的分案申请。相关申请的交叉参考本申请依照美国法典第35篇第119条(e)款要求2009年4月14日提交的第61/169,271号美国临时申请和2010年1月28日提交的第61/299,250号美国临时申请的权益。本申请也是2009年10月14日提交的第PCT/US2009/060692号国际申请的部分连续案。本申请还是2009年11月30日提交的第PCT/US2009/066142号和第PCT/US2009/066141号国际申请的部分连续案。这些申请各自的全部内容都以引用的方式并入本文中用于所有目的。序列表的参考本申请附有序列表，如第1－21页附录中所示。专利
本专利技术通常涉及由微生物生产和提取油。具体说来，本专利技术提供从微生物中提取、回收、分离和获得油的方法以及包含该油的组合物。因此，本专利技术涉及生物学、微生物学、发酵技术以及油和燃料生产
专利技术背景化石燃料是由腐烂的植物和动物所形成的可燃烧的有机物质的地质沉积物的一般术语，这些腐烂的植物和动物经过上亿年暴露于地壳中的热和压力而被转化成了原油、煤、天然气或重质油。化石燃料是一种有限的不可再生资源。随着20世纪和21世纪全球现代化的进程，对于由化石燃料得到的能源，尤其是来源于油的汽油的需求日益增长，并且已经成为引起主要区域和全球冲突的导火索。能源需求的增加也引起了烃燃料成本的增加。除作为能源外，包括塑料和化学制造工业在内的许多工业还将烃用作制造原料。当前供应源的代用品将有助于减轻这些原料成本的上涨压力。生物燃料中使用的脂质可以在例如藻类、真菌和细菌等微生物中产生。通常，在微生物中生产脂质涉及：使例如藻类、真菌或细菌等微生物生长，这些微生物能够在发酵罐或生物反应器中产生所需脂质；分离微生物生物质；干燥；并提取细胞内脂质，这些脂质是油的一种形式。然而，这些方法一般被认为是低效而且昂贵的，特别是当进行这些方法的规模必须产生有益的燃料供应时更是如此。这些方法的一个明显问题是如何从微生物中提取脂质或油。需要一种从微生物中提取油的方法，该方法可缓解当前从微生物中提取脂质的方法的低效率和高成本的问题。本专利技术将提供此类方法。专利技术概述本专利技术提供从微生物生物质中提取脂质/油的方法。在一个实施方案中，本专利技术提供从微生物生物质中提取油的方法，所述方法包括以下步骤：对干燥的微生物生物质施加足以从生物质中提取出超过5重量％油的压力，由此产生提取出来的油和油含量降低的用过的生物质，所述干燥的微生物生物质的水分含量低于6重量％且含至少20重量％的油，并且被热调节达到在70℃到150℃(160°F到300°F)范围内的温度。在各种实施方案中，在压榨步骤中，从生物质中提取出干燥的微生物生物质中超过75重量％的油。因此，本方法包括干燥且随后调节微生物生物质以产生经过调节的原料，接着使该经过调节的原料经受压力。调节将改变生物质的物理和/或生理化学性质，但不会引起生物质中超过5％的油的释放。调节步骤包括将干燥的微生物生物质加热到在70℃到150℃(160°F到300°F)范围内的温度，借此改变其水分含量。在各种实施方案中，在压榨步骤期间施加压力之前将“膨胀剂(bulkingagent)”或“压榨助剂(press-aid)”加入到微生物生物质或经过调节的原料中。在压榨步骤期间，使经过调节的原料经受足以将生物质或经过调节的原料中至少5％的油与其它组分分离的压力。“用过的生物质”中所含这些其它组分可包括残留的油，但在任何情况下含油量都低于经过调节的原料。在一个实施方案中，由压榨机施加压力。在本专利技术此方面和其它方面的各种实施方案中，生物质是由选自微藻、产油细菌、产油酵母和真菌的微生物发酵来制备的。在各种实施方案中，微藻是选自小球藻属(Chlorella)、拟小球藻属(ParaChlorella)或无绿藻属(Protocheca)的种类，或为下表1中其它种类的藻。在各种实施方案中，产油细菌是红球菌属(Rhodococcus)的菌种。在各种实施方案中，产油酵母是粘红酵母或下表2中所列的别的种类。在各种实施方案中，真菌是下表3中所列的种类。在本专利技术此方面和其它方面的各种实施方案中，生物质是由含有18:1脂肪酸的微生物发酵来制备的。在各种实施方案中，微生物中脂肪酸组成为低于2％的C14:0；约13－16％的C16:0；约1－4％的C18:0；约64－71％的C18:1；约10－15％的C18:2；约0.5－2％(重量比)的C18:3；和低于1％的长度为20或更长的碳链。在各种实施方案中，微生物中脂肪酸组成为约1－2％的C14:0；约20％的C16:0；约4％的C18:0；约64％的C18:1；和约7－8％的C18:2。在一些实施方案中，微生物中脂肪酸组成为约C14:0(1.65)；C16:0(28.0)；C18:0(2.90)；C18:1(53.80)；C18:2(10.95)；和C18:3α(0.80)。在其它实施方案中，微生物中脂肪酸组成为C14:0(2.33)；C15:0(9.08)；C16:0(24.56)；C16:1(11.07)；C17:0(10.50)；C18:0(2.49)；C18:1(17.41)；C18:2(0.05)。还在其它实施方案中，微生物中脂肪酸组成为C12(低于1％)；C14:0(2.18-3.36)；C15:0(0.12-0.25)；C16:0(29.94-33.26)；C16:1(0.49-0.76)；C17:0；C18:0(6.88-8.17)；C18:1(42.68-48.12)；C18:2(7.88-9.28)C18:3α(0.84-1.33)；以及高于C:20(1.1-1.45)。在各种实施方案中，微生物具有低于0.5％的DHA。在这些和其它实施方案中，微生物在一些情形中是微藻。在本专利技术此方面和其它方面的各种实施方案中，微生物生物质(呈干燥或水合形式)或经过调节的原料含有至少25重量％油(脂质)。在各种实施方案中，干燥微生物生物质或经过调节的原料以细胞干重计含有至少25％的油。在各种实施方案中，干燥的微生物生物质或经过调节的原料以细胞干重计含有至少40％、至少50％或至少75％的油。在各种实施方案中，干燥的微生物生物质或经过调节的原料以细胞干重计含有至少15％的碳水化合物。在本专利技术此方面和其它方面的各种实施方案中，调节步骤涉及对生物质施加热和/或压力。在各种实施方案中，调节步骤包括在70℃到150℃(160°Fto300°F)范围内的温度下加热生物质。在各种实施方案中，加热是使用垂直堆积式振荡器进行的。在各种实施方案中，调节步骤包括用膨胀机或挤压机处理干生物质以使生物质成形和/或均质化。在各种实施方案中，干生物质或经过调节的原料的水分含量低于5重量％。在各种实施方案中，干生物质或经过调节的原料的水分含量在0.1重量％和5重量％的范围内。在各种实施方案中，干生物质或经过调节的原料的水分含量低于4重量％。在各种实施方案中，干生物质或经过调节的原料的水分含量在0.5重量％和3.5重量％的范围内。在各种实施方案中，干生物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从微生物生物质中提取脂质的方法，包括：a.干燥微生物生物质以产生干燥的微生物生物质，所述干燥的微生物生物质水分含量为小于6重量％，且含至少20重量％油；b.通过加热干燥的微生物生物质至70℃到150℃范围内的温度，调节干燥的微生物生物质以产生经过调节的原料；和c.使经过调节的原料经受足以将生物质中至少5％的油与其它组分分离的压力，留下相对于调节的原料，油含量降低的用过的生物质。

【技术特征摘要】
2009.04.14 US 61/169,271;2009.10.14 US PCT/US2009/1.一种从微生物生物质中提取脂质的方法，包括：a.干燥微生物生物质以产生干燥的微生物生物质，所述干燥的微生物生物质水分含量为小于6重量％，且含至少20重量％油；b.通过加热干燥的微生物生物质至70℃到150℃范围内的温度，调节干燥的微生物生物质以产生经过调节的原料；和c.使经过调节的原料经受足以将生物质中至少5％的油与其它组分分离的压力，留下相对于调节的原料，油含量降低的用过的生物质。2.根据权利要求1所述的方法，其中在调节干燥的微生物生物质之前向干燥的微生物生物质施加膨胀剂。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述微生物生物质水分含量为0.1重量％-5重量％。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述微生物生物质水分含量为0.1重量％-3重量％。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述微生物生物质水分含量为0.7重量％-1.2重量％。6.一种从微生物生物质中提取脂质的方法，包括：对含至少20重量％脂质且水分含量低于5重量％的微生物生物质施加压力，由此裂解所述生物质的细胞，释放出超过5％的所述脂质，并留下脂质含量降低的用过的微生物生物质，其中所述提取的脂质和用过的生物质彼此分离。7.前述权利要求中任一项所述的方法，其中脂质通过压榨机提取。8.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述用过的生物质含有小于50重量％-小于1重量％的油，且所述用过的生物质中的油含量低于微生物生物质中的油含量。9.根据权利要求7所述的方法，其中对所述微生物生物质施加一个或多个循环的波动压力，其中每个循环由较低压力持续第一时间段，随后施加较高压力持续第二时间段组成，其中如果进行大于一个循环，则其中在最后一个循环过程期间施加于所述生物质的平均压力比在第一个或任何之前循环过程期间施加于所述生物质的平均压力高达至少2倍。10.根据权利要求7或权利要求9所述的方法，其中所述压榨机是在笼内连续旋转的蜗杆轴，所述笼的一端具有进料器且在其相对端具有油嘴，且在所述笼内具有开口，其中所述笼的内部长度是其内径的至少10倍到至少20倍，且包括多个细长的杆，其中所述细长的杆中至少一些由一个或多个隔板分开，所述杆搁置在框架上，其中在所述杆之间的所述一个或多个隔板形成所述开口，且油通过所述开口释放到与所述笼流体连接的收集容器中，其中所述细长杆之间的所述隔板具有不同厚度，由此使各细长杆之间的空隙不同，其中所述隔板或所述杆之间的间隙的厚度为0.005英寸到0.030英寸，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·维特恩伯格，F·阿拉纳，
申请(专利权)人：泰拉瑞亚控股公司，
类型：发明
国别省市：美国;US