РАБОТА 8. Экстракционное извлечение липидов из биомассы

Цель работы:Ознакомление с технологией экстракционного извлечения липидов из кормовой биомассы селективными растворителями, овладение лабораторными навыками проведения экстракции, определение содержания липидов в готовом продукте.

Липиды в клетках микроорганизмов выполняют многие чрезвычайно важные функции, и обычно содержание липидов и их состав является специфичным для разных групп микроорганизмов. Триглицериды, присутствующие в микроорганизмах, являются тем субстратом, на котором проявляется активность микробных триглицеридгидролаз – липаз. Накопление нейтральных липидов некоторыми микроорганизмами в неблагоприятных условиях существования или под воздействием повреждающих агентов указывает на их возможную защитную функцию. Фосфолипиды являются компонентами мембранных структур микробных клеток и в связи с этим участвуют во многих метаболических процессах.

Общее количество микробных липидов колеблется от 0,2 до 40 мас.% сухого вещества клетки, достигая более высоких значений при культивировании на средах, бедных азотом, но богатых углеводами или на средах с углеводородами. К числу микроорганизмов, богатых липидами, т.е. содержащих более 10% липидов от сухой биомассы клетки, принадлежат дрожжи, микобактерии и коринебактерии, содержание липидов в клетках последних может достигать 64%. Кроме того, условия культивирования в значительной степени влияют и на состав синтезируемых липидов. В процессе культивирования микроорганизмов на различных субстратах можно получить все классы липидов:

· простые липиды (нейтральные жиры, воски);

· сложные липиды (фосфолипиды, гликолипиды);

· производные липидов (жирные кислоты, спирты, углеводороды, витамины К, Е).

Липиды микроорганизмов после выделения и соответствующей обработки могут с успехом быть использованы в шинной, лакокрасочной (как компоненты крема для обуви, сырье для синтеза смол, лаков и красок), химико-фармацевтической, медицинской (как сырье для получения эргостерина, убихинона и стероидных гормонов), металлургической (как компоненты составов для охлаждения режущего инструмента, а также защитных и консервационных масел), горнорудной (в качестве флотирующих агентов), строительной (как добавка к раствору бетона, улучшающая его физико-механические свойства) и др. Это позволит высвободить значительное количество жиров растительного и животного происхождения, используемых в настоящее время в этих отраслях промышленности, для пищевых целей. В промышленности микробные липиды выделяют из клеточной стенки дрожжей, полученных при их культивировании на гидролизатах растительного сырья или углеводородах нефти, методом экстракции.

Экстракционное отделение включает оборудование, как для проведения самого процесса экстракции, так и для стадии регенерации растворителя. В процессе экстракции параллельно получают два ценных продукта – обезжиренную микробную биомассу (биошрот) и липиды (биожир).

В экстракторах различных конструкций при повышенной температуре происходит выделение липидов из клеток дрожжей с помощью селективных растворителей. Биошрот из экстрактора поступает в десольвентор, где под действием острого пара и высокой температуры – до 90°С – происходит удаление остатков растворителя из обезжиренной биомассы. Биошрот, выходящий из десольвентора, является готовым продуктом и направляется на стадии фасовки и упаковки. Концентрированный раствор биожира в растворителе (мисцелла) подается на дистилляцию для отделения биожира от растворителя. После дистилляции, включающей 2÷3 колонны, готовый биожир поступает на склад или на дальнейшую переработку с целью разделения на составные компоненты. Отделенный в десольвенторе и дистилляторах растворитель после регенерации возвращается в экстрактор.