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微藻油脂不仅是生物柴油制备的理想原料,还可作为多不饱和脂肪酸的重要来源。对于多不饱和脂肪酸含量相对较高的微藻油脂,可将生物柴油生产和多不饱和脂肪酸(PUFAs)富集工艺过程整合起来,从而在获得高价值的PUFAs甘油酯产品的同时解决藻油制备生物柴油成本较高的问题。本文首先研究并优化了微藻油脂乙酯化工艺,然后探索了分子蒸馏法富集PUFAs乙酯的条件,在此基础上,研究了PUFAs乙酯转化为PUFAs甘油酯的酶法工艺,获得如下主要结果。(1)通过单因素实验优化,获得碱法催化藻油乙酯化最优条件为:NaOH用量1.0%,温度75.0°C,醇油摩尔比10.0:1,反应时间2.0 h,乙酯得率达96.03%。同时,通过单因素及响应面优化,获得的酶法乙酯化最优条件为:Novozym 435脂肪酶用量6.0%,醇油摩尔比4.0:1,温度44.7°C,反应时间17.6 h,乙酯得率可达94.86%。通过比较发现,酶法催化乙酯化反应条件温和,得到的产品品质好,且不需要后期处理,是更适合的工艺方法。(2)研究了分子蒸馏法富集多不饱和脂肪酸乙酯工艺,优化获得的最优条件为温度90°C,转速150 rpm,最优条件下重相得率为43.79%,主要脂肪酸成分为C18:1(4.36%),C18:2(2.02%),C20:5(1.54%),C22:5(22.39%)和C22:6(58.96%),重相中二十二碳五烯酸(DPA)和二十二碳六烯酸(DHA)乙酯含量为81.35%,DPA和DHA乙酯回收率为87.20%。轻相得率为56.21%,主要脂肪酸成分为C14:0(15.56%),C16:0(35.80%),C16:1(2.76%),C18:1(17.30%),C18:2(9.33%),C18:3(2.16%),C22:5(2.80%),C22:6(6.50%),可作为生物柴油。(3)通过单因素及响应面法优化了PUFAs乙酯转化为PUFAs甘油酯的酶法工艺,获得的PUFAs甘油酯合成的最优条件为:Novozym 435脂肪酶用量3.1%,乙酯甘油摩尔比3.1:1,温度61.3°C,PUFAs甘油酯得率为96.96%。通过分子蒸馏除去反应中残留乙酯后,产物成分为甘油三酯(TAG,71.74%),1,3-甘二酯(1,3-DAG,23.26%),1,2-甘二酯(1,2-DAG,4.75%),单甘酯(MAG,0.10%)。(4)在整个生物柴油制备和PUFAs甘油酯富集工艺中,生物柴油得率为56.07%,主要脂肪酸成分为C14:0(15.56%),C16:0(35.80%),C16:1(2.76%),C18:1(17.30%),C18:2(9.33%),C18:3(2.16%),C22:5(2.80%),C22:6(6.50%)。PUFAs甘油酯得率为43.04%,甘油酯成分为TAG(71.74%),1,3-DAG(23.26%),1,2-DAG(4.75%),MAG(0.10%),甘油酯中DPA和DHA总含量为83.93%,是原油中的2.2倍,DPA和DHA回收率为85.80%。