从藻和相关提取物中生产含ω-3的组合物的改进方法与流程

背景技术：

1、长链ω-3油对人类健康至关重要，缺乏长链ω-3油会对健康产生严重、负面的影响。这些影响涵盖从大脑和神经网络的发育缺陷到我们的心血管健康等等。由于水产养殖、渔业和其他海洋来源的供应限制，目前对ω-3油的需求很高，根据最新报道，每年仅能供应约80万吨ω-3脂肪酸供人类食用。这远远低于目前每日向全球人口供应500mgω-3脂肪酸所需的140万吨人类营养需求，并且将因人口增长而进一步恶化。在全球范围内都观察到ω-3脂肪酸的缺乏，且尤其影响位于北美、中欧、中东、印度、巴西和英国的人群，这些国家内存在地区和社会经济差异。自然界中存在三种主要的ω-3脂肪酸。具有18个碳和3个双键的α亚油酸(ala)存在于例如亚麻籽、大豆油和橄榄中。具有22个碳和6个双键的二十二碳六烯酸(dha)和具有20个碳和5个双键的二十碳五烯酸(epa)仅在水生物种(藻)中产生，并且可以从食用藻的磷虾或鱼中提取，或者从藻本身提取。

2、“工作藻”，即利用阳光或人造光源进行光合作用生长的藻，主要包含极性脂质，其属于糖脂和磷脂的类别。根据其性质而言，这些种类具有疏水的尾部和极性(亲水)的头部，即它们本质上是外来的天然洗涤剂。这些物质具有特别高的生物利用度，因此容易进入人体血流以提供上述健康益处。多种这些有价值的材料已被证明不是在其他来源中自然产生的，这些来源的可持续性可能存疑，或者已被证明难以可行地获得。此外，在此之前没有以商业上成功的方式有效地完成从微藻中有效地并且以它们的纯的、天然的、生物可利用的形式提取它们，因为现有的商业产品受到不吸引人的外观、气味和质地的阻碍。尽管具有较高的生物利用度，但藻提取物传统上包含使提取的油具有整体非常深、接近黑色的外观和高度粘稠感、使它们类似于不吸引人的焦油状黑色固体的组分，其ω-3脂肪酸的浓度相对较低。

3、此外，现有的粗产物在此之前不能被完全或充分地分析和表征。事实上，尽管进行了几十年的研究，但是在没有报告高水平(例如高达10％或更多)“未知”或“未识别”物质的包含物、或者通过报告仅“通过差”的结果并将这些基本上未表征的物质放入简单标记为例如“碳水化合物”的料桶中的情况下，尚未完成或公布完全表征的质量平衡。这在营养品和医药产品的情况下尤其不令人满意。

4、总之，一种生产高生物利用度、含高浓度ω-3、含高浓度epa、高极性脂质、特别是糖脂的组合物的方法，该组合物呈现为低粘度、低叶绿素含量的浅琥珀色至深琥珀色油，用于营养品和医药产品，其内容物完全或几乎完全表征，该组合物目前是不可获得的，然而是高度令人满意的。此外，直接从丰富的、高度可持续的藻来源获得这种高度令人满意的组合物的方法将是理想的。

技术实现思路

1、本公开描述了上述问题的解决方案，该方案使用分离方法，所述分离方法可以包括液-液反应器和/或机械筒以从微藻生物质中提取油提取物。然后以高效率和非常高的回收率将粗提取物分级成干净的、明确表征的部分，例如极性脂质、多糖和类胡萝卜素。由于本公开的创新分级方法，现在可能实现油提取物和整个藻类生物质的完全质量平衡。

2、在一个实施方案中，所公开的方法包括生产低叶绿素含量油组合物的方法，该方法包括以下步骤：获得合适的藻生物质如藻糊或干粉；用极性溶剂例如醇如乙醇提取藻生物质以形成藻脂质提取物；用例如有机溶剂如烃己烷或庚烷提取所得提取物，以分离非极性脂质部分，将含有色素和极性脂质的例如醇层转移至下一加工阶段；向用例如庚烷提取的例如醇层中加入水，然后用例如庚烷连续提取，以提取色素部分并分离出极性脂质部分。极性脂质可以通过蒸发从含有极性脂质的部分中获得，色素也可以通过蒸发含有色素的部分获得。

3、在一个替代实施方案中，所公开的方法包括生产低叶绿素含量的油组合物的方法，该方法包括获得藻生物质的步骤，所述藻生物质包括极性和非极性脂质部分，并且还具有叶绿素浓度。所述方法进一步包括使用极性和非极性脂质部分的极性特征来分离藻生物质中的极性和非极性成分，包括基本上分离叶绿素浓度和非极性脂质部分。额外的步骤包括从含非极性部分中基本上漂白掉所有的叶绿素浓度；以及重新合并极性和非极性脂质部分以产生低叶绿素含量的lc-pufa油组合物。

4、上述方法实施方案生产了用于营养品和医药两个领域的有吸引力的组合物，特别是在降低不透明度和粘度的方面，同时保持了高生物利用度。

5、在一个相关的实施方案中，提供了一种以高的总回收率将藻类生物质分级和澄清成其清洁的、精确表征的液体提取生物质组分并且报告完整的藻生物质平衡的方法，所述液体提取的生物质组分即残余的提取后生物质(“lea”)、极性脂质、纯中性脂质、叶绿素、多糖、类胡萝卜素。所述方法包括以下步骤：获得藻生物质如糊状物或粉末；用极性溶剂例如醇如乙醇提取藻生物质，形成例如藻脂质的醇提取物；用例如有机溶剂如烃己烷或庚烷提取所得的例如醇提取物，以分离非极性脂质部分，将含有色素和极性脂质的例如醇层转移至下一加工阶段；向用例如庚烷提取的例如醇层中加入水，然后用例如庚烷连续提取，以提取色素部分并分离出极性脂质部分。

6、在另一方面，提供了一种从干燥的、优选粉末状的生物质中提取生物质油的方法，所述生物质油包括但不限于脂质、叶绿素、糖类、类胡萝卜素和大麻二酚(cbd)。所述方法包括获得机械筒或提取柱的步骤，所述机械筒或提取柱具有内孔以及被配置成允许溶剂流动的入口端和出口端。所述机械筒能够被加热/冷却和加压，并且能够容纳以一定范围进行加热/冷却和加压的溶剂，所述一定范围足以从干生物质中分离目标生物质油。例如，操作条件允许操作者熔化脂质，从而允许从包含脂质的干生物质中提取脂质。所述机械筒本身填充有干燥的生物质，并且所述机械筒可以被加热/冷却到预定温度，典型地-30℃至150℃。温度控制的溶剂在足以除去目标生物质油的温度、压力、停留时间和流量(flow rate)下被泵送通过填充有干生物质的机械筒。对于含脂质的生物质，高温溶剂熔化干燥的生物质的含脂质部分中的脂质，从而在相同条件下从保留在机械筒中的生物质部分中提取液体形式的脂质。

7、本公开还涉及生物可利用的富含lc-pufa、ω-3、epa、极性脂质和糖脂/磷脂的组合物，其特别适用于营养品组合物和医药组合物，其可被视为健康或药物组合物，并且被视为具有其他有价值的最终产物。这种组合物的起始材料可以来源于本文所述的藻。在一个实施方案中，公开了一种组合物，所述组合物包含总脂质的至少20重量％的总脂质浓度中的极性脂质部分；其中所述极性脂质部分包含至少40重量％的糖脂；并且其中所述组合物包含不大于其重量％的4％的叶绿素浓度。

8、如上所述制备的组合物，其总脂质具有至少20wt.％的极性脂质部分，并且其极性脂质具有至少40wt.％的糖脂部分，但是该组合物具有小于4wt.％的叶绿素部分，如下文更全面描述的，可进一步包括具有添加的非极性脂质和/或营养油如dha、epa或dha的酯或盐(或其混合物)、或其他有益添加剂的制剂，这也有助于提供更具生物利用度、营养丰富、颜色更浅、粘度更低的油的某些有益组合。

9、本公开的这些特征和其他特征将在以下具体实施方式中进一步详细讨论。