二十碳五烯酸(Eicosapentaenoic acid, EPA)是一种人体不能自主合成的多不饱和脂肪酸，长期摄入EPA可以降低心血管疾病以及癌症的患病几率。微拟球藻(Nannochloropsis sp.) 因具有光合效率高、生长速度快、EPA含量高、容易扩大生产等优点，被认为是最有可能规模化商业生产EPA的微藻之一，也成为目前EPA藻油生产的研究热点。但在微藻生产EPA油脂的过程中，存在EPA产率低、油脂提取困难以及精炼过程损耗大等问题。本论文以微拟球藻为研究对象，对微藻培养、细胞破壁、油脂提取、油脂精炼的过程进行相应的研究，并评价了微藻油脂生产工艺的经济效益。首先，为了提高微拟球藻的EPA产率，本论文采用了超声和添加聚乙二醇等处理方式，并考察了温度对微拟球藻EPA产率的影响。其结果表明，适当降低温度可以提高EPA产率，综合考虑微藻细胞生长状况以及EPA含量，18 °C是微拟球藻生产EPA的最佳温度，其最高产率可以达到30.81 mg/(L·d)。超声处理和添加聚乙二醇同样可以提高EPA的产率，每天超声1 min或添加2%的聚乙二醇可以使微拟球藻的EPA产率提高约20%。其次，为提高油脂的提取效率，本论文采用挤压膨化技术对微拟球藻进行破壁处理。挤压膨化处理的优化实验结果显示，模头构造、螺杆与模头间距(δ)以及物料含水率等因素对细胞破壁效果具有显著影响。挤压膨化处理使大部分微拟球藻细胞破裂，从而降低了油脂提取过程的时间和溶剂用量，对提高油脂的品质具有积极的效用。此外，本论文还对微藻油脂的提取溶剂进行筛选，并将固定床应用于藻油提取过程。结果表明低毒的正己烷/乙醇溶剂可以替代氯仿/甲醇溶剂用于微藻油脂提取，且提取效率达到95%以上。膨化破壁造粒结合固定床提取新工艺以较低的溶剂用量(2.17 mL/g)和较短的提取时间(2 h)获得更高的油脂得率(21.55%)。然后本文利用Fick定律修正模型拟合了中性脂、糖脂、磷脂在正己烷或者乙醇溶剂中的提取过程，对其进行动力学分析。结果表明微藻细胞破壁后，脂质的扩散系数提高了4个数量级。以正己烷为提取溶剂时，中性脂的扩散速度明显快于糖脂、磷脂，扩散系数高出2~4倍，而乙醇为提取溶剂时，不同脂质的扩散系数差异较小。基于不同脂质扩散系数的差异，采用两段式提取策略可以获得以不同脂质为主体的油脂产品。第一段采用正己烷提取15 min，可以获得中性脂含量45%~50%的油脂，第二段采用乙醇提取60 min，可以获得磷脂含量47%~50%的油脂。在两段提取过程中采用固定床浸没提取方法，可有效提升操作效率和减少试剂用量。为了明确正己烷/乙醇双溶剂体系获得的微拟球藻粗油脂的组成，本论文采用薄层层析法结合气相色谱法对其进行分析。结果显示粗油脂中甘油酯的总含量达到51.49%，且其中含量较多的组分为单半乳糖甘油二酯(MGDG, 14.03%)、甘油三酯(TAG, 9.27%)、磷脂酰乙醇胺(PE, 6.22%)、双半乳糖甘油二酯(DGDG, 5.81%)、游离脂肪酸(FFA, 5.79%)、磷脂酰胆碱(PC, 3.53%)。脂肪酸组成分析显示EPA主要分布在极性脂中，主要以MGDG、DGDG和PE的形式存在。再次，本论文采用选用微晶纤维素作为吸附剂进行脱酸处理。在实验过程中，本文着重考察了超声、微波、碱处理对微晶纤维素的影响，结果表明碱处理使微晶纤维素的结构和性能发生明显变化，部分氢键被破坏，结晶度降低，化学反应性增强。与常用吸附剂相比，碱处理微晶纤维素吸附脱酸效果良好，具有较高的油脂回收率和磷脂保留率，分别为95.11%和97.83%。与传统碱炼脱酸相比，微晶纤维素吸附脱酸的油脂回收率和磷脂保留率更高，可以保留油脂中更多的营养成分。最后，根据藻厂生产数据以及中试实验数据，本论文对微拟球藻生产富含EPA的微藻油脂的工艺进行成本估算。结果显示富含EPA的微藻油脂预估成本为170.96元/kg，其中成本占比最多的步骤是微藻培养，占总成本的33.77%，其次是微藻采收(22.23%)以及干燥(19.41%)。而通过市场调研，该类藻油的市场价值为300~400元/kg，估算结果表明本文所提出的工艺具有良好的经济效益，适宜大规模投产。