培养条件对产油微生物生长的影响

为了筛选出高产油菌株, 首先采用细胞形态学方法与细胞化学方法(苏丹III染色法)对4株高产油脂菌株进行初筛, 并通过索氏提取法对初筛菌株油脂含量进行分析, 确定M2菌株为实验菌株, 其油脂含量达53.09%。为了增加产油微生物油脂产量, 本试验考察了不同发酵条件对其细胞生长和油脂积累的影响。优化工艺参数为: 10° Bx玉米皮渣水解液为培养基质, 0.2% NaNO3为氮源, pH 6.0、28oC下发酵培养6 d, 微生物油脂含量75.21%, 菌体生物量30.40 g/L, 油脂产量22.86 g/L。气相色谱分析表明该油脂的脂肪酸组成与植物油相似, 主要含有16碳和18碳系脂肪酸, 可作为生物柴油的原料, 不饱和脂肪酸含量达68%, 可应用于医药化工领域。     

原生质体紫外诱变选育可利用廉价碳源的高产油新菌株

【目的】研究并建立利用原生质体紫外诱变技术选育可利用廉价碳源发酵的高产油新菌株的方法。【方法】采用1.5%蜗牛酶和1.0%纤维素酶混合液水解去除细胞壁得到2A00015(近平滑假丝酵母,Candida parapsilosis)的原生质体,将其放于紫外灯下诱变及再生壁培养,筛选获得可利用廉价碳源发酵的高产油酵母,并采用气相色谱质谱联用法(GC-MS)测定其脂肪酸组成。【结果】突变效果最好的突变菌株2A00015/25用葡萄糖发酵培养7 d后,其生物量、油脂产率和产油量分别为17.77 g/L、58.12%和10.32 g/L,较原始菌株分别提高了12.45%、23.32%和38.68%;利用废糖蜜发酵培养,其生物量、油脂产率和产油量分别为18.54 g/L、49.44%和9.17 g/L,较原始菌株分别提高了9.09%、21.16%和32.18%。利用废糖蜜培养其产油效率虽低于利用葡萄糖培养,但从环境保护及原材料成本的角度考虑,用废糖蜜作为碳源发酵培养产生油脂更具优势。诱变菌株利用废糖蜜发酵后产生油脂经检测含有8种脂肪酸,其脂肪酸组成与植物油近似,其中不饱和脂肪酸含量占脂肪酸总量的82.4%。【结论】通过利用原生质体紫外诱变技术,成功选育出一株新的可利用廉价碳源的高产油海洋菌株,产油率达到49.4%,提高了21.2%。     

不同氮浓度对一株产油绿球藻生长、脂类积累及脂肪酸分布的影响

富含多不饱和脂肪酸的产油微藻是开发高值微藻油的理想原料,一株产油微藻是否具有高值油脂开发潜力需要评估其油脂产量、中性脂比例与多不饱和脂肪酸分布等指标。低氮胁迫是研究微藻油脂积累理想的方式之一,以一株产油绿球藻(Chlorococcum sp.)为实验材料,以硝酸钠(NaNO_3)为氮源,设置17.6 mmol/L、5.9 mmol/L和3.5 mmol/L三种氮浓度,跟踪测定产油绿球藻生长、脂类组成及多不饱和脂肪酸分布的时相变化。结果显示,3.5 mmol/L和5.9 mmol/L氮浓度条件下,产油绿球藻取得了2.55 g/L和2.51 g/L的总脂产量,远高于17.6 mmol/L氮浓度组的总脂产量(1.43 g/L);降低氮浓度可以提高中性脂比例,3.5mmol/L氮浓度组取得最高的中性脂比例,为88.6%总脂质(Total lipid,TL),高于5.9 mmol/L氮浓度组(86.3%TL)和17.6 mmol/L氮浓度组(80.5%TL);降低氮浓度可以改变产油绿球藻的脂肪酸在不同脂类分子中的分布,促进脂肪酸更多分布于中性脂中,其中,3.5 m mol/L TL氮浓度组培养结束时,α-亚麻酸在中性脂的比例由接种时的33.9%提高到86.5%。适宜氮浓度对于提高产油绿球藻总脂产量、中性脂比例而多不饱和脂肪酸分布具有重要作用,产油绿球藻积累的α-亚麻酸在低氮条件下更倾向于分布在中性脂中,是一株具有高值化微藻油开发价值的藻株。     

响应面法优化木薯淀粉发酵生产单细胞油脂工艺

采用响应面分析法对发酵性丝孢酵母菌株以木薯淀粉水解液为原料合成微生物油脂的培养条件进行优化。首先利用Plackett-Burman试验设计确定影响油脂产量的主要因素,在此基础上再利用Box-Behnken试验设计及响应面分析法对其进行条件优化。结果表明,发酵温度、C/N、pH对油脂产量具有显著影响,产油脂的最佳发酵条件为:发酵温度28.78°C、C/N 126.18、pH 6.69,油脂产量达到14.88g/L,比优化前提高了28.6%。同时,气相色谱分析表明,微生物油脂脂肪酸组成成分主要包括棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸酯等,是优良的生物柴油制备原料。     

广谱碳源产油酵母菌的筛选

对10株酵母菌利用不同单糖为碳源条件下菌体内积累油脂的能力进行了初步考察,并对菌油进行了分离和脂肪酸组成分析。实验发现,以葡萄糖为唯一碳源时有9株菌油脂含量超过自身细胞干重的20%,可以界定为产油微生物。其中6#菌(T.cutaneumAS2.571)利用葡萄糖发酵菌体油脂含量达到65%(W/W)。所有实验菌株都能同化多种单糖,其中1#菌(L.starkeyiAS2.1390)、4#菌(R.toruloidesAS2.1389)和11#菌(L.starkeyiAS2.1608)表现出对碳源利用的广谱性,能转化五碳糖木糖和阿拉伯糖并在菌体内积累油脂,油脂含量最高达到26%。脂肪酸组成分析结果表明,菌油富含饱和及低度不饱和长链脂肪酸,其中棕榈酸、油酸和亚油酸三者之和占总脂肪酸组成的90%以上,脂肪酸组成分布类似于常见的植物油。这些结果对利用产油微生物转化木质纤维素水解混合糖获取油脂资源的研究具有重要意义。     

Fe~(3+)对小球藻的生长及油脂含量的影响

传统化石能源储量日益减少,生物柴油因其环保可再生性成为优质的石化柴油替代品。利用小球藻生产生物柴油速度快、油脂含量高,受到了广泛关注。为进一步提高小球藻生产生物柴油效率,分别探究了Fe3+的浓度及添加时间对自养和异养小球藻生长及产油的影响,获得最优Fe3+培养条件为:自养小球藻延滞期添加10-3 g/L Fe3+,生物量及油脂含量达2.80 g/L及30.90%;异养小球藻指数期添加10-5 g/L Fe3+,生物量及油脂含量达3.30 g/L及29.05%。经脂肪酸分析,以上条件获得的微藻油脂均可作为生物柴油生产原料。     

Cryptococcus curvatus O3酵母菌培养及产油脂特性

生物柴油的发展, 导致全球油脂供求紧张。微生物油脂的甘三酯组成与植物油类似, 发展微生物油脂可部分缓解植物油脂供应压力。本文研究了Cryptococcus curvatus O3酵母利用葡萄糖为碳源生长和积累油脂的特性。Cryptococcus curvatus O3酵母在培养过程中能适应间歇式碳源流加方式达到高密度培养的目的, 但在相同培养条件下, 不同氮源能影响其代谢过程中糖到油脂转化的脂肪系数。Cryptococcus curvatus O3酵母利用葡萄糖作为碳源在30°C下摇瓶发酵, 菌体生物量为51.8 g/L, 油脂含量达65.1%。脂肪酸组成分析结果表明, 菌油富含饱和及低度不饱和长链脂肪酸, 其中饱和脂肪酸之和占总脂肪酸组成的64%左右, 其脂肪酸组成类似于可可脂, 这些结果对于利用产油微生物转化生物质获取如类可可脂等具有高附加值油脂的研究具有重要意义。     

氮胁迫对埃氏小球藻生长及油脂积累的影响

以生长快、可除污的埃氏小球藻株系SXND-25为试材,研究不同氮浓度培养条件对其生物量和油脂产量的影响,以期建立优化培养体系利用该株小球藻生产优质生物燃油。以硝酸钠为氮源、BG11培养基中的氮浓度为基准(1.5 g/L),设置氮浓度梯度对小球藻进行培养。通过光密度测定、尼罗红染色、转酯化法抽提油脂和GC分析,对小球藻生物量、油脂含量及脂肪酸组分进行分析。结果显示,培养8 d时,在氮浓度为1.5 g/L时,生物量达到最大,干重为3.4 g/L,而油脂含量仅为28.24%,油脂产量为0.96 g/L;在氮浓度为0 g/L时生物量最小,干重为0.49 g/L,而油脂含量最高,为44.57%,油脂产量为0.22 g/L;在氮浓度为0.75 g/L时,干重为3.2 g/L,油脂含量为40.36%,油脂产量最高为1.3 g/L,是标准氮浓度下油脂产量的1.4倍。0.75 g/L氮浓度下连续培养8 d,藻油脂肪酸组成更适于制取优质生物柴油。综合生物量、油脂含量及脂肪酸组成等指标,确定0.75 g/L氮浓度为该埃氏小球藻株系规模化培养以生产优质生物燃油的优化参数。     

蛋白核小球藻发酵产油脂的研究

从5种不同来源的小球藻中筛选到1株油脂产量较高的蛋白核小球藻Chlorella pyrenoi-dosa No.2.研究了培养基组成及培养条件对其细胞生长和油脂积累的影响.结果表明,最适培养基组成为(g/L):葡萄糖20,甘氨酸0.08,MgSO4·7H2O 0.4,K2HPO4 1.0,FeSO4·7H2O 0.004;适宜的培养温度,初始pH、摇床转速和光照强度分别为28℃、6.0、130 r/min和650 Lux.在上述优化条件下培养7 d,Chlorella pyrenoidosa No.2的生物量和油脂含量分别由优化前的3.73 g/L和40.15%提高到6.56 g/L和59.90%,油脂产量提高了162%.Chlorella pyrenoidosa No.2能以木糖为碳源产油脂,可望用于以木质纤维素等可再生生物质资源为原料生产油脂.气相色谱分析表明该油脂的脂肪酸组成与植物油相似,不饱和脂肪酸含量达71%左右,可作为生产生物柴油的原料.     

不同培养基及组成对2种小球藻生长和油脂的影响

研究了4种培养基及组成对蛋白核小球藻F-9和普通小球藻HYS-2的生长、油脂积累和脂肪酸组成的影响。结果发现knop、Provasoli、f/2、MAV 4种培养基中,f/2培养基更有利于小球藻的快速生长,而MAV培养基更适合油脂积累。在f/2培养基中F-9和HYS-2相对生长速率分别为0.156和0.171,培养9 d细胞干重为0.188 g/L和0.195 g/L。而在MAV培养基中F-9油脂含量最高可达19.67%,HYS-2油脂含量最高为21.91%,脂肪酸最高分别占干重的5.11%和8.71%。N/P为16∶1时小球藻生长最快,培养9 d后F-9和HYS-2的相对生长速率分别为0.23和0.239,最终细胞干重分别为0.107 g/L和0.143 g/L。而F-9和HYS-2在N/P为1∶1条件下积累油脂和脂肪酸含量最高,总脂含量分别占干重的为20.40%和27.39%,总脂肪酸占藻粉干重的含量为12.52%和16.94%。     

囊状黄丝藻在不同初始氮浓度条件下特殊的油脂积累规律

对不同初始氮浓度条件下囊状黄丝藻(Tribonema utriculosum SAG22.94)的生长状况、油脂含量和脂肪酸组成与含量进行研究。结果显示,囊状黄丝藻在氮浓度为3.0 mmol/L时,获得生物质浓度最高,为6.39 g/L;氮浓度为18.0 mmol/L时获得总脂和总脂肪酸含量最高,分别为细胞干重的44.62%和42.21%;上述3个指标单位体积的产率均在氮浓度3.0 mmol/L时达到最高值,分别为0.538、0.209和0.206 g·L~(-1)·d~(-1)。在4种初始氮浓度条件下,囊状黄丝藻油脂和脂肪酸含量可随着氮浓度增加而增加。脂肪酸含量分析结果显示,该藻的主要脂肪酸为豆蔻酸(C14∶0)、棕榈酸(C16∶0)、棕榈油酸(C16∶1ω7)、花生四烯酸(C20∶4ω6)和二十碳五烯酸(C20∶5ω3,EPA)。其中棕榈油酸含量最高,占总脂肪酸含量的36.53%~50.08%。研究结果表明囊状黄丝藻在不同初始氮浓度条件下具有特殊的油脂积累规律,是一株具有重要应用价值的产油丝状微藻。     

一株镰刀菌的分离鉴定及变温发酵条件对其脂肪酸合成的影响

为筛选产多不饱和脂肪酸新资源,从葡萄园土壤中分离到一株真菌,通过对菌株进行菌落特征、显微特征和18S r DNA序列分析,将该菌株鉴定为镰刀菌一个新种(Fusarium sp.JM)。为研究菌株油脂生产能力,通过两阶段变温发酵,分析发酵条件对菌体油脂和脂肪酸合成的影响。结果表明,镰刀菌油脂中脂肪酸组成丰富,其中C16脂肪酸和C18脂肪酸的含量约占总脂肪酸的90%,采用25℃,4 d/18℃,3 d二阶段发酵条件,菌体生物量为9.8 g/L,油脂产量1.42 g/L,油脂中多不饱和脂肪酸含量占总脂肪酸含量的46%以上。推测利用镰刀菌发酵生产多不饱和脂肪酸具有一定的可行性。     

蛋白核小球藻发酵产油脂的研究

从5种不同来源的小球藻中筛选到1株油脂产量较高的蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa No.2。研究了培养基组成及培养条件对其细胞生长和油脂积累的影响。结果表明, 最适培养基组成为(g/L)：葡萄糖 20, 甘氨酸 0.08, MgSO4·7H2O 0.4, K2HPO4 1.0, FeSO4·7H2O 0.004; 适宜的培养温度、初始pH、摇床转速和光照强度分别为28℃、6.0、130 r/min和 650 Lux。在上述优化条件下培养7 d, Chlorella pyrenoidosa No.2的生物量和油脂含量分别由优化前的3.73 g/L 和 40.15%提高到6.56 g/L和59.90%, 油脂产量提高了162%。Chlorella pyrenoidosa No.2能以木糖为碳源产油脂, 可望用于以木质纤维素等可再生生物质资源为原料生产油脂。气相色谱分析表明该油脂的脂肪酸组成与植物油相似, 不饱和脂肪酸含量达71％左右, 可作为生产生物柴油的原料。     

粘性丝孢酵母的诱变及以玉米秸秆水解液为原料产油条件优化

对粘性丝胞酵母进行紫外诱变,获得一株产油率较高的菌株,较原菌株提高了1.53倍。将该菌株接种于用1%硫酸和酶水解处理并浓缩至还原糖浓度为5%的玉米秸秆水解液中培养,生长较好。通过四因素三水平正交实验,确定培养条件为初始pH值7.0、接种量1%、发酵温度30℃、发酵时间5 d时产油率最高。对最佳产油条件进行验证,测得油脂含量为21.3%。从而为利用农业废弃物大规模生产微生物油脂提供了试验数据。气相色谱-质谱联用分析仪显示油脂脂肪酸组成为棕榈酸28.36%,油酸55.86%,10-十八烯酸9.23%,硬脂酸6.70%,可以作为原料生产生物柴油。     

发酵性丝孢酵母HWZ004利用水稻秸秆水解液发酵产油脂

为高效利用水稻秸秆中的纤维素和半纤维素产油脂,采用稀酸预处理和酶水解两步法对水稻秸秆进行水解,然后以水解液为碳源,培养发酵性丝孢酵母Trichosporon fermentans HWZ004产微生物油脂。结果表明,经简单overliming法脱毒后水稻秸秆水解液中乙酸、糠醛和5-羟甲基糠醛的浓度分别为0.4 g/L、0.1 g/L和0.05 g/L。只需添加少量氮源和微量CuSO4?5H2O,该水解液即可满足T. fermentans HWZ004发酵产油脂的要求。发酵最适接种量、初始pH和温度分别是5.0％、7.0和25 ℃。T. fermentans HWZ004在优化条件下培养7 d的生物量、油脂含量和油脂产量分别是26.4 g/L,52.2％和13.8 g/L;油脂得率系数为17.0,大大高于驯化前菌株T. fermentans CICC 1368在脱毒水稻秸秆半纤维素水解液中的对应值 (11.9)。所产油脂的脂肪酸组成与植物油相似,不饱和脂肪酸含量达70％以上,宜作为生物柴油的生产原料。     

圆红冬孢酵母菌发酵产油脂培养基及发酵条件的优化研究

采用均匀设计和单因子试验法,系统考察了圆红冬孢酵母菌(Rhodosporidiumtoruloides)在不同碳氮比条件下产油发酵情况以及添加无机盐对产油发酵的影响,通过均匀设计软件对二次多项回归方程求解及单因素分析得知在培养基组成分别为葡萄糖70g/L,硫酸铵0.1g/L,酵母粉0.75g/L,磷酸二氢钾0.4g/L,七水硫酸镁1.5g/L,初始pH6.0,在灭菌(121℃15min)后添加ZnSO41.91×10-6mmol/L、CaCl21.50mmol/L、MnCl21.22×10-4mmol/L、CuSO41.00×10-4mmol/L。发酵摇瓶装液量为250mL三角瓶装培养基50mL,接种量为10%(种龄28h)。在上述条件下,30℃振荡(200r/min)培养120h,所得菌体油脂含量高达76.1%,脂肪得率系数可达22.7。     

三株栅藻属藻株光合自养产油脂的比较研究

通过柱式光生物反应器培养,比较研究三株栅藻(Scenedesmus sp简写S.sp、Scenedesmus deserticola、Scenedesmus dimorphus)的生长及油脂含量情况,得出3株藻生物量最高的是S.deserticola为0.48 g/(L·d);其次是S.sp为0.41 g/(L·d);S.dimorphus产量最低为0.35 g/(L·d)。且培养后期经尼罗红染色清楚可见油脂分布,其中S.deserticola总脂含量达到了干重的55.3%,总脂产量为0.29 g/(L·d);S.dimorphus为46.7%,0.18 g/(L·d);S.sp为43.6%,0.20 g/(L·d)。三株栅藻主要脂肪酸为C18和C16,占总脂肪酸组成的85%以上,符合生物柴油的生产要求。综合比较,S.deserticola是一株性能优良的产油藻株。     

富油微藻的筛选及其产油能力的评价

【目的】筛选具有较快生长速率及较强产油能力的微藻,探究所获得微藻的生理生化性能及不同培养方式对其生物量、产油能力、碳消耗等生长特性的影响与藻种对pH的适应能力。【方法】通过磷酸香草醛测定法及尼罗红染色对微藻进行初筛复筛,通过设置光合自养、异养和混养等3种培养方式,并采用气质联用等方法,研究不同培养方式对所获微藻生长特性、所产油脂脂肪酸组成以及碳代谢等方面的影响。【结果】筛选出两株产油能力较强的藻株H、Z_8,其油脂产量分别可达1.14±0.05 g/L和1.33±0.10 g/L,经形态观察和分子生物学鉴定初步表明藻株H属布朗单针藻(Chlorolobion braunii)、藻株Z_8属链带藻(Desmodesmus intermedius)。构建了不同培养方式下微藻动力学模型,H、Z_8属于生长偶联型。当培养环境的pH处于6.0–9.0,对藻株H、Z_8的总脂量与生物量无明显差异(P0.05)。【结论】筛选获得的藻株H、Z_8中C16与C18脂肪酸占总脂肪酸的比率能达到90%以上。藻种在混养条件下生物量积累优于异养,但异养条件下更加有利于油脂的积累,且H、Z_8均具有较为宽泛的pH适应能力,是具有一定产业化应用潜力的优良产油藻株。     

产油微生物油脂生物合成与代谢调控研究进展

自然界中少量微生物在适宜条件下产生并贮存质量超过其细胞干重 2 0 %的油脂 ,具有这种表型的菌种称为产油微生物。产油微生物利用可再生资源 ,得到的微生物油脂与植物油脂具有相似的脂肪酸组成 ,有的还含有丰富的多不饱和脂肪酸 ,具有广阔开发应用前景。简要介绍了产油微生物的种类和代谢特点 ,较详细地阐述了微生物产油机制和代谢调控途径的最新研究进展 ,并对微生物油脂研究的未来发展方向提出了初步见解     

花生四烯酸油脂高产菌株的选育

以高山被孢霉为出发菌株,抗氧化剂——没食子酸辛酯为筛选剂,经过紫外-LiCl复合诱变处理,筛选出抗脂肪酸脱氢酶抑制剂的菌株。将筛选出的菌株经过摇瓶发酵复筛,筛选到1株生产性能优于出发菌株的突变株R807。与原始菌株相比,该菌株的油脂组成脂肪酸分布中C18系列脂肪酸相对较少,花生四烯酸(ARA)占总脂肪酸的含量保持在40%(质量分数)以上。其菌体生物量达到39.2 g/L,油脂产量达到16.3 g/L,ARA占总脂肪酸含量为41.72%(质量分数),ARA产量达6.81 g/L。各数值比原始菌株分别提高了22.9%、3.2%、35.1%和39.8%。连续传代多次,其产量性状无显著变化。