酵母微生物油脂的生物合成研究

摘要：目的 微生物油脂可作为制备绿色能源生物柴油的原料。对酵母微生物油脂的生物合成方法进行研究。方法 以斯达油脂酵母Lipomyces starkeyi AS 2.1560为菌种进行微生物油脂生物合成。首先获得大量细胞,将细胞收集后,转移至葡萄糖溶液中进行油脂合成。结果 斯达油脂酵母可在不含有其他营养成分的葡萄糖溶液中快速合成油脂,细胞油脂含量可达到细胞干重的60%以上。菌龄对油脂生成影响不明显,糖浓度过高抑制油脂生成,40 g/L葡萄糖溶液中60 h合成油脂最多,达到65.2%,并有进一步积累的可能,在（0.5～6）×108个/mL,接种细胞的密度越大,油脂合成能力越低。合成油脂成分主要为棕榈酸和油酸。结论 斯达油脂酵母细胞增殖与油脂生物合成可分开进行,其油脂成分与普通动植物油脂成分相似。     

耐乙酸粘红酵母合成油脂

乙酸是木质纤维素在水解过程中的主要副产物,高浓度的乙酸严重影响产油微生物的生长和油脂合成。本文研究了粘红酵母对乙酸的耐受性及其利用乙酸合成微生物油脂的能力。结果表明,在初始葡萄糖、木糖浓度分别为6 g/L和44 g/L的混合糖培养基中,乙酸浓度低于10 g/L时,不会对菌体生长产生抑制作用,油脂合成还得到了促进。当乙酸添加量为10 g/L时,生物量、油脂产量、油脂含量较对照组分别提高了21.5%、171.2%和121.6%。进一步研究表明,粘红酵母具备利用乙酸合成油脂的能力,当以乙酸为唯一碳源,浓度为25 g/L时,油脂产量达到3.20 g/L,油脂质量得率为13%。微生物油脂成分分析表明,粘红酵母以乙酸为底物制得的油脂可以作为制备生物柴油的油脂原料,其主要成分为棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸,其中饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸含量分别为40.9%和59.1%。由于粘红酵母具有利用乙酸合成微生物油脂的能力,在以木质纤维素水解液为原料生产微生物油脂的脱毒过程中,一定浓度的乙酸可以不必脱除。     

锁掷酵母预处理油脂原料膨化大豆

通过3株红酵母对膨化大豆进行固态发酵预处理,油脂和豆粕中类胡萝卜素的含量都显著增加,且油脂中脂肪酸组成没有显著变化。其中,锁掷酵母发酵膨化大豆所提取的油脂中类胡萝卜素含量最高,为15.010μg/g,比未发酵样品提高了5.526倍。进一步对锁掷酵母固态发酵进行工艺优化,培养时间、培养基含水量、接种量和发酵温度均显著影响油脂中类胡萝卜素的含量(P<0.05),且确定最佳培养条件为培养基含水量50%、接种量50%、培养温度30℃、发酵时间72 h,优化后油脂中类胡萝卜素含量较优化前提高了7.928%,所得功能性油脂符合油脂常规理化指标的国家标准。本研究表明,通过锁掷酵母对膨化大豆进行固态发酵预处理,所得油脂含有丰富的类胡萝卜素,且发酵后豆粕的营养价值也有所提升,这为开发富含微生物来源的生物活性物质、营养价值提升的功能油脂产品奠定了研究基础。     

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。     

油脂酵母发酵木糖生产微生物油脂

目的用斯达油脂酵母(Lipomyces starkeyi)作为发酵菌株,以纯木糖溶液为油脂发酵原料,对L.starkeyi利用木糖积累油脂进行系统研究。方法 L.starkeyi于斜面培养基中活化后,接种于YPD液体培养基,于30℃、200 r/min摇床培养。在摇瓶中培养一段时间后,测定发酵液细胞浓度,离心发酵液收集细胞。将离心后得到的菌体加入木糖溶液重悬,并转接于含50 mL木糖溶液的250 mL摇瓶中进行发酵生产。结果相比一阶段法,两阶段发酵方法可以在更短的时间内达到较高的油脂含量,油脂含量能够达到细胞自身干重的60%以上。实验发现高菌龄酵母产油速度更快;并且初始木糖浓度高达120 g/L时,酵母细胞仍然能够高效合成油脂。结论 L.starkeyi能够有效利用木糖进行发酵产生油脂,是以木质纤维素为原料生产微生物油脂的优良菌种。     

二步发酵丢糟生产微生物油脂的研究

目的:探索以黄曲霉和皮状丝孢酵母为菌种二步发酵大曲丢糟生产微生物油脂的最佳工艺条件.方法:利用黄曲霉对丢糟进行一步发酵,再以一步丢糟发酵物为基质,设定皮状丝孢酵母的接种量、培养温度、培养时间为三个因素,进行L9(33)正交试验.结果:黄曲霉一步发酵丢糟的最佳条件为接种量12％,在28℃下发酵5d,获得的一步丢糟发酵物还原糖含量为2.4051％;皮状丝孢酵母二步发酵丢糟生产微生物油脂的最佳条件为皮状丝孢酵母接种量12％,在30℃下培养4d,每1 000g发酵物中可得油脂19.32g.结论:利用黄曲霉的产纤维素酶的性能和皮状丝孢酵母积累油脂的性能进行二步发酵丢糟生产微生物油脂,具有一定的可行性.     

基于废物资源化的美极梅奇酵母产油研究现状及应用潜力分析

清洁可再生能源生物柴油的开发利用是对当今能源短缺环境下化石燃料替代物的有益探索。微生物油脂作为一种可能实现生物柴油廉价、高效生产的原料引起了广泛的关注,但由于封闭式培养模式操作复杂、成本高制约了其大规模应用。美极梅奇酵母Metschnikowia pulcherrmia是一种新型产油酵母,具有适应性强、底物利用范围广、可在开放体系培养等特点,很有潜力代替传统产油微生物,实现基于生物柴油的废水及固废能源化工程应用。文中对美极梅奇酵母相关研究开展了全面调研,在分析其产油研究及应用现状的基础上,总结了美极梅奇酵母在油脂生产方面所具有的独特优势和关键影响因素,突出强调了其在开放体系培养及利用有机废弃物生产微生物油脂的可行性。此外,文中还指出了美极梅奇酵母在油脂产量、产油机理等方面存在的问题与不足,为实现生物柴油高效生产提供了新的方向和思路,有利于进一步促进其工业化应用。     

粘红酵母和酿酒酵母联合处理味精废水

为了解决味精废水中高NH4+浓度抑制油脂微生物的生长和油脂积累问题,采用粘红酵母和酿酒酵母联合处理味精废水的方法:首先利用酿酒酵母降解味精废水(MSG)中NH4+,然后将处理后的废水进一步发酵培养合成油脂。研究结果表明:用经酿酒酵母预处理过的味精废水作为粘红酵母的培养基发酵时,粘红酵母的生物量为33.3 g/L,油脂产率为18.16%,COD降解率为50.6%,NH4+的降解率为93.9%。比粘红酵母单独处理味精废水,NH4+的降解率提高了6.14倍,生物量、油脂产率和COD降解率分别提高了8.1%、30.06%和9.58%。     

不同营养元素限制对圆红冬胞酵母油脂生产的影响

以产油酵母圆红冬胞酵母（Rhodosporidium toruloides）作为研究对象,系统地研究了氮、磷、硫限制对其油脂积累的影响,并在3L生物反应器上考察了R.toruloides在C/P摩尔比为1 133.3时初始葡萄糖浓度对油脂生产的影响。结果表明：氮、磷、硫中任意一种营养元素受限,均能促使R.toruloides在胞内积累高于自身干重60%的油脂;通过改变培养基的组成,可以调节油脂中脂肪酸的构成,使油脂中饱和脂肪酸比例高于70%或不饱和脂肪酸比例高于60%。就油脂生产强度及转化效率而言,磷限制优于氮限制或硫限制。当C/P摩尔比相同时,初始葡萄糖浓度越低越有利于油脂生产。对采用不同原料生产微生物油脂的技术有一定指导意义。     

圆红冬孢酵母两阶段培养法生产微生物油脂

为缩短发酵时间,减少原料消耗,采用细胞增殖和油脂积累分离的两阶段模式,培养圆红冬孢酵母Rhodosporidium toruloides AS 2.1389生产微生物油脂。结果表明,细胞增殖阶段获得的R.toruloides AS 2.1389细胞,重悬接种在葡萄糖溶液中,可快速积累油脂,菌体油脂含量超过自身干重的55%。增殖阶段细胞的菌龄越高,产油能力越强。油脂积累阶段使用高浓度葡萄糖溶液或未灭菌的葡萄糖溶液,油脂合成可以有效进行。油脂中脂肪酸成分以含16和18个碳原子的长链脂肪酸为主,可作为制备生物柴油的新型原料。