微生物油脂工业化生产关键技术研究

<正>微生物油脂(Microbial oils)又称为单细胞油脂(Single cell oils,SCO),是指由霉菌、酵母菌、细菌和微藻等产油微生物在一定的培养条件下,利用碳源在菌体内合成并积累大量的油脂。利用微生物生产油脂具有很多优点:微生物原料丰富、易于培养、环境友好,生理功能突出,能连续大规模生产等,并且有着广泛     

微生物油脂产业化应用研究进展

对产油微生物的特点进行了介绍,并对主要微生物如酵母、霉菌、细菌、显微藻类各自的产油情况进行了分析。微生物油脂目前存在的主要问题是产油率低、成本较高,但是微生物油脂应用广泛。随着研究的深入,微生物油脂有望实现工业化生产并在营养保健、新油源开发及生物柴油原料等方面具有发展前景。     

比较转录组解析氮限制对微藻Ankistrodesmus sp.HJ12油脂和淀粉积累的分子调控机制

为明确微藻油脂与淀粉代谢过程中是否存在相互竞争与转化关系,以微藻Ankistrodesmus sp.HJ12为实验材料,对不同氮浓度培养条件下的微藻Ankistrodesmus sp.HJ12生物量、油脂含量和淀粉含量进行测定,并进行比较转录组研究,探讨其油脂和淀粉积累相关影响及分子调控机制。结果表明：氮浓度对该藻株油脂和淀粉积累具有显著影响,且油脂与淀粉积累呈显著负相关关系;培养基中添加氮源时,微藻Ankistrodesmus sp.HJ12油脂含量显著高于无氮源条件,油脂含量最高时的氮浓度为7.6 mmol/L;无氮源时,其淀粉含量最高;比较转录组研究发现,促进微藻Ankistrodesmus sp.HJ12油脂积累的主要因素可能是脂肪酸合成途径、糖酵解途径与淀粉分解代谢途径的增强,为脂肪酸的合成提供了更多的乙酰-CoA和碳源,从而促进了脂肪酸的合成;挖掘得到4个调控脂质合成代谢的关键基因ACACA、α-AMY、PDC和adh,采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)验证基因表达差异变化,结果与转录组分析差异一致。研究结果可为进一步了解微藻脂质合成代谢的分子机制提供一定的参考,同时...     

含乙酸玉米芯水解液中四株油脂酵母联产多糖与油脂的研究

为了研究木质纤维素水解液中高浓度乙酸的存在对油脂酵母发酵的影响,本研究以4株油脂酵母(皮状丝孢酵母、浅白隐球酵母、Trichosporon dermatis与Trichosporon coremiiforme)为研究对象,在玉米芯水解液中添加高浓度乙酸(15 g/L)作为发酵底物,研究发酵的底物代谢与产物积累规律。结果表明:发酵培养基中的糖与乙酸几乎可被皮状丝孢酵母与T.dermatis完全代谢;而T.coremiiforme与浅白隐球酵母对糖与有机酸的代谢效果不佳。皮状丝孢酵母与T.dermatis在高效降低高底物浓度培养基的COD的同时,可在胞外合成一定浓度的多糖产品。四株油脂酵母的油脂脂肪酸组成以C16、C18系列为主,其中油酸(C18:1)比例最高;除合成微生物油脂外,它们还能在胞内大量积累多糖类物质以及少量的蛋白质与灰分。本文可为油脂酵母利用廉价原料联产酵母多糖与微生物油脂这两种高附加值食品提供参考。     

产油微生物研究及应用

该文阐述产油微生物种类及产生油脂机理,讨论碳源、氮源、温度、pH、培养时间等培养条件对微生物油脂合成影响,并介绍微生物油脂应用及进一步研究方向。     

金属离子对斯达油脂酵母发酵产油脂的影响

通过摇瓶培养考察金属离子(Mg2+、Ca2+、Fe3+、Zn2+、Mn2+、Cu2+)对斯达油脂酵母(Lipomyces starkeyi 1809)生长和发酵生产油脂的影响。结果表明:在不同金属离子的各种浓度下,斯达油脂酵母的菌体生物量、油脂产量、油脂含量和油脂系数的差异均达到极显著水平(P0.01)。当培养基中缺失Mg2+或Fe3+或Zn2+时明显抑制菌体生长和油脂积累,添加适当浓度的Mg2+、Fe3+、Zn2+可促进斯达油脂酵母菌体生长和油脂合成,菌体利用底物合成油脂的转化率显著提高;添加适当浓度的Ca2+或Cu2+有利于菌体生长和油脂积累;Mn2+缺失有利于菌体生长和油脂合成,Mn2+浓度越高越不利于油脂积累。在试验浓度范围,MgSO4.7H2O 1 000 mg/L、CaCl2.2H2O 500 mg/L、FeCl3.6 H2O 1.6 mg/L、ZnSO4.7H2O 0.3 mg/L、MnCl2.4H2O 0.008 mg/L、CuCl2.2H2O 0.08 mg/L为斯达油脂酵母生长和油脂积累的适宜浓度。结论:在培养基C/N一定的条件下,金属离子对斯达油脂酵母生长和产油脂能力起着重要的作用,本试验结果对建立微生物油脂发酵调控的新策略具有重要的理论和实践意义。     

弯曲隐球酵母N-11合成微生物油脂的代谢调控研究

通过摇瓶发酵实验考察不同调控方式对弯曲隐球酵母N-11菌体生长和积累油脂的影响。主要从改变培养基组成中的小分子限制性因素(氮、磷、硫)、调控脂质合成关键酶(苹果酸酶)的酶活性以及采取不同发酵模式(分批培养与补料培养)研究影响微生物积累油脂的因素并对其进行优化。结果表明:当碳氮比为180.2∶1、碳磷比为61∶1、碳硫比为2 413.4∶1时,酵母菌油脂产量及含油率达到最高,分别为5 g/L、68.30%,5 g/L、65.99%及5.53 g/L、67.11%;培养基中苹果酸酶抑制剂——芝麻酚的添加可以显著降低酵母积累油脂的能力;补料培养不仅可以显著提高油脂产量(由4.25 g/L增加至9.17 g/L),含油率也从65.28%增加至74.92%。     

微生物油脂进展

微生物油脂一般又称为单细胞油脂,即微生物以碳水化合物、碳氢化合物和普通的油脂为碳、氮源,辅以无机盐生产油脂和另一些有商业价值的脂质。微生物油脂的研究和开发,不仅丰富了传统的油脂工业技术,而且是工业化生产油脂的一个重要途径。尤其在目前人口增长使得油脂需求量与自然资源严重短缺的矛盾日益尖锐的情况下,开辟新油源——微生物油脂更具有重要的理论和实际意义。     

Yarrowia lipolytica H222（pox1-6缺陷）利用苹果渣酶解液与葡萄糖发酵合成微生物油脂的对比研究

分别以苹果渣酶解液和葡萄糖作为发酵培养基的碳源,以Yarrowia lipolytica H222(pox1-6缺陷)为实验菌株合成微生物油脂。分析比较发酵液中细胞干重、总油脂含量、总油脂产量及脂肪酸组成。结果表明:以苹果渣酶解液为碳源的发酵液中细胞干重、总油脂含量、总油脂产量、脂滴大小均较以葡萄糖为碳源的发酵液有显著增高;当发酵至3 d时,80 g/L总糖含量的苹果渣酶解液为碳源的发酵液中总油脂产量达到最高(0.088 mg/mL),明显高于以葡萄糖为碳源的发酵液中总油脂产量,并且不同碳源的发酵液中主要脂肪酸组成和含量也存在明显差异。因此,苹果渣酶解液更有利于Yarrowia lipolitica H222(pox1-6缺陷)产生油脂。     

斯达油脂酵母ZW-25利用粗甘油发酵产油脂的研究

为探索粗甘油综合利用的途径,采用平板培养和摇瓶发酵的方法从4株油脂酵母菌株中筛选出利用粗甘油发酵产油脂的高产菌株,并考察培养基中碳源氮源对菌株发酵产油脂的影响,在此基础上,对菌株的发酵过程进行研究,并对油脂中脂肪酸的组成进行分析。结果表明:斯达油脂酵母ZW-25利用粗甘油发酵产油脂效果较好;培养基中适宜的碳源氮源组成为:粗甘油浓度40 g/L,酵母粉0.5 g/L,(NH_4)_2SO_42.0 g/L,在此条件下,菌株的生物量、油脂产量、油脂含量和油脂系数分别可达13.79 g/L、6.97 g/L、50.52%、18.12;菌株适宜的发酵时间为144 h,油脂中脂肪酸主要是C_(16)和C_(18)系脂肪酸。上述结果显示,斯达油脂酵母ZW-25具有良好的应用潜力,研究结果为粗甘油的综合利用提供了新的途径。