廢棄番薯藤應用于微生物油脂生產的研究.pdf

1、微生物油脂又稱單細胞油脂(SCOs)，其組成與植物油類似，主要為中性脂、游離脂肪酸、磷脂及不皂化物，因其特殊功能而具有潛在的工業(yè)開發(fā)價值。微生物油脂是產油微生物在一定條件下體內合成積累的，生產周期短，不受場地和季節(jié)限制，是功能性油脂生產和生物柴油的良好原料。目前微生物油脂生產所需的合成培養(yǎng)基成本較高，限制了油脂的大規(guī)模生產。發(fā)酵性絲孢酵母（Trichosporonfermentans）可利用木糖產油脂，若其能以木質纖維素水解液為原料產油

2、脂則能大大降低油脂生產成本。在本研究中，我們首次嘗試對番薯藤進行纖維素酶解，使用其水解液作為產油微生物的底物，探索研究了番薯藤的組分對發(fā)酵性絲孢酵母的油脂積累行為及其功能的影響。
　　 本文的主要研究結果如下:
　　 (1)廢棄番薯藤酶解液在T.fermentans油脂生產的研究本文首次提出番薯藤酶解液作為一種低有效氮的高效營養(yǎng)提供者能夠作為T.fermentans的底物用于微生物油脂生產?；诮鹑A番薯藤酶解液(jSVH

3、)的基礎培養(yǎng)基的批次發(fā)酵結果表明jSVH與含高糖含量的底物混合發(fā)酵產微生物油脂時會更加高效、經(jīng)濟。在以番薯藤水解液為底物的油脂生產過程發(fā)現(xiàn)在發(fā)酵前5天的培養(yǎng)物中含有大量不溶性膠狀物質，并且到發(fā)酵后期這些膠狀物質能被菌體吸收并用于自身的生長代謝。在以jSVH為唯一底物發(fā)酵時最大油脂產量和油脂含量分別為9.6g/l，35.6％。鑒于較高的C/N有利于油脂的積累，為了進一步提高jSVH中C/N，jSVH中分別單獨添加了一定量果糖、木糖、葡萄糖

4、，發(fā)酵結果表明微生物油脂的積累量顯著提高，分別為27.6g/l，25.5g/l，24.6g/l。為了減少油脂生產成本，酸處理的小麥秸稈水解液(WSH)與jSVH的混合液為底物發(fā)酵產微生物油脂被證明是高效、經(jīng)濟的策略，其油脂產量能達到17.7g/l。動力學分析表明jSVH對T.fermentans的油脂生產具有正促進作用，同時對菌體生長及菌體對底物利用也起到顯著地促進作用。
　　 (2)番薯藤組分與T.fermentans發(fā)酵行為

5、的研究以同一品種，不同栽培方式的番薯藤酶解液(jSVH，dSVH)為底物的Trichosporonfermentans油脂生產行為有顯著性差異。以東陽番薯藤水解液(dSVH)為基礎培養(yǎng)基的批次發(fā)酵實驗表明以dSVH為唯一底物培養(yǎng)時只有5.6g/l的油脂產量，額外添加了葡萄糖到dSVH的混合培養(yǎng)基和只添加了25mldSVH葡萄糖混合培養(yǎng)基(V=100ml)為底物時都能促進菌體的油脂積累，其產量分別達到13.2g/l，21.5g/l。dSV

6、H，jSVH組分分析表明dSVH，jSVH中的TN，COD，TS及RS含量具有顯著差異。jSVH作為底物時菌體油脂積累能力大于dSVH的主要原因可能如下:首先，高的C/N有利于微生物油脂的積累，而dSVH的C/N(30.64)明顯要低于jSVH(68.91);再者，dSVH中N含量過高會抑制油脂的積累;此外，通過添加不同的dSVH量來降低N含量的產油發(fā)酵結果表明dSVH添加量為25ml時油脂產量最佳。東陽番薯藤的可浸提組分(edSVH)

7、及不可浸提組分(rdSVH)酶解液的產油發(fā)酵實驗得出以下結論:(1)番薯藤的可浸提組分與膠狀物質的產生有很大的關系并且該組分對微生物油脂積累起促進作用;(2)不可浸提組分酶解液可代替蛋白胨，酵母膏，無機鹽，與葡萄糖混合微生物油脂生產;(3)雖然在發(fā)酵前期產生的膠狀物能夠為菌體利用，但是其主要的作用并非在于促進菌體的自身生長及油脂積累，而是導向于其它的代謝途徑，具體需要進一步的研究。
　　 因此，當番薯藤水解液中N含量較高的時，其