粘紅酵母利用纖維素水解液發(fā)酵制備微生物油脂的研究.pdf

1、能源與環(huán)境問題是當(dāng)今世界各國所面臨的兩大難題。伴隨著日趨嚴(yán)重的全球性能源短缺與環(huán)境惡化，從環(huán)境保護(hù)與資源開發(fā)的角度出發(fā)，積極開發(fā)替代化石燃料的可再生新能源是一種必然趨勢，如生物柴油就是一種具有很大發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕鍧嵞茉础Ｄ壳?，生物柴油原料油脂的主要來源是動植物脂肪以及餐飲廢油，存在成本高以及收集和運輸困難的問題，因此尋找一種廉價的原料成為了生物柴油產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。某些微生物能將五碳糖和六碳糖轉(zhuǎn)化為油脂，這一特性適用于對木質(zhì)纖維素水解糖化

2、液的利用。因此微生物油脂可為生物柴油的制備提供更加廉價而廣泛的原料。 本文首先考察了粘紅酵母As2.107在搖床及1L發(fā)酵罐上的發(fā)酵特性。結(jié)果表明：葡萄糖濃度在100g/L以下范圍內(nèi)不會對菌體造成抑制。有機(jī)氮為氮源時生物量高于以無機(jī)氮為氮源，但其油脂產(chǎn)量低于后者。以KNO3為氮源能夠顯著促進(jìn)細(xì)胞的生長和油脂的積累。最佳的鉀離子濃度為4g/L。在1L發(fā)酵罐上粘紅酵母細(xì)胞生物量可達(dá)17.7g/L，油脂產(chǎn)量可達(dá)6.4g/L，最優(yōu)化的培

3、養(yǎng)條件為pH為6，溫度為30℃，裝液量為700mL，通氣量為1vvm，轉(zhuǎn)速為550rpm。 研究了補(bǔ)料培養(yǎng)對粘紅酵母細(xì)胞生長及油脂積累的影響，補(bǔ)糖有利于油脂產(chǎn)量的提高。最佳的補(bǔ)料方式為：發(fā)酵48小時一次補(bǔ)加14g/L的葡萄糖。采用該補(bǔ)料策略，細(xì)胞生物量可達(dá)16.8g/L，油脂產(chǎn)量可達(dá)9.1g/L。 研究了粘紅酵母以工業(yè)木糖及混合糖為碳源發(fā)酵生產(chǎn)微生物油脂特性。結(jié)果表明，高的初始木糖濃度對粘紅酵母細(xì)胞生長有一定的抑制作用，

4、確定初始木糖濃度為35g/L，硝酸鉀和酵母粉作為混合氮源，酵母粉濃度為4g/L，碳氮比為55，接種量為15％。H2PO4-的濃度為6g/L。 當(dāng)以混合糖為碳源，酵母粉最佳濃度為4g/L，碳氮比為55，接種量為10％，萄糖抑制粘紅酵母對木糖的代謝，最佳的木糖和葡萄糖比例為2.5:1。當(dāng)木糖和葡萄糖的比例按照2.5:1，補(bǔ)料時間為發(fā)酵72～84小時，補(bǔ)料濃度為15～25g/L時，細(xì)胞生物量、油脂產(chǎn)量和油脂含量可分別達(dá)到19.5g/L

5、、11.6g/L和59.5％。 本文還考察了木質(zhì)纖維素水解液中糠醛和乙酸對菌體生長的影響。當(dāng)糠醛和乙酸濃度大于2g/L時菌體完全不生長，糠醛和乙酸濃度為1g/L以下，隨著糠醛濃度的降低，菌體生物量呈上升趨勢，此時，糠醛對菌體生長的抑制作用大于乙酸。采用減壓蒸餾脫出糠醛，并以濃縮的蔗渣和玉米芯水解液為碳源發(fā)酵制備微生物油脂，其生物量分別達(dá)到15.1g/L和13.7g/L，油脂含量分別達(dá)到32.5％和29.2％。因此，當(dāng)甘蔗渣和玉米