廢棄番薯藤應(yīng)用于微生物油脂生產(chǎn)的研究.pdf

1、微生物油脂又稱單細(xì)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(chǎn)油微生物在一定條件下體內(nèi)合成積累的，生產(chǎn)周期短，不受場地和季節(jié)限制，是功能性油脂生產(chǎn)和生物柴油的良好原料。目前微生物油脂生產(chǎn)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(chǎn)。發(fā)酵性絲孢酵母（Trichosporonfermentans）可利用木糖產(chǎn)油脂，若其能以木質(zhì)纖維素水解液為原料產(chǎn)油

2、脂則能大大降低油脂生產(chǎn)成本。在本研究中，我們首次嘗試對番薯藤進(jìn)行纖維素酶解，使用其水解液作為產(chǎn)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(jié)果如下:
　　 (1)廢棄番薯藤酶解液在T.fermentans油脂生產(chǎn)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(chǎn)?；诮鹑A番薯藤酶解液(jSVH

3、)的基礎(chǔ)培養(yǎng)基的批次發(fā)酵結(jié)果表明jSVH與含高糖含量的底物混合發(fā)酵產(chǎn)微生物油脂時會更加高效、經(jīng)濟(jì)。在以番薯藤水解液為底物的油脂生產(chǎn)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(zhì)，并且到發(fā)酵后期這些膠狀物質(zhì)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(chǎn)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(jìn)一步提高jSVH中C/N，jSVH中分別單獨(dú)添加了一定量果糖、木糖、葡萄糖

4、，發(fā)酵結(jié)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(chǎn)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(chǎn)微生物油脂被證明是高效、經(jīng)濟(jì)的策略，其油脂產(chǎn)量能達(dá)到17.7g/l。動力學(xué)分析表明jSVH對T.fermentans的油脂生產(chǎn)具有正促進(jìn)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(jìn)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(chǎn)行為有顯著性差異。以東陽番薯藤水解液(dSVH)為基礎(chǔ)培養(yǎng)基的批次發(fā)酵實(shí)驗(yàn)表明以dSVH為唯一底物培養(yǎng)時只有5.6g/l的油脂產(chǎn)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(jìn)菌體的油脂積累，其產(chǎn)量分別達(dá)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(chǎn)油發(fā)酵結(jié)果表明dSVH添加量為25ml時油脂產(chǎn)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(chǎn)油發(fā)酵實(shí)驗(yàn)得出以下結(jié)論:(1)番薯藤的可浸提組分與膠狀物質(zhì)的產(chǎn)生有很大的關(guān)系并且該組分對微生物油脂積累起促進(jìn)作用;(2)不可浸提組分酶解液可代替蛋白胨，酵母膏，無機(jī)鹽，與葡萄糖混合微生物油脂生產(chǎn);(3)雖然在發(fā)酵前期產(chǎn)生的膠狀物能夠?yàn)榫w利用，但是其主要的作用并非在于促進(jìn)菌體的自身生長及油脂積累，而是導(dǎo)向于其它的代謝途徑，具體需要進(jìn)一步的研究。
　　 因此，當(dāng)番薯藤水解液中N含量較高的時，其