圆红冬孢酵母发酵菊芋块茎产油脂的研究-生物通.PDFVIP

中国生物工程杂志　ＣｈｉｎａＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００７，２７（１０）：５９～６３ 圆红冬孢酵母发酵菊芋块茎产油脂的研究 华艳艳　赵　鑫　赵　金　张素芳　赵宗保 （中国科学院大连化学物理研究所生物技术研究部　大连　１１６０２３） 摘要　研究了圆红冬孢酵母Ｙ４发酵菊芋块茎，菊芋品种及其处理方法对发酵产油的影响。结果 表明，菊芋浸提汁、酸水解液或菊芋浆均可直接被圆红冬孢酵母Ｙ４利用，发酵积累油脂，但白皮 菊芋比紫皮菊芋更有利于油脂发酵。发酵菊芋浸提汁或酸水解液时，无需添加外源营养物，干菌 体油脂含量可达到４０％（ｗ／ｗ）；发酵菊芋浆时，白皮菊芋转化率达到１２．１ｇ油／１００ｇ去皮干菊 芋。菊芋油脂发酵产品主要以１６碳和１８碳系脂肪酸为主，与常规植物油的脂肪酸组成相似，可 作为制备生物柴油的新型替代原料。 关键词　圆红冬孢酵母　发酵　微生物油脂　菊芋块茎　生物柴油 中图分类号　Ｑ８１９ ［４］ 　　为解决日趋严重的能源短缺与环境恶化问题，世界 乙醇和单细胞蛋白已有报道 。 各国大力开发可再生液体燃料，其中生物柴油是最具发 　　少数酵母和霉菌等可将碳水化合物转化为脂肪酸 展潜力的生物能源产品。目前以动植物油脂生产生物柴 甘油酯，并贮存在菌体内，称为微生物油脂，以区别通 油面临成本高、原料总量缺口大、供给季节性强等不利于 过传统油料植物获取的植物油。部分微生物能在菌体 规模化生产的难题。而且，持续扩大传统油料作物种植 内积累含量超过细胞干重７０％的油脂，且脂肪酸组成 获取生物柴油生产原料将存在着与人争粮、与粮争地等 和常见植物油相似，仍以 １６碳和 １８碳系脂肪酸为 ［５］ 问题。因此，开拓新的油脂资源是降低生物柴油价格和 主 。本实验室致力于研究以廉价的生物质为原料， 保障生物柴油产业可持续发展的关键［１］。 采用发酵法制备油脂，为生物柴油及油脂化工产业提 　　菊芋俗名鬼子姜、洋姜，是一种耐贫瘠、耐寒、耐旱 供新的油脂来源，这对于保障我国生物柴油产业和油 ［６］ 的多年生高产、高糖植物，常见的有白皮菊芋和紫皮菊 脂化工行业健康发展都具有重要的意义 。 芋等品种。优良菊芋品种在沿海滩涂地、盐碱地种植 　　本文以菊芋为原料，以生长速度快、可发酵多种碳 ［７］ 时，地下块茎产量可达 １．２吨／亩，是生物量产量较大 源的圆红冬孢酵母Ｙ４为产油菌株 ，初步研究菊芋品 ［２］ 种和原料处理方法对菌体生长和油脂合成的影响。 的植物 。更重要的是，菊芋块茎中菊粉含量相当高， 可达鲜重的１４％～１９％（ｗ／ｗ）。与传统淀粉质原料不 １　材料与方法 同，菊粉为链状多聚果糖，通常是由Ｄ呋喃果糖通过 ? β? ２，１糖苷键相连而成，其还原末端为葡萄糖残基。与其 １．１　菌　种 它菊粉含量高的植物，如大丽花和菊苣相比，菊芋块茎 　　圆红冬孢酵母（Ｒｈｏｄｏｓｐｏｒｉｄｉｕｍｔｏｒｕｌｏｉｄｅｓ）Ｙ４，本实 中菊粉的聚合度（ＤＰ值）一般较低，其中ＤＰ值大于１０ 验选育，保存于菊芋浸提汁琼脂斜面。 的寡聚糖仅占２０％左右，因而较易实现微生物转 １．２　原　料 ［３］