导读
母产对原料需求旺盛
生物柴油是株油脂酵新能源领域的研发热点。与普通柴油相比,母产生物柴油具有芳烃含量低、油特研究十六烷值高、对比高闪点、株油脂酵低温启动性较好等优点,母产是油特研究一种理想的柴油替代品。但以动、对比植物油脂为原料进行生物柴油规模化生产还存在诸多问题。株油脂酵目前世界各国生物柴油产业发展迅速,母产对原料需求旺盛,油特研究打破了原有的对比供需平衡,因此要进一步促进生物柴油产业的株油脂酵可持续发展,关键是母产能够找到廉价且量大的油脂原料。
微生物油脂(Microbialoil),油特研究是产油微生物在一定条件下合成并储存在体内的油脂,产油微生物包括酵母、丝状真菌、细菌、微藻等。其中产油酵母种类多,其所产脂肪酸组成适合作为生物柴油的原料,引起各国学者的广泛关注和研究。本研究旨在同一条件下对比3株产油酵母的产油能力和所产油脂的脂肪酸组成,为其进一步的工业化开发应用提供有价值的参考。
禾本红酵母(Rhodotorulagraminis),皮状丝孢酵母(Trichosporoncutaneum),圆红冬孢酵母(Rhodosporidiumtoruloides),购于中国普通微生物菌种保藏中心。
浸粉10,琼脂粉18,pH6.0;种子培养基为液体YEPD培养基;限氮培养基(g/L):葡萄糖70,酵母浸粉0.75,(NH4)2SO40.1,KH2PO40.4,MgSO4·7H2O1.5。以上培养基均在115℃下灭菌15min。
将斜面保藏的3株产油酵母分别接种于YEPD种子培养基中,28℃,200r/min培养24h,以1%(v/v)的接种量接种于YEPD液体培养基中(药瓶装液量为1/5),相同条件下培养28h,得到3株产油酵母的种子液。将3株产油酵母种子液分别以10%(v/v)的接种量接种于限氮培养基中,于28℃,200r/min摇瓶培养至还原糖浓度不降低时结束发酵,每隔24h取样测定其还原糖浓度、生物量和油脂含量,每组试验设置两个平行样。
葡萄糖浓度测定采用DNS法,生物量测定采用干重法,油脂提取和测定采用酸热法抽提干菌体内的油脂。参照文献方法制备微生物油脂的脂肪酸甲酯,采用气质联用仪(GCMS)分析其组成。
3株油脂酵母的产油对比见图1。
由图1可知,禾本红酵母和皮状丝孢酵母对葡萄糖的利用规律相似,圆红冬孢酵母葡萄糖利用速率最大,120h后糖浓度降为0左右。圆红冬孢酵母的生物量96h时可达19.44g/L。禾本红酵母到发酵144h后油脂产量达5.0g/L以上。皮状丝孢酵母油脂产量达7.0g/L左右,圆红冬孢酵母在96h时油脂产量为12.5g/L。由此可见油脂积累能力,圆红冬孢酵母>皮状丝孢酵母>禾本红酵母。由表1可看出,圆红冬孢酵母的油脂得率显著高于其他两株产油酵母,这说明圆红冬孢酵母能将培养基中的葡萄糖高效地转化为油脂。
明确油脂的脂肪酸组成是决定其进一步开发和应用的关键。3种油脂酵母脂肪酸组成如表2所示。禾本红酵母脂肪酸种类最少,圆红冬孢酵母次之,圆红冬孢酵母脂肪酸种类最多。圆红冬孢酵母占比最大的为油酸、棕榈酸和硬脂酸;皮状丝孢酵母所产油脂中的油酸、棕榈酸和亚油酸含量最高;禾本红酵母脂肪酸组成中也是油酸、棕榈酸和亚油酸含量最高,但比例上存在明显差异,与文献报告结果相似。由此可见,3株油脂酵母所产油脂主要组成与一般的植物油油脂组成相似。
在葡萄糖限N培养基中,圆红冬孢酵母的油脂得率显著高于其他两株产油酵母。3株油脂酵母脂肪酸主要为油酸、棕榈酸、亚油酸和硬脂酸,比例有显著差别,与一般的植物油组成相似,可作为生物柴油的原料。
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相关链接:琼脂粉,脂肪酸甲酯,棕榈酸
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