[发明专利]一种以玉米秸秆为原料制备微生物油脂的方法

说明书

技术领域

本发明是关于微生物油脂的制备方法，更具体地讲，是关于以玉米秸 秆为原料制备微生物油脂的方法。玉米秸秆经粉碎和常规水解，获得水解 液，经浓缩，使总还原糖浓度在20g/L以上。按体积比为5-20％将产油微 生物种子液接种到秸秆水解液中，通气培养至发酵液中总还原糖浓度降至1 ％以下时停止，离心收集菌体，经常规的有机溶剂提取获得微生物油脂。 本发明技术生产油脂几乎不依赖油料植物种植，且原材料资源丰富、可连 续生产。

背景技术

长链脂肪酸甘油酯(油脂)是重要的食用品和化工原料。近年来，油 脂还广泛应用于生产可再生能源产品生物柴油。因此，油脂资源的需求量 日益显著增加。通常油脂来源于油料植物的种子和果实以及动物脂肪组织， 其中油料植物是提取油脂的主要原料。种植油料植物和油料作物需要占用 耕地，生产受到季节和自然条件的制约，不利于油脂原料稳定和连续供应。

许多微生物，如酵母、霉菌和藻类等在一定条件下，可以碳水化合物、 碳氢化合物等为碳源，在体内合成并贮存大量脂肪酸甘油酯，这种油脂称 为微生物油脂。据报道，部分微生物能在菌体内积累含量超过细胞干重60 ％以上的油脂，微生物油脂和一般植物油具有相似的脂肪酸组成，仍以C₁₆和C₁₈系脂肪酸为主。因此，微生物油脂是潜在的动植物油脂替代资源。

微生物发酵底物范围较广，包括可直接利用的葡萄糖、果糖、蔗糖、 糖蜜等，以及需要经过预处理的淀粉、纤维素等。当前微生物油脂的研究 主要是以淀粉质原料为发酵底物，利用产油霉菌生产富含多不饱和脂肪酸 的油脂。利用廉价碳源，如木质纤维素水解产物，直接发酵生产微生物油 脂的方法尚未见公开报道。

玉米秸秆资源高值化利用技术前景广阔，常见的有秸秆直接发酵生产 沼气，秸秆水解液发酵生产燃料乙醇、乳酸等。以秸秆为原料，经高温、 高压处理，获取“生物油(Bio-oil)”也有文献报道，但“生物油”含有 醇、醛、酸、醚和水份等，组成非常复杂，性质不稳定，难以直接应用。

本发明涉及以廉价的玉米秸秆水解液为原料，利用产油微生物发酵制 备微生物油脂，可为生物柴油及油脂化工产业提供新的油脂来源，这对于 保障我国生物质能源产业和油脂化工行业健康发展都具有重要的意义。

发明内容

本发明提供一种以玉米秸秆为原料制备微生物油脂的方法。利用廉价 的玉米秸秆木质纤维素为原料，经水解得到水溶性碳水化合物，经产油微 生物转化获取油脂，将显著降低微生物油脂生产成本，形成节约耕地、可 连续生产的油脂获取路线，并且还有利于环境保护和社会经济可持续发展。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种以玉米秸秆为原料制备微生物油脂的方法，按常规方法将玉米秸 秆进行水解处理，获得水解液，将产油微生物种子液接种到秸秆水解液中， 通气培养至发酵液中总还原糖浓度降至1％以下时停止，离心收集菌体，经 常规的有机溶剂提取方法获得微生物油脂。

具体为：

(1)以玉米秸秆为原料，粉碎至20-100目，水解得到水解液，并浓缩 到总还原糖浓度在20-100g/L，获得玉米秸秆水解液；

所述玉米秸秆的水解过程为：将玉米秸秆粉碎至20-100目，采用无机 酸水溶液或纤维素酶对玉米秸秆原料进行水解处理，获得水解液。

(2)玉米秸秆水解液添加0-0.4g/L磷酸二氢钾和0-1.5g/L七水硫酸 镁，调节pH至5.0-6.0，经灭菌后用作发酵培养基；

(3)按体积比为5-20％于发酵培养基中接入产油微生物种子液，于25-37 ℃通气培养52-120小时，离心收集含油菌体；含油干菌体对玉米秸秆原料 得率16％-28％(w/w)，干菌体含油率15％-66％(w/w)。

所述有机溶剂提取方法为：将发酵液离心，收集菌体并洗涤；按每克 干菌体加入2-4mol/L盐酸5-10mL，于78℃水浴处理0.5-1小时，冷却 后加入甲醇和氯仿萃取，收集氯仿层，用0.1％的氯化钠水溶液洗涤，以无 水硫酸钠干燥，过滤，滤液经浓缩除去低沸点有机溶剂，并在105℃干燥 得到微生物油脂。