[发明专利]一种利用甘薯全基质发酵生产生物油脂的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种利用产油酵母菌以甘薯原料发酵生产生物油脂的方法。

背景技术

近年来，生物柴油作为化石能源的替代品，是最重要的可再生液体燃料产品，已成为国际上发展最快、应用最广的环保可再生能源。生物柴油传统方法以植物油脂（大豆、油菜籽、麻风果等）、废餐饮油等为原料酯化交换反应得到，以植物油脂为原料生产生物柴油，原料成本占总生产成本的70%-85%。作为生物柴油原料的菜籽油、大豆油、棉籽油、工业废脂肪酸以及厨余油等价格均高于或接近生物柴油成品，因此当前以油脂类原料进行生物能源的生产首先需要解决油脂原料的低成本供应问题。

某些微生物在一定的条件下能将碳水化合物、碳氢化合物等碳源转化为菌体内贮存的油脂，如果油脂含量超过生物总量的20%，即为产油微生物。产油微生物以酵母菌和霉菌类的真核微生物居多。然而利用高品质的碳源如葡萄糖、玉米淀粉等为原料发酵生产油脂成本较高；而以纤维质非粮食原料进行油脂发酵生产技术目前技术还不成熟，还处于开发阶段。

甘薯资源具有种植广泛、生长适应性强等特点，以重庆为例，2009年种植面积37万公顷，总产量880万吨，种植产业就业人数1000万人左右，具备工业化生产原料供应保障的优势。因此，以甘薯资源（鲜甘薯或薯干片等），利用产油微生物发酵生产生物油脂是目前具有开发潜力的一条低成本生产工艺路线。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提出一种以甘薯资源为原料，利用产油酵母发酵生产生物油脂的方法。

用于实现本发明目的的具体技术解决方案如下：

甘薯全基质同步糖化发酵工艺：先将鲜甘薯或薯干片进行粉碎到合适的粒径，然后以甘薯粉和3%的氢氧化钠以l：5-10的料液质量体积比加入，水解5-10 h。完后，调pH到5.0-6.0待用； 将水解液加入40-80单位（每克淀粉计）的α一淀粉酶和150-300单位（每克淀粉计）的糖化酶，同时接入产油酵母种子液，进行同步糖化发酵。

或者，甘薯全基质生料同步糖化发酵工艺：取一定量的薯干粉或鲜甘薯与无菌水混合，加入40-80单位（每克淀粉计）的α一淀粉酶和150-300单位（每克淀粉计）的糖化酶，接入产油酵母种子液，进行生料同步糖化发酵。

以上两种方式，产油酵母摇瓶发酵控制条件为：接种量为5~15%，培养温度为26~30℃；摇床转速180-220 r/min,发酵3-6天。

经以上发酵后，对油脂进行提取分析: 利用酸热法提取油脂，取适量发酵液于4000 r/min离心，菌体沉淀按每克菌6ml的比例加入 4mol/L的盐酸，震荡混匀，室温放置30min后，沸水浴5min后，冰浴冷却，加入2倍体积的氯仿：甲醇（1：1）提取液，充分振荡后，4000 r/min离心，取氯仿层，加入等体积的0.1%的NaCl溶液，振荡混匀后，4000 rpm离心，取氯仿层于称量杯中，除去氯仿，直至恒重，称重得油脂含量。

本发明使用的菌种是购于中国普通微生物菌种保藏管理中心（CGMCC）产油酵母菌种（皮状丝孢酵母Trichosporon cutaneum CGMCC 2.1374），除此以外，还可用于其它来源于中国普通微生物菌种保藏中心的产油酵母菌种如Lipomyces starkeyi, Rhodosporidium toruloides, Yarrowia lipolytica, Rhodotorula glutinis, Cryptococcus curvatus，Rhodotorula rubra等。

本发明所具有的优点：

目前制备生物柴油的原料主要以植物油脂为主，植物油脂的高成本已成为制约生物柴油产业发展的主要问题。本发明以廉价易得的甘薯资源为原料，开发生产生物油脂的低成本的工艺路线；同时采用的甘薯同步糖化发酵工艺和甘薯生料糖化发酵工艺，不需添加其他培养基成分，减少了生产过程的高温糊化、培养基升温灭菌的高能耗消耗，使生产成本进一步大幅度降低。此外，通过微生物产生的生物油脂组成与植物油类似，可以作为生产生物柴油的原料，和其他工艺路线相比，具有明显的产业化优势。

具体实施方式

实施例1：