[发明专利]一种含油微生物耦合培养生产油脂的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种微生物耦合培养生产油脂的方法，具体地说涉及一种利用含油酵母与自养产油微藻进行耦合培养来获得高细胞收获量同时收获微生物油脂的方法。

背景技术

随着石油资源的日益紧缺、石油价格的不断上涨、油品供需矛盾的日渐凸显及环境污染问题的更加突出，多渠道开发可再生油脂资源成为必然。来自微生物油脂的柴油具有能量密度高、含硫量低、燃烧充分、润滑性好等性能，还具有可再生、易生物降解、储运安全、抗爆性能好等特点，可作为石化能源的替代品。

微藻是含油微生物之一，微藻富含蛋白质、多糖、不饱和脂肪酸等营养成分（如螺旋藻），可用于食品、医药和能源方面；可以大量积累脂肪酸，有些微藻如小球藻，其体内脂肪酸含量可占干重的30％～60％。利用培养微藻来积累油脂资源，已经成为目前利用太阳能开发可再生资源最热门的研究领域。不仅具有强大的市场潜力，而且具有非凡的社会价值。

微生物发酵油脂的培养与制备方法一般采用酵母菌为发酵菌种（CN200610113582.X），经过常规的微生物培养进行生物量积累，得到含油微生物菌体，进而处理该菌体，得到生物油脂。该技术过程采用单一微生物发酵培养过程，其生物油脂积累在细胞内，细胞收获量是制约油脂收获量的关键因素。

微藻细胞生长方式一般分为光自养和异养碳源两种，光自养过程要消耗CO₂，CO₂的有效利用吸收，是实现理想培养效果的关键，同时存在补充CO₂与光合作用产生O₂的解吸、排出的问题。刘建国等“微藻规模培养的管道光生物反应器”（CN200410020978.0）及缪坚人等“一种微藻工业生产用光合生物反应器系统”（CN03128138.9）均采用在光生物反应器系统中加入一种装置方法，来实现CO₂的补给，同时也能实现一定的氧解析效果。异养生长过程是利用有机碳源为底物替代自养过程中的CO₂来进行微藻生物质的积累，细胞生长速度较快，但细胞内油脂积累水平却比较低下。

现有技术中对于酵母微生物培养生产油脂和自养微藻进行CO₂补给和氧解析过程来生产含油微藻生物质以获取油脂等方面都有所涉及，但都是含油微生物各自进行培养，对于不同类型的含油微生物之间的混合协同培养方式来实现高效油脂收获等方面的研究则未见报道。含油微生物培养过程中普遍存在着成本高、微生物细胞累计的慢、油脂含量低等不足。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种含油微生物耦合培养生产油脂的方法，该方法不仅能够显著提高微生物的干重、油脂含量及油脂收获量，而且耦合培养方法简单、易操作，适于工业应用。

一种含油微生物耦合培养生产油脂的方法，包括如下内容：

（1）培养自养微藻种子液，并扩大培养至生物量OD值为5.0～15.0，此时其pH值为9.0~12.0； 

（2）培养含油酵母种子液，并进行批式流加发酵，在批式流加发酵的过程中向含油酵母培养液中加入步骤1所得的微藻培养液进行耦合培养，微藻培养液的加入量为维持耦合培养液的pH为6～8.5。

本发明方法中所述的微藻培养液的加入量为维持耦合培养液的pH为6.5～7.5。

本发明方法中所述的耦合培养条件如下：温度为25℃~35℃；通气量为0.1vvm ~1.0vvm，搅拌转速为100rpm~400rpm，有机碳源质量浓度为1.0%~2.0%。

本发明方法中所述的有机碳源为葡萄糖、甘油、果糖、淀粉、纤维素水解液中的一种或几种混合，有机碳源经过补加泵进行不断补加，维持其合理范围内。

本发明方法中所述的含油酵母包括S.cerevisiae 酿酒酵母、R.glutinis 粘红酵母、Trichosporon cutaneum 皮状丝孢酵母等，含油酵母的代谢产物一般为醇类和/或有机酸、氨基酸、胡萝卜素等，不同的含油酵母得到的发酵产物有所不同。所述的自养微藻包括小球藻、葡萄藻、小环藻、硅藻等。

本发明方法中，所述的培养自养微藻种子液和培养含油酵母种子液所用培养基分别为含油酵母培养基和微藻SE培养基。自养微藻种子液进行扩大培养及耦合培养所用培养基均为耦合培养基。耦合培养基以含油酵母所需基础培养基为基础，同时添加微藻细胞生长所需的无机盐和微量元素（可以按SE培养基的组成添加相关物质）等。