[发明专利]一种微生物油脂的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于微生物油脂的生产，特别涉及一种利用产油微生物转化含有葡萄糖和甘露糖的酵母菌渣制备微生物油脂的方法。

背景技术

产油酵母、霉菌、细菌和一些藻类等产油微生物在一定条件下，将可发酵性糖转化为胞内油脂，称为微生物油脂。据报道，部分产油微生物在胞内积累的油脂可以达到自身干重的70％以上(LiYH,ZhaoZB,BaiFW.High-densitycultivationofoleaginousyeastRhodosporidiumtoruloidesY4infed-batchculture.EnzymeMicrobTechnol,2007,41(3):312-317)。利用微生物生产油脂，不受场地、季节及气候的影响，不占用农田耕地，生产时间短，容易实现油脂生产的规模化、连续化。微生物油脂制得的生物柴油与动、植物油制得的生物柴油组成相似，因此，开发微生物油脂可以为生物能源产业发展提供新原料，具有重要的应用前景。

随着工业生物技术的发展，会出现大量废弃酵母菌渣。酵母菌渣主要水解产物是葡萄糖、甘露糖、氨基酸和其他一些营养物质。另外还有一些含有葡萄糖、甘露糖的生物基材料，如魔芋。通过发酵技术充分利用这些资源，生产微生物油脂，将显著降低微生物油脂生产成本。

微生物在利用含有葡萄糖和其他单糖的混合物时，绝大多数微生物优先利用葡萄糖，待葡萄糖耗尽或浓度很低时才开始利用其他碳源，这种现象被称为碳代谢阻遏，亦称葡萄糖效应(NicholsNN,DienBS,BothastRJ.Useofcataboliterepressionmutantsforfermentationofsugarmixturestoethanol.ApplMicrobiolBiotechnol,2001,56(1-2):120-125)。葡萄糖效应会使得微生物生长和产物的生成过程出现延滞期，即二次生长现象，该现象会导致发酵周期延长和发酵效率降低。因此，寻找能够同步高效利用葡萄和甘露糖的微生物对于提高发酵效率具有重要意义。

解除葡萄糖相应的相关研究已有文献报道。在连续发酵过程中，将葡萄糖浓度维持在一个较低水平，并且在一个较合适的稀释速率下实现葡萄糖和木糖的步利用(KastnerJ,JonesW,RobertsR.SimultaneousutilizationofglucoseandD-xylosebyCandidashehataeinachemostat.JIndMicrobiolBiot,1998,20(6):339-343)第二，通过筛选葡萄糖磷酸转移酶突变株，也能解除葡萄糖抑制作用，这已在葡萄糖和木糖同步利用实现(DienB,NicholsN,BothastR.FermentationofsugarmixturesusingEscherichiacolicataboliterepressionmutantsengineeredforproductionofL-lacticacid.JIndMicrobiolBiot,2002,29(5):221-227)。最后，选育天然的能够同步利用葡萄糖和甘露糖的菌株是最为可靠和有效的途径。

发明内容

葡萄糖效应这一常见现象使得微生物在连续、批式-补料发酵时产生生长和产物积累出现二次增长现象。二次增长现象可导致油脂发酵过程周期延长、效率降低、生产成本提高。发明人认为利用天然的或者人工改造的微生物菌株，解除二次增长现象这一瓶颈，可显著促进底物的代谢效率，改善微生物油脂的技术经济性。因此，发明人利用大量产油微生物进行了科学实验，发现部分产油微生物菌株具有同步利用葡萄糖和甘露糖的生理特性。

本发明在于提供一种同步利用葡萄糖和甘露糖产油微生物，生产一种或多种脂肪酸及其衍生物的微生物油脂。本发明工艺简便、方法易行、可高效利用和转化成分复杂的碳源，如产油酵母菌渣的水解产物，改善微生物油脂生产的技术经济性。

本发明通过以下技术方案予以实现：

1、制备产油培养基。通过下述方法的一种或它们的必要组合方法实现：

A.将葡萄糖和甘露糖混合，制成总糖质量浓度为2％-10％的水溶液，葡萄糖和甘露糖的相对比例为95:5至5:95。添加其他必要的营养成分，pH3.0-8.0，灭菌后备用；

B.参照文献方法，将酵母菌渣水解，产物制成含有葡萄糖和甘露糖的水溶液，添加其他必要的营养成分，pH3.0-8.0，灭菌后备用；或，