[发明专利]一种回收利用微生物提油后的生物质来生产不饱和脂肪酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及发酵生产技术领域，特别涉及一种回收利用微生物提油后的生物质来生产不饱和脂肪酸的方法。 

背景技术

Omega 3 不饱和脂肪酸 （PUFAs）特指有双键位于倒数第三个碳原子上的一种不饱和脂肪酸，其中对人体有益的不饱和脂肪酸有二十碳五烯酸 （EPA），二十二碳六烯酸 （DHA）和α亚麻酸（ALA）。人体本身并不能合成这些不饱和脂肪酸，只能通过在食物中的摄取。海洋鱼类是这些不饱和脂肪酸的直接来源，鱼油作为一种膳食补充剂其营养价值也得到了广泛的认识。但是由于海洋鱼类资源有限，并不能支撑日益增长的不饱和脂肪酸的需求。日渐稀缺的鱼类资源也导致鱼油的价格日渐上涨。 

研究表明，鱼类体内的不饱和脂肪酸来源于海洋微藻，因此，工业法生产海洋微藻已经成为另外一种获取不饱和脂肪酸的方法。试验表明，在一些真核生物细胞中，包括微藻、真菌和原生生物，含有大量的不饱和脂肪酸 （10%-20%），例如，破囊壶菌（Thraustochytrium）已被正式可以生产DHA，而在一些硅藻生物（Bacillariophyceae）和绿藻 （Chlorophyceae）细胞中也发现了EPA 的成分。这些发现利用微藻来去取代深海鱼类来生产不饱和脂肪酸奠定了基础。目前，利用真核微生物细胞来生产这些不饱和脂肪酸的这项技术还没有完全普及，主要的问题在于微藻的繁殖方式和提取的成本较高，不利用商业化的生产。如何降低成本是该研究领域的一大研究方向。 

利用传统的发酵工艺，生产极高密度的生物量 （大于100 g/L ）是有效的降低生产成本的方法，而达到这一目的，就需要在发酵过程中连续不间断的添加营养物质，达到让细胞持续分裂生长的目的。主要的营养物质，如有机糖原和氮源，将在该生产方式中占到50%以上的成本。因此，寻找便宜的营养物质则成为进一步减低成本的有效途径。 

在真核细胞中，不饱和脂肪酸主要以三酰甘油的形式存在，就是普遍意义上的脂肪颗粒。细胞发酵完成之后，通常会将细胞膜破坏进而将油脂和其他的生物物质分离，获得的油脂在进一步纯化得到所需的不饱和脂肪酸。在该过程中，细胞中的糖类物质和蛋白类物质通常都作为废料丢弃。然而，这些物质在经过合适的处理之后是可以被回收利用的。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种回收利用微生物提油后的生物质来生产不饱和脂肪酸的方法，将微生物发酵提油后废弃的生物质再次用于微生物发酵以提取不饱和脂肪酸，减少废物的排放，可以大大节省微生物培养过程中营养物质的投入，明显降低生产成本，且生产效率高。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种回收利用微生物提油后的生物质来生产不饱和脂肪酸的方法，包括以下步骤：

（1）微生物发酵：选择富含不饱和脂肪酸的菌种，接种至基础液体培养基中进行发酵，发酵温度控制在22-32℃，发酵100-144小时；

（2）提油：将步骤（1）发酵所得发酵液进行提油，含油的物质层和水层分离，收集水层的生物质废液；

（3）生物质废液回收：向生物质废液中加入氢氧化钠调节pH至中性，然后加入占生物质废液重量1-5%的活性炭，加热生物质废液至55-60℃下搅拌混合，对生物质废液进行脱色并同时浓缩，然后降至室温，静置过滤，获得含糖量大于100g/L、总含氮量大于10g/L的生物质废液的浓缩液I；

（4）生物质废液再利用发酵：选择富含不饱和脂肪酸的菌种，接种至生物质液体培养基中进行发酵，每升生物质液体培养基包括如下含量的组分： 生物质浓缩液I 100-400ml, Na₂SO₄ 11-15g，MgSO₄·7H₂O 2-4g， KCl 0.4-0.6g，K₂SO₄ 0.5-0.7g, (NH₄)₂SO₄ 0.95-1.1g, CaCl₂ 0.1-0.15g，葡萄糖10-20g，KH₂PO₄ 0.9-1.2g，痕量金属元素溶液0.5-3mL，复合维生素溶液 1-2mL；发酵温度控制在22-32℃，发酵100-144小时。