[发明专利]利用黄孢原毛平革菌静止固体发酵农业废弃物产生厚垣孢子并积累油脂的方法

说明书

本发明公开了一种利用黄孢原毛平革菌静止固体发酵农业废弃物产生厚垣孢子并积累油脂的方法，属于生物质能源的微生物发酵技术领域。本发明的技术方案要点为：将黄孢原毛平革菌通过静止固体培养形成菌垫并产生富含油脂的厚垣孢子，固体发酵培养基由以下成分组成：玉米秸秆粉碎物400‑600g、麦麸100‑200g、(NH₄)₂SO₄ 60.0g、MnSO₄·5H₂O 20.0g、MgSO₄·7H₂O 20.0g、CaCl₂ 15.0g、维生素B1 0.2g、吐温80 2.0mL、补水至1Kg。本发明首次通过P. chrysosporium的静止固体发酵，使其菌丝在以农业废弃物玉米秸秆为主要碳源的固体发酵培养基上形成菌垫，从而在菌垫中产生大量厚垣孢子并积累适合作为生物柴油生产原料的真菌油脂。本发明工艺过程条件温和，成本低廉，适合规模化生产。

技术领域

本发明属于生物质能源的微生物发酵技术领域，具体涉及一种利用黄孢原毛平革菌静止固体发酵农业废弃物产生厚垣孢子并积累油脂的方法。

背景技术

目前，世界经济的发展依然主要依赖化石燃料，其比重占世界能源需求的75%以上。然而，化石能源的过度消耗导致了全球变暖和化石燃料的枯竭，成为世界范围内能源及环境领域的一个严重问题（Kim DY, Vijayan D, Praveenkumar R, et al. Cell-walldisruption and lipid/astaxanthin extraction from microalgae: Chlorella andHaematococcus [J]. Bioresource Technology 2016, 19(9):300-310）。使用来源于植物及动物的油脂等生产生物柴油有望成为化石燃料的替代能源（Vasudevan PT, Briggs M,Singh OV, et al. Biodiesel production - current state of the art andchallenges.[J]. Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology, 2008, 35(5):421-429）。生物柴油是指生物油脂利用热裂解或生物催化等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯，其不但可作为石油的替代物，而且大量生产可以减少二氧化碳的产生（Chisti Y. Biodiesel from microalgae beats bioethanol[J]. Trends inBiotechnology, 2008, 26(3):126-131）。但利用动植物油脂生产生物柴油的成本很高，因为其本身是重要的食品资源。微生物油脂也可以用来生产生物柴油，微生物油脂的优点在于微生物菌体油脂含量高，细胞增殖快，生产周期短，不受季节和气候限制，适合大规模工业化生产（Mubarak M, Shaija A, Suchithra TV. A review on the extraction oflipid from microalgae for biodiesel production[J]. Algal Research, 2015, 7(4):117-123；Milne TA, Evans RJ, Nagle N. Catalytic conversion of microalgaeand vegetable oils to premium gasoline, with shape-selective zeolites[J].Biomass, 1990, 21(3):219-232）。能够产油脂的微生物包括酵母、霉菌、细菌和藻类等。目前的研究集中于藻类和酵母，且主要利用液体发酵工艺生产油脂。尤其在微藻油脂的生产、提取及生物催化等方面取得了重要进展，微藻在液体培养条件下，在细胞中可积累占干重25%-75%的油脂（Brennan L, Owende P. Biofuels from microalgae--A review oftechnologies for production, processing, and extractions of biofuels and co-products[J]. Renewable &Sustainable Energy Reviews, 2010, 14(2):557-577；Malcata FX. Microalgae and biofuels: A promising partnership [J]. Trends inBiotechnology, 2011, 29(11):542-551）。但是，目前利用液体发酵生产微生物油脂面临的一个最大挑战是：液体发酵工艺由于需要控温、搅拌等操作，不可避免的会消耗大量的水、蒸汽、热能及电能，其成本已然超过了所能获得的生物柴油的价值。因此，利用液体发酵生产微生物油脂目前并不适合产业化推广。固体发酵在水电成本节省方面具有优势，然而，目前对于利用微生物固体发酵生产油脂的报道较少。