[发明专利]以玉米秸秆酸处理水解液生产微生物油脂的方法

说明书

本发明公开了一种以玉米秸秆酸处理水解液生产微生物油脂的方法。该方法先采用稀硫酸对玉米秸秆进行预处理，再利用复配纤维素酶水解预处理后的秸秆干物，得到玉米秸秆酶解液，然后以玉米秸秆酶解液为原料配制发酵培养基进行产油微生物解脂耶氏酵母NRRL Y‑1095的发酵培养，菌体经破碎后采用氯仿‑甲醇法，提取得到油脂。本发明方法利用稀硫酸预处理玉米秸秆以及复配纤维素酶水解预处理后的秸秆干物得到木质纤维素水解液，通过解脂耶氏酵母NRRL Y‑1095直接发酵玉米秸秆水解液，不需要进行脱毒处理，方法简便，微生物油脂的提取量高。

技术领域

本发明涉及微生物发酵技术领域，涉及一种微生物油脂的生产方法，具体涉及一种以玉米秸秆酸处理水解液生产微生物油脂的方法。

背景技术

生物柴油是生物质能的一种，是植物油、动物油、废弃油脂和微生物油脂等经脂转化工艺制成的可再生性柴油燃料，作为绿色可再生能源，具有极大的发展潜力。虽然生物柴油来源广泛，但多数生物柴油的成本过高，制约其进一步发展应用，因此需要开发廉价原料油脂。微生物油脂作为生物柴油的一种，多为长链脂肪酸的单基烷酯且大多数为C₁₆或C₁₈化合物，燃烧热值高，可替代柴油使用，由于微生物油脂的脂肪酸组成和一般植物油基本相同，被认为是生物柴油生产的可再生替代原料。

玉米秸秆作为农业废弃物，具有数量多、价格低廉的特点。玉米秸秆中含有丰富的木质纤维素，其中的纤维素和半纤维素可成为微生物发酵的重要糖分来源。木质纤维素经水解后可生成葡萄糖、木糖、阿拉伯糖等，可为微生物生长提供碳源。因此，玉米秸秆是制备微生物油脂的理想原料。

目前，已有一些利用微生物发酵玉米秸秆水解液生产油脂的方法，但大多需要进行原料的脱毒处理，方法较为繁复，成本较高。中国专利申请CN104630293公开了一种利用木材水解液制备微生物油脂的方法，首先将木材进行热水处理得到木材水解液，将木材水解液去毒后添加盐分，调pH至7～9，灭菌后制备成培养基；再在培养基中接入产油脂菌的种子液发酵，收集菌体进行油脂交换反应得到微生物油脂。该方法需对水解液进行脱毒操作，存在糖分流失、工艺繁琐等问题。中国专利CN102634549通过对酵母进行驯化得到油脂酵母，驯化后的油脂酵母在木质纤维素水解液中的油脂得率系数为13～20％，比驯化前提高20％～30％。该方法虽然不需要对木质纤维素水解液进行脱毒处理，但是驯化后的酵母有潜在的产油表型不稳定及存在负突变的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种方法简单、操作便捷、降低微生物制备成本、提高农业废弃物应用价值、绿色环保无污染的以玉米秸秆酸处理水解液生产微生物油脂的方法，该方法直接发酵玉米秸秆稀酸预处理水解液生产微生物油脂。

实现本发明目的的技术方案如下：

以玉米秸秆酸处理水解液生产微生物油脂的方法，具体步骤如下：

步骤1，玉米秸秆粉末加入到质量浓度为1％～3.5％的稀硫酸溶液，在110～200℃下预处理15～30min，过滤得到玉米秸秆干物；

步骤2，在玉米秸秆干物中加入纤维素酶与木聚糖酶组成的复配酶溶液，水解得到玉米秸秆水解液；

步骤3，在玉米秸秆水解液中加入终浓度为6.8～10.2g/L的酵母粉，1.1～3.3g/L的(NH)₂SO₄，3～9g/L的KH₂PO₄和Mg₂SO₄·7H₂O，溶解后调节pH至5～7，灭菌，得到发酵培养基；

步骤4，在发酵培养基接种解脂耶氏酵母NRRL Y-1095，动态培养，发酵结束后，离心收集菌体，菌体经破碎后采用氯仿-甲醇法提取得到油脂。

优选地，步骤1中，所述的玉米秸秆粉末与稀硫酸溶液的质量比为1:9。