一种木薯生产油脂的方法
【专利摘要】本发明的目的在于公开一种木薯生产油脂的方法，它包括如下步骤：（1）斯达氏油脂酵母菌的培养；（2）斯达氏油脂酵母菌种子液的制备；（3）木薯水解液的制备；（4）基础限氮培养基的配置；及（5）将斯达氏油脂酵母菌种子液接种在基础限氮培养基并发酵，产生油脂；与现有技术相比，通过对培养基条件的优化，菌体浓度和油脂量都可以得到较大的改善，利用木薯生产油脂完全为生物发酵过程，成本低，无污染，是极为理想的油脂生产途径，而且木薯原料来源广泛且价格低廉，具有广泛的经济效应和应用前景，实现本发明的目的。
【专利说明】一种木薯生产油脂的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种油脂生产的方法，特别涉及一种木薯生产油脂的方法。
【背景技术】
[0002] 微生物油脂是一种混合物，又称为单细胞油脂，即产脂微生物在一定条件下，利用 碳水化合物、碳氢化合物和普通油脂作为碳源，在菌体内产生的大量油脂。微生物油脂的 开发与利用不仅丰富了传统的油脂生产技术，而且将会逐渐成为工业化生产油脂的有效途 径。
[0003] 目前，生产生物柴油的原料仍以植物油为主，原料成本占总生产成本的75%_85%， 这严重地制约了生物柴油的产业化进程。一些微生物菌体油脂含量超过其细胞干重的70%， 因此利用微生物油脂为原料制备生物柴油在未来生物柴油产业中将发挥重要作用。
[0004] 产油微生物通常可分：酵母和霉菌、藻类、细菌。通常，微生物细胞仅含有2%-3%的 油脂，但如将产油微生物置于特定的条件下培养，能够将碳水化合物或碳氢化合物等转化 为占细胞干重的30%-40%，乃至70%以上的油脂。
[0005] 利用微生物制备油脂具有如下优点：微生物细胞增殖快，生产周期短，微生物生长 所需的原料丰富，如淀粉、糖类、木质纤维类物质等，价格便宜；能连续大规模生产，生产成 本低；不受季节、气候变化的限制。
[0006] 微生物油脂用途广泛，通过与醇反应，可生产溶剂油、表面活性剂、润滑油、油漆和 粘接剂等产品，同时还可作为获取高附加值脂肪酸的原料，如y-亚麻酸（GLA)、花生四烯酸 (ARA)、二十碳五烯酸（EPA)、二十二碳六烯酸（DHA)等的原料。
[0007] 目前国内外无论是食用油脂还是工业用油脂均非常短缺，以动植物油脂生产生物 柴油面临成本高、原料总量缺口大、对季节的依赖性强等不利于大量生产的问题，为解决日 趋严重的能源短缺与环境恶化问题，人们开始致力于开发可再生液体燃料，其中生物柴油 是最具发展潜力的生物能源产品。
[0008] 微生物油脂是制取生物柴油的新资源，目前，生物柴油的生产主要以动、植物油脂 为原料，由于动植物油脂资源总量非常有限，限制了生物柴油产业可持续发展。
[0009] 因此，利用微生物生产油脂是开发新油脂资源的重要手段与途径，探索如何更好 地利用微生物产油脂具有重要的现实意义。利用微生物生产油脂，其油脂脂肪酸存在于菌 体内，产量受菌体生物量与油脂含量的双重影响，但适于细胞大量生长的条件与适于生产 油脂的条件往往不一致。优化培养条件成为提升微生物产油量的重要研究方向。
[0010] 木薯亦称树薯。大戟科，木薯属。木薯原产于美洲热带，全世界热带地区广为栽 培，主要分布在巴西、墨西哥、尼日利亚、玻利维亚、泰国、哥伦比亚、印尼等国。中国于19世 纪20年代引种栽培，现已广泛分布于华南地区，广东和广西的栽培面积最大，福建和台湾 次之，云南、贵州、四川、湖南、江西等省亦有少量栽培。其块根可食，可磨木薯粉、做面包、提 供木薯水解液和浆洗用淀粉乃至酒精饮料。木薯是多年生植物，生长适应性强，耐旱，耐痔， 耐水，在各种土壤中都能生长。 toon] 木薯为世界三大薯类(木薯、甘薯、马铃薯）之一。木薯属有100多个种，木薯为唯 一用于经济栽培的种，其他均为野生种。木薯可分为甜、苦两个品种类型。木薯的主要用途 是食用、饲用和工业上开发利用。块根淀粉是工业上主要的制淀粉原料之一。世界上木薯 全部产量的65%用于人类食物，是热带湿地低收入农户的主要食用作物。作为生产饲料的 原料，木薯粗粉、叶片是一种高能量的饲料成分。在发酵工业上，木薯水解液或干片可制酒 精、柠檬酸、谷氨酸、赖氨酸、木薯蛋白质、葡萄糖、果糖等，这些产品在食品、饮料、医药、纺 织(染布)、造纸等方面均有重要用途。在中国主要用作饲料和提取淀粉。木薯的块根含30% 的淀粉，木薯干则含有70%的淀粉，被誉为"淀粉之王"。木薯淀粉粉质细腻，含蛋白质等杂 质少，其淀粉中直链淀粉占17%，支链淀粉占83%，支链淀粉含量比玉米、小麦高。
[0012] 我国木薯淀粉资源丰富，原料价格低，木薯淀粉分子结构中的羟基化学性质活泼， 化学反应性较玉米淀粉和谷类淀粉高，渗透力强、杂质含量低，特别适用于生产各种用途的 淀粉衍生物。
[0013] 微生物产生油脂的过程本质上与动植物产生油脂的过程相似，都是从利用乙酰 CoA羧化酶的羧化催化反应开始，经过多次链的延长及经去饱和酶的一系列去饱和作用等， 完成整个生化过程。其中去饱和酶是微生物通过氧化去饱和途径生成不饱和脂肪酸的关键 酶，该过程称之为脂肪酸氧化循环。
[0014] 因此，特别需要一种木薯生产油脂的方法，已解决上述现有存在的问题。
【发明内容】
[0015] 本发明的目的在于提供一种木薯生产油脂的方法，针对现有技术的不足，通过对 培养基条件进行优化以提高微生物油脂的产量。
[0016] 本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
[0017] 一种木薯生产油脂的方法，其特征在于，它包括如下步骤：
[0018] (1)斯达氏油脂酵母菌的培养；
[0019] (2)斯达氏油脂酵母菌种子液的制备；
[0020] (3)木薯水解液的制备；
[0021] (4)基础限氮培养基的配置；及
[0022] (5)将斯达氏油脂酵母菌种子液接种在基础限氮培养基并发酵，产生油脂。
[0023] 在本发明的一个实施例中，所述斯达氏油脂酵母菌的培养为斯达氏油脂酵母菌） 在YEH)固体斜面培养基上划线接种，将划线接种后的试管在恒温培养箱培养5-6天，之后 再进行第二次和第三次传代培养。
[0024] 进一步，所述恒温培养的温度为28°C。
[0025] 在本发明的一个实施例中，所述木薯水解液的制备为将木薯进行加工制备成木薯 淀粉，木薯淀粉用〇. 5mol/L的硫酸水解，将大分子的淀粉类物质变为小分子的单糖如葡萄 糖和果糖，以利于斯达氏油脂酵母菌的利用，水解完毕后冷却至室温，将PH值调至7。
[0026] 进一步，所述水解的条件为：水解温度90度，水解时间2小时，料液比1 :5。
[0027] 进一步，所述PH值通过滴加稀的氢氧化钠溶液进行调节。
[0028] 在本发明的一个实施例中，所述基础限氮培养基的配置为加入的木薯水解液，然 后再按具体的要求加入其它的营养要素配置。
[0029] 在本发明的一个实施例中，所述基础限氮培养基中木薯水解液浓度为40g/L，硫酸 铵浓度为2. 5g/L，KH2PO4浓度为I. 25g/L，酵母粉浓度为0. 7g/L，MgSO4. 7H20浓度为0. 7g/ L〇
[0030] 本发明的木薯生产油脂的方法，与现有技术相比，通过对培养基条件的优化，菌体 浓度和油脂量都可以得到较大的改善，利用木薯生产油脂完全为生物发酵过程，成本低，无 污染，是极为理想的油脂生产途径，而且木薯原料来源广泛且价格低廉，具有广泛的经济效 应和应用前景，实现本发明的目的。
[0031] 本发明的特点可参阅本案以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
【具体实施方式】
[0032] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结 合具体，进一步阐述本发明。
[0033] 本发明的木薯生产油脂的方法，它包括如下步骤：
[0034] (1)斯达氏油脂酵母菌的培养；
[0035] (2)斯达氏油脂酵母菌种子液的制备；
[0036] (3)木薯水解液的制备；
[0037] (4)基础限氮培养基的配置；及
[0038] (5)将斯达氏油脂酵母菌种子液接种在基础限氮培养基并发酵，产生油脂。
[0039] 斯达氏油脂酵母菌的培养：所选原始菌株(斯达氏油脂酵母菌）在YEH)固体斜面 培养基上划线接种，将划线接种后的试管在恒温培养箱（28°C )培养5-6天，之后再进行第 二次和第三次传代培养。制得的实验菌置于冰箱中保存。
[0040] 斯达氏油脂酵母菌种子液的制备：在超净工作台上进行。紫外灭菌20min后用冷 却的接种环从活化的斜面上挑取3块(约3平方厘米，可带有少量琼脂)的斯达氏酵母菌，将 接种环伸入液体培养基中搅拌，直至菌体全部溶于培养基中。将八层纱布平整地包扎在整 个瓶口上(此时不再需要牛皮纸，因为斯达氏酵母菌生长时需要耗氧)。将接好种的培养基 放在摇床中，28°C，180rad/min 培养 20-24h。
[0041] 木薯水解液的制备：首先将木薯进行加工制备成木薯淀粉。木薯淀粉的加工工艺 为：木薯一清洗一粉碎一淀粉提取一细滤除沙一浓缩精制一脱水一干燥。
[0042] 木薯粉末需要先用0. 5mol/L的硫酸水解，将大分子的淀粉类物质变为小分子的 单糖如葡萄糖和果糖等，以利于斯达氏油脂酵母菌的利用。水解条件为：水解温度90度，水 解时间2小时，料液比1 :5。水解完毕后冷却至室温然后用PH仪将PH调至7 (斯达氏油脂 酵母菌发酵的最适PH)。可通过滴加稀得氢氧化钠溶液进行PH的调节。
[0043] 基础限氮培养基的配置：基础限氮培养基的配置过程中首先加入的木薯水解液， 然后再按具体的要求加入其它的营养要素配置成所需的基础限氮培养基以用于斯达氏 油脂酵母菌的摇瓶发酵。基础限氮培养基配置完成以后需要进行高压蒸汽灭菌（121°C， 15min)以排除杂菌的影响。冷却后才可以进行液体种子的接种。
[0044] 根据实际需要配置，选取装液量为50ml，用于斯达氏油脂酵母菌的摇瓶发酵以生 产微生物油脂。
[0045] (1)以碳源为研究对象时，碳源总和为70g/L，碳源共有7个水平，基础限氮培养基 成份见下表（g/L)。其余的营养成分为硫酸2. 0,酵母粉0. 5，KH2P04 1.0，MgS04. 7H20 0. 5。
[0046]
【权利要求】
1. 一种木薯生产油脂的方法，其特征在于，它包括如下步骤： (1) 斯达氏油脂酵母菌的培养； (2) 斯达氏油脂酵母菌种子液的制备； (3) 木薯水解液的制备； (4) 基础限氮培养基的配置；及 (5) 将斯达氏油脂酵母菌种子液接种在基础限氮培养基并发酵，产生油脂。
2. 如权利要求1所述的木薯生产油脂的方法，其特征在于，所述斯达氏油脂酵母菌的 培养为斯达氏油脂酵母菌）在YEH)固体斜面培养基上划线接种，将划线接种后的试管在恒 温培养箱培养5-6天，之后再进行第二次和第三次传代培养。
3. 如权利要求2所述的木薯生产油脂的方法，其特征在于，所述恒温培养的温度为 28。。。
4. 如权利要求1所述的木薯生产油脂的方法，其特征在于，所述木薯水解液的制备为 将木薯进行加工制备成木薯淀粉，木薯淀粉用〇. 5mol/L的硫酸水解，将大分子的淀粉类物 质变为小分子的单糖如葡萄糖和果糖，以利于斯达氏油脂酵母菌的利用，水解完毕后冷却 至室温，将PH值调至7。
5. 如权利要求4所述的木薯生产油脂的方法，其特征在于，所述水解的条件为：水解温 度90度，水解时间2小时，料液比1 :5。
6. 如权利要求4所述的木薯生产油脂的方法，其特征在于，所述PH值通过滴加稀的氢 氧化钠溶液进行调节。
7. 如权利要求1所述的木薯生产油脂的方法，其特征在于，所述基础限氮培养基的配 置为加入的木薯水解液，然后再按具体的要求加入其它的营养要素配置。
8. 如权利要求1所述的木薯生产油脂的方法，其特征在于，所述基础限氮培养基中木 薯水解液浓度为40g/L，硫酸铵浓度为2. 5g/L，KH2P04浓度为1. 25g/L，酵母粉浓度为0. 7g/ L，MgS04. 7H20 浓度为 0. 7g/L。
【文档编号】C12R1/645GK104419735SQ201310363073
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月19日 优先权日:2013年8月19日
【发明者】毛宇辰, 张馥驿 申请人:上海市建青实验学校