袁錦云，艾佐佐，張志斌，顏日明，曾慶桂，朱篤

1 江西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 江西省亞熱帶植物資源保護(hù)與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南昌 330022

2 宜春學(xué)院 江西省天然藥物活性成分研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，宜春 336000

皮狀絲孢酵母B3利用木薯淀粉發(fā)酵生產(chǎn)微生物油脂

袁錦云1,2，艾佐佐1，張志斌1，顏日明1，曾慶桂1，朱篤1,2

1 江西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 江西省亞熱帶植物資源保護(hù)與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南昌 330022

2 宜春學(xué)院 江西省天然藥物活性成分研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，宜春 336000

對(duì)皮狀絲孢酵母B3以木薯淀粉水解液為碳源發(fā)酵生產(chǎn)微生物油脂培養(yǎng)條件進(jìn)行了優(yōu)化，并在2 L發(fā)酵罐中對(duì)菌體生長(zhǎng)和油脂積累進(jìn)行了考察。搖瓶實(shí)驗(yàn)表明，木薯淀粉水解液的濃度高于90 g/L時(shí)不利于菌體的生長(zhǎng)和油脂積累，皮狀絲孢酵母B3發(fā)酵生產(chǎn)微生物油脂的最適氮源及其濃度、最適C/N比和pH分別為酵母提取物3.0 g/L、116、6.0，在此條件下培養(yǎng)144 h菌體生物量、油脂產(chǎn)量和油脂含量分別達(dá)到15.2 g/L、6.22 g/L和40.9%；在2 L發(fā)酵罐中分批發(fā)酵44 h后菌體生物量、油脂產(chǎn)量和油脂含量分別達(dá)28.7 g/L、12.27 g/L和42.8%。以皮狀絲孢酵母B3所產(chǎn)油脂制備生物柴油，其主要組成包括棕櫚酸甲酯、硬脂酸甲酯、油酸甲酯、亞油酸甲酯等，且理化特性符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可作為一種有潛力的化石燃料替代品。

皮狀絲孢酵母B3，木薯淀粉，微生物油脂，生物柴油

Abstract:Microbial oil, as raw material for biodiesel, can be produced by Trichosporon cutaneum B3 using cassava starch hydrolysate. Batch cultures demonstrated that there was little inhibitory effect with the concentration of cassava starch hydrolysate up to 90 g/L. The favorable initial pH, C/N molar ratio, nitrogen source and its concentration were 6.0, 116, yeast extract and 3.0 g/L, respectively. Under the optimized conditions, dry biomass reached 15.2 g/L and lipid content reached 40.9%after culture for 144 h in flask. Batch cultures in a 2 L stirred-tank fermenter were run for 44 h and resulted in dry biomass, lipid content and lipid yield of 28.7 g/L, 42.8% and 12.27 g/L, respectively. The chemical compositions of biodiesel prepared from lipids of T. cutaneum B3 mainly included palmitic acid methyl ester, stearic acid methyl ester, oleic acid methyl ester and linoleic acid methyl ester etc., and its main physicochemical properties were in compliance with relevant national diesel standards.Therefore, the biodiesel prepared from lipids of T. cutaneum B3 can serve as a potential fossil fuel alternatives.

Keywords:Trichosporon cutaneum B3, cassava starch, microbial oil, biodiesel

作為一種可替代化石燃料的可再生新能源，生物柴油已引起人們的廣泛關(guān)注。迄今，生物柴油的制備主要以植物油脂為原料，存在原料短缺、生產(chǎn)成本高等問(wèn)題，這嚴(yán)重制約了其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程[1-2]。大部分微生物油脂的脂肪酸組成和一般植物油相近，且微生物具有細(xì)胞增殖快、生產(chǎn)周期短、生長(zhǎng)所需的原料豐富等優(yōu)點(diǎn)，因此微生物油脂發(fā)酵生產(chǎn)成為生物柴油產(chǎn)業(yè)和生物經(jīng)濟(jì)的重要研究方向[3]。由于微生物油脂發(fā)酵生產(chǎn)存在培養(yǎng)基原料成本高、油脂產(chǎn)率低等問(wèn)題，導(dǎo)致微生物油脂用于制備生物柴油在經(jīng)濟(jì)上不可行。

尋找新的廉價(jià)而優(yōu)質(zhì)的微生物油脂發(fā)酵培養(yǎng)基原料，開(kāi)發(fā)新的微生物油脂生產(chǎn)工藝，提高發(fā)酵過(guò)程中細(xì)胞生物量及油脂含量，從而降低生產(chǎn)成本成為目前研究重點(diǎn)。迄今，國(guó)內(nèi)外已有不少利用工農(nóng)業(yè)廢棄物和可再生資源發(fā)酵生產(chǎn)微生物油脂的報(bào)道[4-6]。木薯作為非糧作物，不僅具有適應(yīng)性強(qiáng)、生長(zhǎng)快、產(chǎn)量大、可生長(zhǎng)于山野荒地、不與糧食爭(zhēng)地等優(yōu)點(diǎn)[7]，而且木薯淀粉水解為還原糖的轉(zhuǎn)化率高，成為發(fā)酵生產(chǎn)微生物油脂的良好候選原料。研究和開(kāi)發(fā)以木薯淀粉為原料生產(chǎn)微生物油脂的發(fā)酵工藝，不僅能降低微生物油脂的生產(chǎn)成本，而且能增加農(nóng)民的收入，帶動(dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和良好的社會(huì)效益。

本研究選用本實(shí)驗(yàn)室經(jīng)誘變選育獲得的皮狀絲孢酵母Trichosporon cutaneum B3為發(fā)酵菌株，以木薯淀粉水解液為碳源，進(jìn)行了皮狀絲孢酵母B3發(fā)酵產(chǎn)油脂的搖瓶培養(yǎng)條件優(yōu)化，并考察了其在2 L發(fā)酵罐中培養(yǎng)的生長(zhǎng)和油脂積累情況，分析了以其所產(chǎn)油脂制備的生物柴油的成分及主要理化性能，為利用皮狀絲孢酵母 B3發(fā)酵微生物油脂進(jìn)而合成生物柴油奠定研究基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 木薯淀粉樣品

木薯淀粉購(gòu)自廣西武鳴縣恒星淀粉廠(chǎng)。

1.1.2 發(fā)酵菌種

皮狀絲孢酵母 B3由本實(shí)驗(yàn)室篩選并經(jīng)誘變選育而得。

1.1.3 培養(yǎng)基

固體培養(yǎng)基：葡萄糖：70 g/L；酵母提取物：1 g/L；NH4NO3：0.5 g/L；KH2PO4：0.75 g/L；CaCl2·2H2O：0.4 g/L；MgSO4·7H2O：0.4 g/L；瓊脂：20 g/L；pH 6.0。

種子培養(yǎng)基：葡萄糖：70 g/L；酵母提取物：1 g/L；NH4NO3：0.5 g/L；KH2PO4：0.75 g/L；CaCl2·2H2O：0.4 g/L；MgSO4·7H2O：0.4 g/L；初始pH 6.0。

搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)基：以不同濃度木薯淀粉水解液(其濃度以其含還原糖濃度計(jì)，下同) 為碳源，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要選擇不同的氮源及初始pH；KH2PO4：1.5 g/L；CaCl2·2H2O：0.4 g/L；MgSO4·7H2O：0.4 g/L。

2 L發(fā)酵罐培養(yǎng)基：木薯淀粉水解液60 g/L，酵母提取物3 g/L，其他營(yíng)養(yǎng)鹽成分和含量與搖瓶相同。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 木薯淀粉水解液的制備

稱(chēng)取適量木薯淀粉，加入適量冷水調(diào)勻后將pH調(diào)節(jié)至 7.0，再加入適量 90 ℃~100 ℃的熱水使其糊化，加入 α-淀粉酶 (北京東華強(qiáng)盛生物技術(shù)有限公司，酶活：4 000 U/g，α-淀粉酶加量：10 U/g木薯淀粉干重)，攪勻后88 ℃水浴40 min；冷卻后將pH調(diào)節(jié)至5.5，加入糖化酶 (張家港市金源生物化工有限公司，酶活：100 000 U/g，糖化酶加量：1 000 U/g木薯淀粉干重)，攪勻后65 ℃水浴40 min。4 000 r/min離心10 min，上清液至于4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 生物量的測(cè)定

濁度法：取發(fā)酵液，測(cè)定其在600 nm下的光密度值 (OD600) 以此衡量菌體相對(duì)生長(zhǎng)量。

干重法：收集穩(wěn)定期的發(fā)酵液，4 000 r/min離心10 min，蒸餾水洗滌菌體1~2次后取沉淀，60 ℃烘至恒重，稱(chēng)重。

1.2.3 發(fā)酵液中還原糖、總糖及氨基氮的測(cè)定

還原糖的測(cè)定：采用斐林試劑法[8]。

總糖的測(cè)定：取1 mL經(jīng)離心后的發(fā)酵液上清，加入6 mol/L的鹽酸5 mL，微沸10 min，用6 mol/L的 NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至中性。其后步驟同還原糖的測(cè)定。

氨基氮含量測(cè)定：采用甲醛滴定法測(cè)定[9]。

1.2.4 微生物油脂的提取

油脂提取及測(cè)定：采用索氏提取法。將烘干后的菌體研成粉末后裝入索氏提取器，石油醚加熱回流提取8 h，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除石油醚，真空干燥至恒重即得油脂，稱(chēng)重[10]。

1.2.5 生物柴油的制備、組成及理化性能分析

生物柴油的制備：取微生物油脂200 mg，加0.4 mo1/L的KOH-甲醇溶液5 mL和正己烷5 mL，劇烈振蕩3 min，在30 ℃水浴中放置4 h，加水5 mL，靜置分層，取正己烷層，真空干燥至恒重即得生物柴油，稱(chēng)重[11]。

脂肪酸甲酯成分測(cè)定：采用氣相色譜法進(jìn)行成分分析，參照GB/T 17377-2008[12]。

生物柴油的理化性能分析：密度測(cè)定參照GB/T 1884-2000[13]；運(yùn)動(dòng)粘度測(cè)定參照 GB/T 265-1988[14]；閃點(diǎn)測(cè)定參照GB/T 261-1983[15]；酸值測(cè)定參照GB/T 264-1983[16]；硫含量測(cè)定參照 GB/T 380-1977[17]；十六烷值測(cè)定參照GB/T 386-1991[18]。

1.2.6 培養(yǎng)條件

搖瓶培養(yǎng)：在250 mL錐形瓶中進(jìn)行，裝液量為75 mL，5%的接種量，搖床轉(zhuǎn)速為200 r/min，培養(yǎng)溫度為28 ℃。

發(fā)酵罐培養(yǎng)：采用2 L發(fā)酵罐 (德國(guó)B. Braun)，裝液量為1.3 L，5%的接種量，培養(yǎng)溫度為28 ℃，通氣量1 vvm，發(fā)酵過(guò)程中用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH 6.0，改變轉(zhuǎn)速以控制溶氧在10%以上。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同初始濃度木薯淀粉水解液對(duì)T. cutaneum B3生長(zhǎng)和油脂產(chǎn)量的影響

微生物油脂的合成需要以培養(yǎng)基中的碳源物質(zhì)作為原料，但是過(guò)高的碳源濃度又會(huì)對(duì)菌體的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用。為研究不同初始濃度的木薯淀粉水解液對(duì)T. cutaneum B3生長(zhǎng)的影響，在發(fā)酵培養(yǎng)基中分別添加了10~300 g/L的木薯淀粉水解液，考察T. cutaneum B3在不同初始濃度木薯淀粉水解液培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)情況。

在木薯淀粉水解液的初始濃度低于90 g/L的培養(yǎng)基中，菌體前24 h的長(zhǎng)勢(shì)大致相同。但是當(dāng)發(fā)酵培養(yǎng)基中木薯淀粉水解液的初始濃度高于 90 g/L時(shí)，菌體的生長(zhǎng)明顯受到了抑制。而木薯淀粉水解液的初始濃度在30~90 g/L范圍內(nèi)，其生長(zhǎng)速率變化不大，這說(shuō)明T. cutaneum B3對(duì)不同濃度的木薯淀粉水解液有一個(gè)較大的生長(zhǎng)適宜范圍 (圖1)。T. cutaneum B3在不同初始濃度木薯淀粉水解液的培養(yǎng)基中培養(yǎng)144 h的搖瓶發(fā)酵數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。當(dāng)發(fā)酵培養(yǎng)基中的初始木薯淀粉水解液濃度從10 g/L增加至80 g/L時(shí)，生物量和油脂產(chǎn)量分別從1.4 g/L和0.28 g/L增至15.6 g/L和6.66 g/L。發(fā)酵培養(yǎng)基中的初始木薯淀粉水解液濃度為90 g/L時(shí)，盡管油脂含量提高至 45.3%，但是生物量和油脂產(chǎn)量分別下降到13.1 g/L和5.93 g/L，當(dāng)發(fā)酵培養(yǎng)基中的初始木薯淀粉水解液濃度進(jìn)一步提高至150 g/L時(shí)，生物量和油脂產(chǎn)量?jī)H為6.9 g/L和2.75 g/L。發(fā)酵培養(yǎng)基中的初始木薯淀粉水解液濃度高于90 g/L，生物量和油脂產(chǎn)量下降，說(shuō)明過(guò)高的基質(zhì)濃度對(duì)T. cutaneum B3的生長(zhǎng)和油脂積累均有不利影響。導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因可能有兩方面：一是過(guò)高的基質(zhì)濃度產(chǎn)生的高滲透壓抑制了菌體的生長(zhǎng)[6,19]，二是過(guò)高的糖濃度會(huì)使代謝產(chǎn)生的有機(jī)酸大量累積，導(dǎo)致發(fā)酵液的pH值降低，從而不利于菌體的生長(zhǎng)和脂肪的合成[20]。此外，從培養(yǎng)基中糖的利用率來(lái)看，當(dāng)發(fā)酵培養(yǎng)基中的初始木薯淀粉水解液濃度低于50 g/L時(shí)，雖然糖的利用率均在90%以上，但生物量和油脂產(chǎn)量沒(méi)有達(dá)到最佳。綜合考慮生物量、油脂含量、油脂產(chǎn)量、糖的利用率和油脂得率等因素，選取60 g/L為后續(xù)搖瓶實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)基中木薯淀粉水解液的濃度。

圖1 木薯淀粉水解液濃度對(duì)T. cutaneum B3生長(zhǎng)的影響Fig. 1 Effect of cassava starch hydrolysate concentration on the growth of T. cutaneum B3.

表1 T. cutaneum B3在不同初始濃度木薯淀粉水解液中的生物量和油脂產(chǎn)量Table 1 Effect of initial cassava starch hydrolysate concentration on cell growth and lipid accumulation of T. cutaneum B3

2.2 不同氮源濃度對(duì)T. cutaneum B3生長(zhǎng)和油脂產(chǎn)量的影響

通過(guò)對(duì)不同氮源 (包括 KNO3、NH4Cl、NH4NO3、(NH4)2SO4、牛肉膏、酵母提取物、蛋白胨) 的篩選，結(jié)果表明酵母提取物為T(mén). cutaneum B3生長(zhǎng)和油脂積累的最適氮源 (數(shù)據(jù)未列出)。

培養(yǎng)基中氮源的濃度對(duì)產(chǎn)油菌體的生長(zhǎng)和油脂積累有著很大的影響，氮源是菌體生長(zhǎng)所必須的，但是過(guò)量的氮源又不利于菌體中油脂的積累，因此在微生物油脂發(fā)酵中控制碳源和氮源的使用比例十分重要[6,20]。研究結(jié)果表明，低濃度的有機(jī)氮源有利于菌體中油脂的積累，但是不利于生物量的提高。當(dāng)酵母提取物的濃度為4.0 g/L時(shí)，生物量達(dá)到最大值16.4 g/L，但是其油脂含量?jī)H為31.6%。當(dāng)酵母提取物的濃度為3.0 g/L時(shí)，雖然獲得的生物量15.4 g/L和油脂含量 38.7%均不是最高值，但是獲得了最高的油脂產(chǎn)量5.97 g/L，此時(shí)的C/N比為116。當(dāng)C/N比從36提高至345，菌體內(nèi)油脂含量隨C/N比的提高而增加，但當(dāng)C/N比提高至687時(shí)油脂含量出現(xiàn)了輕微的下降。同時(shí)，當(dāng)酵母提取物的濃度低于4.0 g/L時(shí)，生物量隨著酵母提取物濃度的提高而增加，但是當(dāng)酵母提取物的濃度高于4.0 g/L時(shí)生物量反而下降 (表2)。實(shí)驗(yàn)中觀(guān)察到在高濃度的有機(jī)氮源的培養(yǎng)基中T. cutaneum B3的菌絲較長(zhǎng)，致使培養(yǎng)液非常粘稠，嚴(yán)重影響溶氧從而抑制了菌體的生長(zhǎng)。

表2 不同酵母提取物濃度對(duì)T. cutaneum B3生長(zhǎng)和油脂積累的影響Table 2 Effect of yeast extract concentration on cell growth and lipid accumulation of T. cutaneum B3a

雖然酵母提取物為T(mén). cutaneum B3生長(zhǎng)和油脂積累的最適氮源，但由于使用該氮源存在生產(chǎn)成本較高的問(wèn)題，無(wú)法應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)，而廉價(jià)的無(wú)機(jī)氮源又不能有效促進(jìn)菌體生長(zhǎng)和油脂的形成，因此尋找更為廉價(jià)的有機(jī)氮源勢(shì)在必行。為此，我們考察了提取油脂后的廢棄細(xì)胞代替氮源的可行性。結(jié)果表明，在總氮含量為0.50 g/L廢棄細(xì)胞酶解液中補(bǔ)加1.0 g/L的酵母提取物不僅可完全代替3.0 g/L酵母提取物，而且還能提高油脂產(chǎn)量 33.7% (結(jié)果另文發(fā)表)；此外，探討廢棄細(xì)胞酶解液補(bǔ)加黃豆餅粉、玉米漿等較為廉價(jià)的有機(jī)氮源完全代替酵母提取物的研究正在進(jìn)行之中。

2.3 初始pH對(duì)T. cutaneum B3生長(zhǎng)和油脂積累的影響

培養(yǎng)基pH值會(huì)直接影響到細(xì)胞膜的滲透性，從而影響菌體對(duì)培養(yǎng)基中離子的吸收和利用，并最終影響菌體對(duì)碳源的利用效率[6,21]，因此控制發(fā)酵培養(yǎng)基pH的穩(wěn)定成為提高生物量和油脂產(chǎn)量的關(guān)鍵。不同初始pH對(duì)T. cutaneum B3生物量和油脂含量的影響結(jié)果見(jiàn)表3。當(dāng)培養(yǎng)基的初始pH為6.0時(shí)，生物量和油脂產(chǎn)量分別為15.2 g/L和6.22 g/L，均高于其他初始 pH的生物量和油脂產(chǎn)量；當(dāng)培養(yǎng)基的初始pH處于5.5~7.0之間時(shí)，培養(yǎng)144 h后所得的生物量和油脂產(chǎn)量相差并不大。

2.4 2 L發(fā)酵罐中的分批發(fā)酵

為考察T. cutaneum B3在2 L發(fā)酵罐中的菌體生長(zhǎng)、油脂積累、基質(zhì)消耗等情況，搖瓶發(fā)酵得出的結(jié)果被用于T. cutaneum B3在2 L發(fā)酵罐中的放大實(shí)驗(yàn)。從圖2可知，培養(yǎng)44 h后生物量達(dá)到28.7 g/L，油脂產(chǎn)量達(dá)到12.27 g/L，油脂含量為42.8%。與搖瓶相比，T. cutaneum B3在2 L發(fā)酵罐中的生物量提高了88.8%，菌體含油量增加了1.9%，油脂產(chǎn)量提高了 97.3%，發(fā)酵周期也大幅度縮短 (由搖瓶的144 h縮短至44 h)。這主要是由于發(fā)酵罐較之搖瓶能夠提供更好的混合和供氧條件以及穩(wěn)定的 pH環(huán)境，有利于菌體生長(zhǎng)以及產(chǎn)物合成潛力的有效發(fā)揮。此外，在發(fā)酵過(guò)程中，菌體的含油量從接種時(shí)的19.1%逐漸上升至 44 h的 42.8% (圖 2)，這表明T. cutaneum B3油脂含量的高低與細(xì)胞生長(zhǎng)密切相關(guān)。因此在后續(xù)的研究中，采用補(bǔ)料分批培養(yǎng)方法適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充碳源和氮源，延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間，將有可能增加菌體生物量和含油量，從而提高油脂產(chǎn)量。

圖2 利用T. cutaneum B3在2 L發(fā)酵罐中生產(chǎn)微生物油脂F(xiàn)ig. 2 Prof i le of lipid production by T. cutaneum B3 in a 2 L fermenter.

表3 不同初始pH對(duì)T. cutaneum B3生長(zhǎng)和油脂積累的影響Table 3 Effect of initial pH on cell growth and lipidaccumulation of T. cutaneum B3

表4 利用T. cutaneum B3所產(chǎn)油脂生產(chǎn)的生物柴油成分Table 4 Components of biodiesel produced from T.cutaneum B3 using cassava starch hydrolysate

2.5 生物柴油組成及理化性能分析

以T. cutaneum B3微生物油脂為原料制備生物柴油，所得生物柴油中酯含量超過(guò)99%。所制備的生物柴油組成主要包括棕櫚酸甲酯、硬脂酸甲酯、油酸甲酯、亞油酸甲酯等，質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為20.92%、13.34%、53.48%、8.23%，這些組成成分的含量達(dá)到所合成生物柴油總量的96% (表4)，且所制備的生物柴油的密度、黏度、閃點(diǎn)、酸值、硫含量、十六烷值均符合柴油機(jī)燃料調(diào)和用生物柴油 (BD100)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[22](表5)。以上數(shù)據(jù)表明，利用T. cutaneum B3以木薯淀粉水解液為碳源發(fā)酵所產(chǎn)油脂制備的生物柴油可作為一種有潛力的化石燃料替代品。

表5 微生物油脂生物柴油主要理化性能分析Table 5 Main properties of biodiesel from microbial oil

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了T. cutaneum B3以木薯淀粉水解液為碳源生產(chǎn)微生物油脂的發(fā)酵條件，探討了不同基質(zhì)濃度和pH值對(duì)其生物量、油脂產(chǎn)量的影響，研究了其在2 L發(fā)酵罐中的生長(zhǎng)和油脂積累過(guò)程。結(jié)果表明，當(dāng)木薯淀粉水解液的濃度高于90 g/L時(shí)不利于T. cutaneum B3的生長(zhǎng)和油脂積累；T. cutaneum B3發(fā)酵生產(chǎn)微生物油脂的最適氮源及其濃度、最適C/N比和pH分別為酵母提取物3.0 g/L、116、pH 6.0，在此條件下發(fā)酵144 h，其生物量、油脂產(chǎn)量和油脂含量分別達(dá)到15.2 g/L、6.22 g/L和40.9%。在2 L機(jī)械攪拌發(fā)酵罐中培養(yǎng)44 h，T. cutaneum B3生物量達(dá)到28.7 g/L，油脂產(chǎn)量達(dá)到12.27 g/L，油脂含量為42.8%。理化性能分析表明，以T. cutaneum B3所產(chǎn)油脂制備的生物柴油，完全符合柴油機(jī)燃料調(diào)和用生物柴油 (BD100) 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可作為一種有潛力的化石燃料替代品。

木薯淀粉作為一種產(chǎn)量大、價(jià)格便宜的可再生資源，用作發(fā)酵生產(chǎn)微生物油脂的培養(yǎng)基原料有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。而且研究結(jié)果表明，提高T. cutaneum B3油脂的發(fā)酵產(chǎn)量可以從提高生物量和通過(guò)延長(zhǎng)培養(yǎng)時(shí)間來(lái)提高菌體的油脂含量?jī)煞矫嬷郑溆椭a(chǎn)量的提高仍有巨大的潛力。為提高以木薯淀粉為原料發(fā)酵生產(chǎn)微生物油脂的產(chǎn)量，本研究小組已經(jīng)著手了補(bǔ)料分批式發(fā)酵生產(chǎn)微生物油脂工藝的研究。

REFERENCES

[1] Li Q, Du W, Liu DH. Perspectives of microbial oils for biodiesel production. Appl Microbiol Biotechnology,2008, 80(5): 749?756.

[2] Subramaniam R, Dufreche S, Zappi M, et al. Microbial lipids from renewable resources: production and characterization. J Ind Microbiol Biotechnol, 2010,37(12): 1271?1287.

[3] Zhao ZB. Toward cheaper microbial oil for biodiesel oil.China Biotechnol, 2005, 25(2): 8?11.

趙宗保. 加快微生物油脂研究為生物柴油產(chǎn)業(yè)提供廉價(jià)原料. 中國(guó)生物工程雜志, 2005, 25(2): 8?11.

[4] Xue FY, Miao JX, Zhang X, et al. Studies on lipid production by Rhodotorula glutinis fermentation using monosodium glutamate wastewater as culture medium.Biores Technol, 2008, 99(13): 5923?5927.

[5] Huang C, Zong MH, Wu H, et al. Microbial oil production from rice straw hydrolysate by Trichosporon fermentans.Biores Technol, 2009, 100(19): 4535?4538.

[6] Zhu LY, Zong MH, Wu H. Eff i cient lipid production with Trichosporon fermentans and its use for biodiesel preparation. Biores Technol, 2008, 99(16): 7881?7885.

[7] Fang J, Pu WH, Zhang HJ. The development status of cassava industry at home and abroad. Chin Agri Sci Bull,2010, 26(16): 353?361.

方佳, 濮文輝, 張慧堅(jiān). 國(guó)內(nèi)外木薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展近況. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào), 2010, 26(16): 353?361.

[8] Li XM, Yang JH, Zhang LQ, et al. Comparisons of determination approaches of reducing sugar. Shandong Science, 2008, 21(2): 18?20.

李雪梅, 楊俊慧, 張利群, 等. 還原糖測(cè)定方法的比較.山東科學(xué), 2008, 21(2): 18?20.

[9] Ning ZX. Food Composition Analysis Manual. Beijing:China Light Industry Press, 1998: 119?121.

寧正祥. 食品成分分析手冊(cè). 北京: 中國(guó)輕工業(yè)出版社，1998: 119?121.

[10] Li ZF, Zhang L, Shen XJ, et al. A Comparative study on four method of fungi lipid extraction. Microbiology, 2001,28(6): 72?75.

李植峰, 張玲, 沈曉京, 等. 四種真菌油脂提取方法的比較研究. 微生物學(xué)通報(bào), 2001, 28(6): 72?75.

[11] Lu Y, Zhai Y, Liu MS, et al. Biodiesel production from algal oil using cassava (Manihot esculenta Crantz) as feedstock. J Appl Phycol, 2010, 22(5): 573?578.

[12] GB/T 17377-2008, Animal and vegetable fats and oils-Analysis by gas chromatography of methyl esters of fatty acids.

GB/T 17377-2008 動(dòng)植物油脂脂肪酸甲酯的氣相色譜分析.

[13] GB/T 1884-2000, Crude petroleum and liquid petroleum products-Laboratory determination of density-hydrometer method.

GB/T 1884-2000 原油和液體石油產(chǎn)品密度實(shí)驗(yàn)室測(cè)定法 (密度計(jì)法).

[14] GB/T 265-1988, Petroleum products—determination of kinematic viscosity and calculation of dynamic viscosity.

GB/T 265-1988石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)粘度測(cè)定法和動(dòng)力粘度計(jì)算法.

[15] GB/T 261-2008, Determination of flash point—Pensky Martens closed cup method.

GB/T 261-2008. 閃點(diǎn)的測(cè)定 (賓斯基-馬丁閉口杯法).

[16] GB/T 264-1983, Petroleum products—determination of acid number.

GB/T 264-1983 石油產(chǎn)品酸值測(cè)定法.

[17] GB/T 380-1977, Petroleum products—determination of sulphur—Lamp method.

GB/T 380-1977 石油產(chǎn)品硫含量測(cè)定法 (燃燈法).

[18] GB/T 386-1991, Diesel fuels—determination of ignition quality by the cetane method.

GB/T 386-1991 柴油著火性質(zhì)測(cè)定法 (十六烷值法).

[19] Zhao X, Hu CM, Wu SG, et al. Lipid production by Rhodosporidium toruloides Y4 using different substrate feeding strategies. J Ind Microbiol Biotechnol, 2010, doi:10.1007/s10295-010-0808-4.

[20] Li YH, Zhao ZB, Bai FW. High-density cultivation of oleaginous yeast Rhodosporidium toruloides Y4 in fed-batch culture. Enzyme Microbial Technol, 2007,41(3): 312?317.

[21] Wang C, Li H, Wang QQ, et al. Effect of pH on growth and lipid content of Chlorella vulgaris cultured in biogas slurry. Chin J Biotech, 2010, 26(8): 1074?1079.

王翠, 李環(huán), 王欽琪, 等. pH值對(duì)沼液培養(yǎng)的普通小球藻生長(zhǎng)及油含量積累的影響. 生物工程學(xué)報(bào), 2010,26(8): 1074?1079.

[22] GB/T 20828-2007, Biodiesel blend stock (BD100) for diesel engine fuels.

GB/T 20828-2007柴油機(jī)燃料調(diào)和用生物柴油(BD100).

Microbial oil production by Trichosporon cutaneum B3 using cassava starch

Jinyun Yuan1,2, Zuozuo Ai1, Zhibin Zhang1, Riming Yan1, Qinggui Zeng1, and Du Zhu1,2
1 Key Laboratory of Protection and Utilization of Subtropic Plant Resources of Jiangxi Province, Jiangxi Normal University, Nanchang 330022, China
2 Key Laboratory for Research on Active Ingredients in Natural Medicine of Jiangxi Province, Yichun University, Yichun 336000, China

Received: October 13, 2010; Accepted: February 18, 2011

Supported by: Academic and Technical Leaders Training Program for Major Subjects of Jiangxi Province.

Corresponding author: Du Zhu. Tel: +86-795-3200616; E-mail: zhudu12@163.com

江西省主要學(xué)科學(xué)術(shù)與技術(shù)帶頭人培養(yǎng)計(jì)劃資助。