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        3株油脂酵母產(chǎn)油特性的對比研究

        2021-08-23 11:49:36周穩(wěn)穩(wěn)李姝姝
        化工設(shè)計通訊 2021年8期
        關(guān)鍵詞:油脂

        周穩(wěn)穩(wěn),李姝姝

        (山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院,山西太谷 030801)

        生物柴油是新能源領(lǐng)域的研發(fā)熱點(diǎn)[1]。與普通柴油相比,生物柴油具有芳烴含量低、十六烷值高、高閃點(diǎn)、低溫啟動性較好等優(yōu)點(diǎn),是一種理想的柴油替代品[2]。但以動、植物油脂為原料進(jìn)行生物柴油規(guī)模化生產(chǎn)還存在諸多問題[3]。目前世界各國生物柴油產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,對原料需求旺盛,打破了原有的供需平衡,因此要進(jìn)一步促進(jìn)生物柴油產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,關(guān)鍵是能夠找到廉價且量大的油脂原料。

        微生物油脂(Microbial oil),是產(chǎn)油微生物在一定條件下合成并儲存在體內(nèi)的油脂,產(chǎn)油微生物包括酵母、絲狀真菌、細(xì)菌、微藻等[3]。其中產(chǎn)油酵母種類多,其所產(chǎn)脂肪酸組成適合作為生物柴油的原料,引起各國學(xué)者的廣泛關(guān)注和研究[4]。本研究旨在同一條件下對比3株產(chǎn)油酵母的產(chǎn)油能力和所產(chǎn)油脂的脂肪酸組成,為其進(jìn)一步的工業(yè)化開發(fā)應(yīng)用提供有價值的參考。

        1 材料與方法

        1.1 菌種

        禾本紅酵母(Rhodotorula graminis),皮狀絲孢酵母(Trichosporon cutaneum),圓紅冬孢酵母(Rhodosporidium toruloides),購于中國普通微生物菌種保藏中心。

        1.2 培養(yǎng)基

        YEPD斜面保藏培養(yǎng)基(g/L):葡萄糖20,蛋白胨10,酵母浸粉10,瓊脂粉18,pH 6.0;種子培養(yǎng)基為液體YEPD培養(yǎng)基;限氮培養(yǎng)基(g/L):葡萄糖70,酵母浸粉0.75,(NH4)2SO40.1,KH2PO40.4,MgSO4·7H2O 1.5。以上培養(yǎng)基均在115 ℃下滅菌15min。

        1.3 酵母培養(yǎng)方法

        將斜面保藏的3株產(chǎn)油酵母分別接種于YEPD種子培養(yǎng)基中,28 ℃,200r/min培養(yǎng)24h,以1 %(v/v)的接種量接種于YEPD液體培養(yǎng)基中(藥瓶裝液量為1/5),相同條件下培養(yǎng)28h,得到3株產(chǎn)油酵母的種子液。將3株產(chǎn)油酵母種子液分別以10%(v/v)的接種量接種于限氮培養(yǎng)基中,于28 ℃,200r/min搖瓶培養(yǎng)至還原糖濃度不降低時結(jié)束發(fā)酵,每隔24h取樣測定其還原糖濃度、生物量和油脂含量,每組試驗(yàn)設(shè)置兩個平行樣。

        1.4 分析方法

        葡萄糖濃度測定采用DNS法,生物量測定采用干重法,油脂提取和測定采用酸熱法抽提干菌體內(nèi)的油脂[5]。參照文獻(xiàn)方法制備微生物油脂的脂肪酸甲酯[6],采用氣質(zhì)聯(lián)用儀(GCMS)分析其組成[7]。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 3株油脂酵母的產(chǎn)油對比

        3株油脂酵母的產(chǎn)油對比見圖1。

        圖1 3株酵母葡萄糖、生物量、油脂產(chǎn)量和油脂含量隨時間變化曲線

        由圖1可知,禾本紅酵母和皮狀絲孢酵母對葡萄糖的利用規(guī)律相似,圓紅冬孢酵母葡萄糖利用速率最大,120h后糖濃度降為0左右。圓紅冬孢酵母的生物量96h時可達(dá)19.44g/L。禾本紅酵母到發(fā)酵144h后油脂產(chǎn)量達(dá)5.0g/L以上。皮狀絲孢酵母油脂產(chǎn)量達(dá)7.0g/L左右,圓紅冬孢酵母在96h時油脂產(chǎn)量為12.5g/L。由此可見油脂積累能力,圓紅冬孢酵母>皮狀絲孢酵母>禾本紅酵母。由表1可看出,圓紅冬孢酵母的油脂得率顯著高于其他兩株產(chǎn)油酵母,這說明圓紅冬孢酵母能將培養(yǎng)基中的葡萄糖高效地轉(zhuǎn)化為油脂。

        表1 3株油脂酵母生物量得率和油脂得率

        2.2 3株產(chǎn)油酵母的脂肪酸組成對比

        明確油脂的脂肪酸組成是決定其進(jìn)一步開發(fā)和應(yīng)用的關(guān)鍵。3種油脂酵母脂肪酸組成如表2所示。禾本紅酵母脂肪酸種類最少,圓紅冬孢酵母次之,圓紅冬孢酵母脂肪酸種類最多。圓紅冬孢酵母占比最大的為油酸、棕櫚酸和硬脂酸;皮狀絲孢酵母所產(chǎn)油脂中的油酸、棕櫚酸和亞油酸含量最高;禾本紅酵母脂肪酸組成中也是油酸、棕櫚酸和亞油酸含量最高,但比例上存在明顯差異,與文獻(xiàn)報告結(jié)果相似[6]。由此可見,3株油脂酵母所產(chǎn)油脂主要組成與一般的植物油油脂組成相似。

        表2 3株酵母脂肪酸組成對比

        3 結(jié)論

        在葡萄糖限N培養(yǎng)基中,圓紅冬孢酵母的油脂得率顯著高于其他兩株產(chǎn)油酵母。3株油脂酵母脂肪酸主要為油酸、棕櫚酸、亞油酸和硬脂酸,比例有顯著差別,與一般的植物油組成相似,可作為生物柴油的原料。

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