[發明專利]一種利用玉米皮渣為原料發酵生產微生物油脂的方法

有效

• 申請號: 201010272455.0
• 申請日: 2010-09-06
• 公開（公告）號: CN101948883A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 薛冬樺;安龍潘
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: C12P7/64
• 分類號: C12P7/64;C12R1/645
• 代理公司: 長春科宇專利代理有限責任公司 22001
• 代理人: 馬守忠

技術領域

本發明屬于生物化工領域，特別涉及一種利用玉米淀粉工業副產物的玉米皮渣為原料，深黃被孢霉(Mortierella?isabellina)為菌株，發酵生產微生物油脂的方法。

背景技術

由于石化資源的不可再生性和人們的環境意識的不斷加強，各種可再生資源越來越受到重視，其中生物質資源是可以轉化成能源產品和各種化工產品的重要的可再生資源。玉米作為生物質資源，產量豐富，尤新等在文獻《糧食加工，2009，34(4)：12-16》的“玉米深加工發展主要成就、存在問題及今后發展方針”，報道了全世界每年的玉米產量達到7.7億噸以上，中國每年的玉米產量也在1.50億噸以上，而玉米淀粉作為化工和食品原料的應用極廣，中國2007年玉米淀粉的生產量達到1350萬噸。而姜岷，姚嘉文，吳昊等在文獻《食品與發酵工業，2007，33(10)：6-9》的“稀酸水解玉米皮制備丁二酸發酵糖液的研究”，報道了玉米在濕磨法加工淀粉過程中會產生10-15％左右的玉米皮渣。玉米皮渣主要含有剩余淀粉、半纖維素、纖維素、蛋白質及灰分等。目前，玉米淀粉加工企業主要將玉米皮渣作為飼料出售，玉米皮渣的利用沒有科學的深化，從玉米綜合利用的延伸及發展的角度看，這是對生物質資源的浪費。

微生物油脂又稱單細胞油脂，是由藻類、真菌類等微生物，利用碳水化合物、碳氫化合物和普通油脂為碳源，在菌體內轉化為油脂儲存。Ratledge?C.在《Biochimie，2004，86：807-815》的“Fatty?acidbiosynthesis?in?microorgaisms?being?used?for?singnal?cell?oil?production”報道微生物油脂一般占菌體干重的20％以上，微生物油脂的脂肪酸組成與植物油相似，可作為制備生物柴油原料。

目前以動植物油脂生產生物柴油面臨成本高、原料總量缺口大、供給季節性強等不利于規模化生產的難題。而且，持續擴大傳統油料作物種植以擴大獲取生物柴油生產原料，將存在著與人爭糧、與糧爭地等問題。開拓新的微生物油脂資源是降低生物柴油價格和保障生物柴油產業持續發展的關鍵。

發明內容

針對微生物油脂的現有技術中所存在的問題，本發明提供了一種利用玉米皮渣為原料發酵生產微生物油脂的方法。

本發明以玉米皮渣為原料，兩步水解法制備水解液，水解液處理并濃縮，添加氮源，通過生物轉化獲取微生物油脂。

本方法使用玉米皮渣價格低廉，可降低微生物油脂生產成本，實現玉米淀粉工業副產物資源高值化利用。同時，減少淀粉行業排放的高濃度廢棄物對環境的污染，開辟玉米皮渣利用的新途徑，所得微生物油脂，可作為生物柴油生產的油脂原料，具有良好的工業化應用前景。

本發明提供的一種利用玉米皮渣為原料發酵生產微生物油脂的方法，其步驟和條件如下：

(1)玉米皮渣兩步水解

①玉米皮渣酶水解

在反應釜中加入碎粉至40-200目玉米干皮渣，按照干燥的玉米皮渣的質量g與水的體積mL的配比為1∶4-8加入水，加入玉米皮渣干重0.5-2％的α-淀粉酶，淀粉酶的活性為36000IU/mL，再加入玉米皮渣干重0.1-0.2％的CaCl₂，于40-50℃恒溫20-50min，升溫至80-85℃恒溫60-120min，再煮沸10min，降溫至50-60℃加入玉米皮渣干重0.1-0.5％的糖化酶，糖化酶的活性為100000IU/mL，于60℃保溫30min，采用過濾或離心的方法得到玉米皮渣酶解液的上清液；

②玉米皮渣酸水解

在反應釜中加入步驟①玉米皮渣水解后的濾渣，按該濾渣酶解前玉米皮渣干重g與水的體積mL的配比為1∶4-8加入水，再加入該溶液總體積比的0.2-0.6％鹽酸水解2-4h，水解溫度80-100℃，水解后采用過濾或離心的方法得到玉米皮渣酸解液的上清液；所述鹽酸質量濃度為37％；

(2)玉米皮渣水解液的中和

將步驟(1)的①和②得到的上清液混合，再將其濃縮至所含的還原糖質量濃度為60-80g/L，加入混合上清液體積的1.5-2.0％玉米漿，用Ca(OH)₂調pH值為6.0-7.0，70℃恒溫20-30min，離心除去沉淀，得到玉米皮渣水解液；

(3)油脂微生物發酵培養