[發(fā)明專利]木薯發(fā)酵生產(chǎn)生物油脂的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010545383.2
• 申請日: 2010-11-09
• 公開（公告）號: CN102061317A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙志明;謝君;畢桂燦
• 申請（專利權(quán)）人: 佛山市正合生物能源有限公司
• 主分類號: C12P7/64
• 分類號: C12P7/64
• 代理公司: 佛山市永裕信專利代理有限公司 44206
• 代理人: 楊啟成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬生物發(fā)酵生產(chǎn)油脂技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著石油資源的日益緊缺、石油價格的不斷上漲、油品供需矛盾的日漸顯現(xiàn)及環(huán)境污染問題的更加突出，多渠道開發(fā)可再生油脂資源成為必然。柴油是重要的油品，生物柴油具有能量密度高、含硫量低、燃燒充分、潤滑性好等優(yōu)良性能，還具有可再生、易生物降解、儲運安全、抗爆性能好等特點，可作為優(yōu)質(zhì)的石化柴油代用品。目前，國外用于生產(chǎn)生物柴油的原料主要是植物油，但原料成本占到總成本的70％～85％，經(jīng)濟(jì)可行性差。產(chǎn)油微生物具有資源豐富、油脂含量高、碳源利用譜廣等特點，開發(fā)潛力大，所以微生物油脂具有良好的發(fā)展前景，可能在未來生物柴油產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮重要的作用。

木薯(Manihot)是多年生植物，廣泛種植于熱帶和亞熱帶的丘陵地帶。木薯生長適應(yīng)性強(qiáng)，耐旱、耐貧瘠，在各種土壤中都能生長，是一種不與糧食爭地的作物。木薯的塊根含30％的淀粉，木薯干則含有70％的淀粉，是被譽為“淀粉之王”，是很有前途的微生物油脂生產(chǎn)原料。

微生物油脂(Microbial?oils)又稱為單細(xì)胞油脂(Single?cell?oil，SCO)，是由微生物在一定的條件下，利用碳水化合物、碳?xì)浠衔锖推胀ㄓ椭鳛樘荚矗诰w內(nèi)產(chǎn)生的大量油脂。木薯生物油脂的研究和產(chǎn)業(yè)化，可以加速國家擺脫石油危機(jī)、減少環(huán)境污染，具有很大的戰(zhàn)略意義和社會效益；并且可以幫助農(nóng)民致富，對農(nóng)村問題的解決有促進(jìn)作用。但是，目前還沒有一種有效的技術(shù)將木薯轉(zhuǎn)化成油脂。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種有效地、可產(chǎn)業(yè)化地通過微生物的作用將木薯轉(zhuǎn)化成微生物油脂產(chǎn)物的木薯發(fā)酵生產(chǎn)生物油脂的方法。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，依次包括木薯漿化過程、糖化過程、液體種子制備過程、糖化液發(fā)酵過程、生物油脂提取過程；木薯漿化過程是以木薯為原料制造糊漿；糖化過程是將糊漿在酶的作用下將糊漿糖化成糖化液；液體種子制備過程包括往濃度為50～200g/L糖化液加入尿素、豆粕中的一種或者兩種的混合物，尿素、豆粕中的一種或者兩種的混合物的用量為2～10g/L，按照每升的加入量分別加入無機(jī)鹽離子MgSO₄?0.5～1.5g、KH₂PO₄2～3g、ZnSO₄?2～6mg、MnCl₂?0.1～0.3umol、CuSO₄?0.1～0.3mg，補(bǔ)足余量水，調(diào)pH5.0～7.0，接入產(chǎn)油微生物菌株，在搖床作用下及25～35℃氛圍下培養(yǎng)48～96h，制得液體種子；糖化液發(fā)酵過程包括往濃度為50～200g/L的糖化液中加入尿素、豆粕中的一種或兩種混合物，尿素、豆粕中的一種或兩種混合物的用量為2～10g/L，按照每升的加入量分別加入無機(jī)鹽離子MgSO₄?0.5～1.5g、KH₂PO₄?2～3g、ZnSO₄?2～6mg、MnCl₂?0.1～0.3umol、CuSO₄?0.1～0.3mg，補(bǔ)足余量水，調(diào)pH5.0～7.0，按照液體種子∶糖化液重量比為5～20％的比例接入液體種子，在搖床作用下及25～35℃氛圍下，發(fā)酵培養(yǎng)48～96h得發(fā)酵液；生物油脂提取過程包括發(fā)酵液離心作用5～15min收集菌體，然后采用超聲波細(xì)胞破碎方法破碎菌體細(xì)胞，再以有機(jī)溶劑提取細(xì)胞破碎后的油脂，有機(jī)溶劑成分包括氯仿、甲醇，氯仿∶甲醇的重量比為1∶1～3，提取后通過減壓蒸發(fā)回收溶劑，得生物油脂；或者以改進(jìn)的有機(jī)溶劑提取細(xì)胞破碎后的油脂，改進(jìn)的有機(jī)溶劑包括乙醚、乙醇，乙醚、乙醇的重量比為1∶1～3，然后振蕩后靜置5～10min，離心取上清，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器或者減壓蒸餾回收乙醚乙醇，得生物油脂。

這里，發(fā)酵廢棄物中廢液可用于生產(chǎn)沼氣，廢渣可用于生產(chǎn)飼料。

木薯漿化過程包括木薯細(xì)粉化過程、制漿過程，木薯細(xì)粉化過程包括木薯原料洗凈，晾干，經(jīng)粉碎后過篩得細(xì)粉末；制漿過程包括粉末與40～60℃溫水按粉末∶溫水重量比例為1∶3～8混合攪拌調(diào)漿成為糊漿。

糖化過程包括按照a-淀粉酶∶糊漿重量比為10u～40u∶1往糊漿中加入a-淀粉酶，調(diào)節(jié)pH值為5～7，加熱至70～90℃保溫液化30～80min，然后冷卻至55～65℃，然后按糖化酶∶糊漿重量比為100u～200u往糊漿中加入糖化酶，調(diào)pH值4～5，保溫糖化50～80min，得糖化液。

液體種子制備過程中的搖床的轉(zhuǎn)速為100～300r/min。