[發明專利]一種提高產油微生物發酵生產微生物油脂的方法

有效

• 申請號: 201210026602.5
• 申請日: 2012-02-07
• 公開（公告）號: CN102559790A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 徐靜陽;杜偉;劉德華;趙雪冰
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C12P7/64
• 分類號: C12P7/64;C12P39/00;C12R1/645
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王朋飛;王加嶺

技術領域

本發明屬于生物油脂合成領域，具體地說，涉及一種通過在發酵過程中添加陰離子表面活性劑和/或其結構類似物，以提高產油微生物發酵生產微生物油脂的方法。

背景技術

隨著能源短缺與環境問題的日益突出，可再生清潔能源以及生物化工生產方式得到了越來越多的關注。其中，生物柴油作為一種新型能源，由于其可以代替傳統柴油而無需改變現有的成熟的機械動力體系，受到了很多國家及地區的歡迎和重視。

生物柴油是通過將可再生油脂原料與短鏈醇進行轉酯化反應得到的長鏈脂肪酸酯類物質。目前，全世界95％以上的生物柴油油脂原料來自于食用植物油，主要是棕櫚油、大豆油、菜籽油等。然而，隨著生物柴油產業的不斷增長，油料供給逐步成為限制其進一步發展的瓶頸。對于很多國家和地區來說，依賴于食用植物油脂資源的生產方式既不經濟，也不利于食品安全；因此亟待開發更為廉價、可穩定供應的非糧油脂原料。

微生物油脂是從產油微生物中提取的油脂，又稱單細胞油脂(Single?cell?oil)，其主要成分是甘油三酯。產油微生物在細菌、酵母、霉菌、藻類中都有分布，它們能夠在一定的條件下利用并轉化碳水化合物、甘油、木質纖維素水解液、二氧化碳等多種碳源，在菌體內積累大量油脂，并且大部分微生物油脂的脂肪酸組成與植物油脂接近，被證明可以經由轉酯化反應制備生物柴油。與傳統的植物油脂原料相比，微生物最突出的優勢在于生長周期短，不需要占用耕地，可以利用多種碳源。因此，微生物油脂作為一種潛在的非糧油料，對于生物柴油產業具有重要的現實意義。

提高微生物油脂的生產效率，是進一步降低微生物油脂生產成本的關鍵。目前，微生物油脂的批式發酵周期多為5-7天，油脂含量達到細胞干重的20％-50％。雖然相比于植物生長周期大大縮短，但是仍然需要開發新的工藝，進一步提高生物量和油脂含量，從而降低生產成本，提高微生物油脂作為生物柴油油脂原料的經濟可行性。

發明內容

本發明的目的是提供一種提高產油微生物發酵生產微生物油脂的新方法。

為了實現本發明目的，本發明的一種提高產油微生物發酵生產微生物油脂的方法，其是在發酵過程中向培養基內添加0.5～4g/L的陰離子表面活性劑和/或其結構類似物，培養產油微生物細胞。

前述的方法，其中所述陰離子表面活性劑為油酸鹽、油酸酯、正辛酸鹽、正辛酸酯、1-辛基磺酸鹽、木質素磺酸鹽中的一種或多種。優選地，所述陰離子表面活性劑為油酸鈉、油酸甲酯、正辛酸鈉、1-辛基磺酸鈉、木質素磺酸鈉中的一種或多種。

前述的方法，其中所述陰離子表面活性劑的結構類似物為與前述的陰離子表面活性劑結構類似但不屬于典型的表面活性劑的化合物，例如中長鏈脂肪酸、極性脂肪和/或中長鏈脂肪酸酯等。

前述的方法，其中所述陰離子表面活性劑和/或其結構類似物的添加時機為發酵初始階段(即在發酵培養基配制的同時)，或對數生長期的中期、后期，或在流加物料的同時進行；添加方式依據菌種、發酵方式及培養基配方而定，可以一次性、分步多次或流加添加。

前述的方法，其中所述產油微生物細胞為胞內油脂含量可達到總生物量20％以上的產油微生物。

前述的方法，其中所述產油微生物細胞為圓紅冬孢酵母(Rhodosporidium?toruloides)、粘紅酵母(Rhodotorula?glutinis)、解脂耶式酵母(Yarrowia?lipolytica)中的一種或多種。

前述方法中，產油微生物細胞的培養方式為批式發酵、兩階段批式發酵、流加批式發酵或連續發酵。

所述批式發酵具體為：將保存于固體培養基中的產油微生物菌種接入種子培養基中進行活化培養，然后將活化后的菌種接種于營養條件適宜的發酵培養基中，使菌體快速增殖并積累大量油脂。

所述兩階段批式發酵具體為：將保存于固體培養基中的產油微生物菌種接入種子培養基中進行活化培養，然后將活化后的菌種接種于營養豐富的第一階段發酵培養基中，使菌體快速大量增殖；最后在菌體生長達到對數期或對數期的中后期時，將菌體離心并重懸于營養條件適宜的第二階段發酵培養基中，繼而使菌體大量積累油脂。

所述流加批式發酵具體為：將保存于固體培養基中的產油微生物菌種接入種子培養基中進行活化培養；然后將活化后的菌種接種于營養條件適宜的發酵培養基使菌體增殖并積累油脂，并在此期間向培養基中一次性、分步多次或連續流加碳源及其他必要的營養成分，從而進一步促進油脂快速大量積累。