[發明專利]一種利用玉米秸稈水解液發酵生產微生物油脂的方法

無效

• 申請號: 201210208132.4
• 申請日: 2012-06-21
• 公開（公告）號: CN102719499A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 劉澤君;羅成
• 申請（專利權）人: 天津科技大學
• 主分類號: C12P7/64
• 分類號: C12P7/64;C12R1/645
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

技術領域

本發明屬于生物化工領域，涉及微生物油脂，尤其是一種利用玉米秸稈水解液發酵生產微生物油脂的方法。

背景技術

當前，能源與環境問題日益受到人們的關注，已成為世界各國面臨的主要問題之一。如何應對日益加劇的化石能源需求量的增加與自然資源嚴重短缺的矛盾，實現可持續發展，是各國研究人員關注的焦點。作為一種能夠替代傳統化石燃料的綠色可再生能源，生物柴油具有極大的發展潛力。生物柴油(Biodiesel)是生物質能的一種，是以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物的油脂以及動物油脂、餐飲廢棄油等為原料油脂通過酯交換工藝制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油具有優良的穩定性和環保特性，硫含量低，可大大減少二氧化硫等硫化物的排放量且生物降解性可達98%，與普通柴油相比，對環境的破壞作用顯著降低。

用于生產生物柴油的原料油脂來源廣泛，主要包括各種天然的植物油脂、動物脂肪以及食品工業的廢油等，目前主要集中于植物油和餐飲廢棄油脂。盡管生物柴油在世界多個國家和地區已經有了一定的應用，但成本過高仍然是制約其進一步發展和應用的主要瓶頸。以植物油脂為例，原料成本高達總成本的75%，而餐飲廢棄油脂也同樣存在收集和運輸困難等問題。因此，開發一種廉價的原料油脂是生物柴油產業化的關鍵。

微生物油脂(Microbial?oil)，又稱單細胞油脂(Single?cell?oil,SCO)，是指微生物在一定條件下產生并儲存于菌體內的甘油脂，其脂肪酸組成以C₁₆、C₁₈系脂肪酸（如硬脂酸、油酸和亞油酸）為主。產油微生物產生并儲存的油脂通常占其生物總量的20%以上，包括細菌、霉菌、酵母、藻類等。與傳統油脂生產相比，微生物發酵生產油脂具有以下優點：生長周期短，適應性強；不受場地、氣候和季節的限制，占地面積小，易于實現大規模連續生產；碳源利用譜廣，可以工農業、林業、食品行業及造紙業的多種廢棄物為基質進行生長，來源豐富、價格低廉；油脂成分與植物油脂組成相似，可作為生產生物柴油的原料，也可開發一些功能性油脂應用于食品及其它相關領域。

木質纖維素是含量最豐富的自然資源之一，主要由纖維素、半纖維素、木質素三部分組成，其中，纖維素、半纖維素是可發酵糖的重要來源。木質纖維素經水解后，可生成葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、半乳糖等多種糖類，為微生物的生長提供豐富的碳源。我國是農業大國，如果能充分利用各種農業廢棄物如水稻桿、高粱桿、小麥桿、玉米秸稈等進行微生物發酵生產油脂，將對緩解油脂供需緊張的局面和環境保護產生積極的影響。

目前，也存在一些關于制備微生物油脂的方法，但是普便得率較低，方法較為復雜。

通過檢索，發現與本專利申請相關的如下三篇專利公開文獻：

1、微生物發酵油脂及其用于制備生物柴油的方法（CN1923960），本發明包括微生物發酵油脂的制備和利用微生物發酵油脂制備生物柴油的方法，即以酵母菌為微生物產油脂菌種，通過在產油脂菌種培養基中接入該酵母菌微生物，在一定的培養條件下進行微生物發酵制備油脂，然后經離心、分離、提取得到微生物發酵油脂，以該微生物油脂為原料，在催化劑作用下進行轉酯化反應，得到生物柴油，副產物為甘油。該技術反應條件溫和、操作簡單、易于控制、成本較低，以微生物發酵油脂為原料，具有良好的工業化應用前景。

2、用植物廢棄物生產生物柴油和土壤調節劑的方法（CN101007957A），其方法具體是：將植物廢棄物粉碎后通過常規的酶水解或者酸水解得到水解產物，用水解產物發酵培養高產油脂的微生物，得到大量的菌體；水解殘渣接種內生菌或益生菌，待用；按常規方法從培養得到的菌體中提取油脂，提取的油脂再通過甲酯化得到生物柴油；菌體殘渣與接種內生菌或者益生菌的秸桿水解殘渣復配，得到土壤調節劑。本方法利用植物廢棄物轉化為生物柴油，同時生產土壤調節劑，能充分利用秸稈成分實現資源效益最大化，有廣闊的市場空間。

3、秸稈載體用于油脂熱解制備生物柴油的方法（CN101463264A），提供一種秸稈載體用于油脂熱解制備生物柴油的方法，油菜籽等含油脂物料粉碎后與粉碎的秸稈混和，或油脂與粉碎的秸稈混和，用固定床或流化床反應器熱解，收集液相產物分離脂肪酸甲酯即得生物柴油。本發明的秸稈載體用于油脂熱解制備生物柴油的方法，具有下述優點：首先，用熱解的方法將油脂轉化為生物柴油，避免了油脂提取和傳統轉酯化反應復雜工藝；其次，本發明所用的油脂物料來源廣泛，包括富含動植物和微生物油脂物料及動植物和微生物油脂，對油脂原料沒有選擇性，有利于解決生物柴油生產過程中油脂來源不足問題。