[發(fā)明專利]一種快速培養(yǎng)含油微生物的方法

有效

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• 申請日: 2012-10-23
• 公開（公告）號: CN103773688A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設計）人: 王領民;金平;廖莎;吳丹;李曉姝;師文靜;張霖;高大成;喬凱;程國香
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: C12N1/12
• 分類號: C12N1/12;C12N1/16;C12N1/18;C12R1/89;C12R1/865;C12R1/645
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技術領域

本發(fā)明屬于生物技術領域，涉及一種培養(yǎng)含油微生物的方法，具體地說涉及一種半混合培養(yǎng)自養(yǎng)微藻和含油酵母來獲取高含油微生物細胞收獲量，同時提高含油微生物細胞油脂含量的方法。

背景技術

隨著社會經濟發(fā)展，化石資源的供應日益緊缺、油品供需矛盾也日漸突出，相應的環(huán)境污染問題也更加突出，多渠道開發(fā)可再生資源成為必然。以微生物油脂等可再生資源為來源的生物柴油具有能量密度高、含硫量低、燃燒充分、潤滑性好等性能，還具有可再生、環(huán)境友好、易生物降解、儲運安全、抗爆性能好等特點，可作為石化能源的替代品。

文獻表明，在適宜的條件下，某些微生物生產并貯存的油脂占其生物總量的20%以上，這類微生物被稱為含油微生物，已知細菌、酵母、霉菌、藻類中都有生產油脂的微生物。微生物油脂又稱單細胞油脂，其脂肪酸組成與一般的植物油脂相似，以C16、C18系脂肪酸，如棕櫚酸、硬脂酸、油酸和亞油酸等飽和與不飽和的脂肪酸為主。微生物發(fā)酵利用底物范圍較廣，可直接利用葡萄糖、果糖、蔗糖、糖蜜、淀粉和纖維素水解液等，不但可以提供新的油脂生產方法，而且可以利用廉價廢棄生物質，降低油脂生產成本，保護環(huán)境。因此，微生物油脂是潛在的動植物油脂替代資源，具有廣闊的應用前景。

微生物油脂的制備一般采用酵母菌為發(fā)酵菌種，經過常規(guī)的微生物培養(yǎng)進行生物量積累，得到含油微生物菌體，進而處理該菌體，得到微生物油脂。CN200610113582.X公開了一種利用微生物發(fā)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(yǎng)基中接入該酵母菌微生物，在一定的培養(yǎng)條件下進行微生物發(fā)酵制備油脂，然后經離心、分離、提取得到微生物發(fā)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。該技術過程采用單一微生物發(fā)酵培養(yǎng)過程，其生物油脂積累在細胞內，細胞收獲量是制約油脂收獲量的關鍵因素。

除了含油酵母外，微藻是另外一類含油微生物，微藻富含不飽和脂肪酸、淀粉和蛋白質等營養(yǎng)成分（如螺旋藻等），可用作能源、醫(yī)藥和食品等領域原料；通過條件調控，微藻細胞可以大量積累脂肪酸，有些微藻如小球藻，其體內脂肪酸含量可占細胞干重的30%～60%。利用培養(yǎng)微藻來積累油脂資源，已經成為目前利用太陽能和固定二氧化碳開發(fā)可再生資源最熱門的研究領域，不僅具有巨大的市場潛力，而且具有突出的社會價值。

微藻細胞的生長方式一般為光自養(yǎng)和碳源異養(yǎng)兩種，光自養(yǎng)過程要消耗CO₂，CO₂的有效利用吸收，是實現理想培養(yǎng)效果的關鍵，同時存在補充CO₂與光合作用產生O₂的解吸、排出的問題。CN200410020978.0和CN03128138.9均采用在光生物反應器系統中加入一種裝置方法，來實現CO₂的補給，同時也能實現一定的氧的解析效果。碳源異養(yǎng)過程是利用有機碳源為底物替代自養(yǎng)過程中的CO₂來進行微藻生物質的積累，細胞生長速度較快，但細胞內油脂積累水平卻比較低下。

現有技術雖然對含油酵母和自養(yǎng)微藻生產微生物油脂都有所涉及，但都是含油微生物各自進行單獨培養(yǎng)，對于不同類型的含油微生物之間的混合協同培養(yǎng)方式來實現高效油脂收獲等方面的研究較少。在培養(yǎng)過程中普遍存在著成本高、微生物細胞累積慢、油脂含量低等不足。CN200910237936.5公開了一種混合培養(yǎng)酵母和藻類生產油脂的方法，該方法利用工業(yè)廢水為培養(yǎng)基，混合培養(yǎng)酵母和藻類，生產微生物油脂。但是，由于酵母和藻類的混合培養(yǎng)均是異養(yǎng)培養(yǎng)，細胞內油脂積累水平較低；并且兩種細胞一起收獲和提取油脂，由于油脂提取的方法不同，破壁要求不同，混在一塊效果不佳。

發(fā)明內容

針對現有技術的不足，本發(fā)明提供一種快速培養(yǎng)含油微生物的方法。該法將自養(yǎng)微藻與含油酵母在封閉式光生物反應器中進行半混合快速培養(yǎng)，具有提高自養(yǎng)微藻和含油酵母細胞收獲量，提高無機碳源（CO₂）的利用率，提高含油微生物油脂含量，簡化培養(yǎng)裝置等優(yōu)點。

本發(fā)明快速培養(yǎng)含油微生物的方法，包括如下內容：

（1）培養(yǎng)含油酵母種子液；

（2）培養(yǎng)自養(yǎng)微藻種子液；