【摘要】：單細胞油脂是制備生物柴油的重要組成部分,盡管生物柴油的應用范圍廣闊,但其較高的發(fā)酵生產成本限制了其商業(yè)化生產。為了有效降低原材料成本,實現(xiàn)廉價生物質材料的工業(yè)轉換,基于生物質資源的經(jīng)濟型發(fā)酵工藝為研究目的,以生物柴油生產菌產油擲孢酵母,為出發(fā)菌株,對該菌株進行了一系列的菌種誘變及廉價碳源為底物的發(fā)酵條件優(yōu)化研究�；谖⑸镉椭l(fā)酵生物質資源開發(fā),討論了玉米秸稈水解液中抑制劑對于油脂合成代謝過程中的影響,旨在為單細胞油脂的選育和廉價碳源的利用提供理論依據(jù)。具體操作與結論如下:1.考察優(yōu)化誘變方法,比較紫外誘變分別與NTG和DES復合誘變,再分別采用馬來酰肼和淺藍菌素進行初篩,最后搖瓶發(fā)酵進行復篩。結果表明:當紫外照射時間30 s,DES誘變時間100 min,淺藍菌素濃度17.9μmol/L時,突變株生物量,含油率及油脂產量較原始菌株分別提高了42.2%,60.0%,127.8%,說明此種復合誘變及篩選方法可以有效提高菌體的產油性能,且誘變后,不飽和脂肪酸的含量升高,二十碳脂肪酸的含量降低,說明油脂的低溫流動性較原始菌株有所提高。2.考察混合碳源發(fā)酵對產油的影響。分別以木糖、葡萄糖和甘油為唯一碳源進行發(fā)酵產油,作為混糖對照結果,實驗證明以葡萄糖為唯一碳源時發(fā)酵性能最優(yōu),生物量為30.7 g/L,含油率27.1%,油脂產量8.3 g/L�；焯及l(fā)酵中,以葡萄糖和木糖為混合碳源,初糖濃度為3:1時,生物量27.3 g/L,含油率28.6%,油脂產量7.8 g/L;而以葡萄糖、甘油為混合碳源時,碳源比例對發(fā)酵結果影響不大,目標產物的收獲量優(yōu)于以甘油為唯一碳源時的產量;以木糖和甘油為混合碳源時,生物量急劇下降,最低為15.3 g/L,造成目的產物收獲量不足,僅為2.9 g/L。3.考察玉米秸稈水解液中抑制劑對于菌株產油的影響。以糠醛為抑制劑時,在木糖為唯一碳源的培養(yǎng)基中,較低濃度的糠醛對菌株抑制明顯,0.5 g/L時,菌體干重較對照降低了27.5%,含油率降低了13.9%,油脂產量降低了37.7%;而在含葡萄糖培養(yǎng)基中,糠醛濃度達到1.0 g/L才出現(xiàn)明顯抑制,證明在葡萄糖培養(yǎng)基中菌株對糠醛的耐受性相較木糖培養(yǎng)基強�？疾毂椒訉甑囊种魄闆r時發(fā)現(xiàn),高濃度苯酚對菌株抑制明顯,木糖培養(yǎng)基中菌株對苯酚的耐受性高于葡萄糖培養(yǎng)基;而低濃度苯酚(0.2 g/L),對木糖培養(yǎng)基則產生正效應。以乙酸為抑制劑時,0.9 g/L乙酸對木糖培養(yǎng)基中的菌株產生顯著抑制;當其為1.2 g/L時,葡萄糖培養(yǎng)基中的菌株活力較低,生物量、含油率、油脂產量分別降低了29.6%、39.6%、55.9%。4.考察不同處理程度的玉米秸稈水解液的發(fā)酵能力。在玉米秸稈稀酸水解液中菌體的生物量、含油率和油脂產量分別為23.2 g/L,18.9%和4.4 g/L;在完全水解液中,經(jīng)考察,最佳發(fā)酵時間為144 h,此時生物量為24.4 g/L,含油率達22.3%,油脂產量至5.4 g/L。
【學位授予單位】：長春工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TE667
【圖文】：

圖 1.2 產油微生物乙酰-CoA 合成1.2.3 微生物油脂研究進展目前對微生物油脂的研究多集中于發(fā)酵工藝和菌種改良，二者的研究方向、實驗優(yōu)化方法雖有不同，但最終目的卻殊途同歸，皆旨在提高產量。在發(fā)酵工藝方面，國內外的研究多集中于優(yōu)化培養(yǎng)基成分、考察培養(yǎng)條件等，如碳源、氮源、無機鹽的種類，含量，及彼此之間的搭配等。如江南大學馬素梅等[16]對膠紅酵母的發(fā)酵工藝進行考察，當發(fā)酵 5d，接種量為 12%，裝液量為 30mL 時，此時菌株的生物量為 16.9 g/L，油脂產量為 4.4 g/L，含油率為 26.2 %；Kiran 等[17]以紅冬孢酵母作出發(fā)菌株，粗甘油做碳源，此時菌株的生物量為 19.7g/L，油脂產量為 0.2g/g。本文以擲孢酵母作為出發(fā)菌株，考察了以葡萄糖、木糖、甘油及三者之間相互搭配作碳源時，菌株的產脂性能。菌株改良的方法一般包括誘變篩選和基因工程，國內外的學者對此進行了大量的實驗。劉冬等[18]將一株油脂產量為 1.2 g/L 的酵母菌，通過 ARTP 誘變后，從 300 株存活菌株中得到一株名為 Y3的突變株，經(jīng)培育后其油脂產量為2.4g/L，提高了 95.1%。

第 1 章 緒 論木質纖維素條件較為苛刻，在預處理時無法水解，往往需要通過添加纖維素酶才能使以被微生物所利用；半纖維素與之相比，水解條件則相對容易，在對木質預處理時，半纖維素往往已經(jīng)水解為單糖了，微生物可以此為碳源發(fā)酵產用的化工產品。木質素的結構較為復雜，結構單元為苯基丙烷，具備芳香族的特性，以 C 鍵相連而成的無定型高分子化合物，其作用類似膠水，促使纖維素、半纖合[27,28]。結構決定性質，而性質決定用途，從結構上不難發(fā)現(xiàn)，木質素的單糖無關，難以為微生物所利用，又因其發(fā)揮的作用，大大降低了纖維素的利用率，同時，在預處理過程中還能產生抑制微生物生長繁殖的芳香酚。圖 1.3 為不同預處理概述。

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本文編號：2716495