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微生物油脂又称为单细胞油脂(SCO),主要为中性脂、游离脂肪酸、磷脂及不皂化物,因其特殊功能而具有潜在的工业开发价值,正越来越受到人们的重视。
本文研究了健强地霉(Geotrichum robustum)、伯顿拟内孢霉(Endomycopsis burtonii)、发酵性丝孢酵母(Trichosporon fermentans)的生理生化特性,比较了三种油脂酵母的产油脂能力。通过液体摇瓶发酵,以生物量、细胞的油脂含量、油脂系数等为衡量指标,考察了碳源种类、氮源种类、碳源浓度、氮源浓度、种龄、接种量、发酵培养基初始pH值、金属离子(Mg2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+)、发酵温度和摇瓶转速对细胞合成油脂的影响。研究结果表明:
1.健强地霉可发酵蔗糖和可溶性淀粉,可同化葡萄糖、果糖、乳糖、木糖;伯顿拟内孢霉可发酵蔗糖、葡萄糖、果糖、麦芽糖、可溶性淀粉,可同化乳糖和木糖;发酵性丝孢酵母可发酵可溶性淀粉,可同化蔗糖、葡萄糖、果糖、麦芽糖和木糖;三种油脂酵母均可以利用硫酸铵、蛋白胨和尿素。
2.发酵性丝孢酵母的细胞油脂含量较高,其产油脂的适宜培养基组成(g/L)为:葡萄糖100,蛋白胨1.8,酵母膏0.5,磷酸二氢钾2。发酵培养基初始pH值为7.0时有利于菌体的生长和积累油脂,生物量、油脂产量、油脂含量和油脂系数均为最大,分别为12.9g/L、5.1g/L、39.4%和9.6。适量的Mg2+、Cu2+和Zn2+有利于细胞积累油脂,Mn2+对菌体生长及积累油脂不利。
3.发酵性丝孢酵母培养24h的种子接种发酵可使菌体的油脂产量、油脂含量和油脂系数均达到最大值,分别为4.6g/L、37.5%和8.4。以10%接种量进行接种发酵,菌体对底物的利用率最好,生物量、油脂含量及油脂系数均达到最大值12.4g/L、38.4%和8.4。
4.发酵性丝孢酵母适宜发酵温度为33℃。气相色谱结果表明,在28~38℃的温度范围内,高温有利于饱和脂肪酸的生成,低温有利于不饱和脂肪酸的生成;油脂的脂肪酸组成包括棕榈酸、硬脂酸、油酸和亚油酸,其中棕榈酸和油酸含量较高,分别为25.2%~31.9%和40.4%~48.2%。
5.发酵性丝孢酵母适宜的摇瓶转速为190r/min,在此条件下,菌体对底物的利用率最高,菌体的生物量和油脂系数均最大,最大值分别为16.9g/L和10.8。
6.发酵性丝孢酵母发酵产油脂的优化条件为:发酵温度33℃,摇瓶转速190r/min,接种量10%,发酵培养基初始pH7.0。在此条件下发酵120h,菌体生物量、油脂产量、油脂含量及油脂系数均达到最大值,分别为18.2g/L、12.5g/L、68.5%、18.1。