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目的:①分离、筛选出具有较高转酯活性的产脂肪酶酵母菌,并优化其产酶培养条件。②利用全细胞催化方法,催化合成生物柴油,并分析其催化特性。
方法:⑴以橄榄油为唯一碳源进行富集培养,以Rhodamine B为指示剂进行平板筛选,得到产脂肪酶菌株;利用滴定法、平板扩散法以及进行转酯反应实验,最终筛选出具有转酯活性脂肪酶的菌株;同时初步优化其中一株酵母菌的培养条件。⑵利用筛选出的酵母菌作为催化剂,以叔丁醇为溶剂,全细胞催化橄榄油与碳酸二甲酯反应生产生物柴油。⑶利用酸热法提取部分产油脂酵母的油脂,并催化其生成生物柴油。
结果:①进行了大量的产脂肪酶酵母菌的筛选工作。以橄榄油为唯一碳源,利用Rhodamine B作为指示剂进行了平板筛选实验,从新疆石河子地区10分土样中,筛选到了90株有脂肪酶活性的酵母菌。滴定法测量野生菌株脂肪酶活力,每1mL培养液脂肪酶活力:1.1-6.6U。其中B9,C1,E7,F12等有成为生物催化剂的潜力。扩增了其中脂肪酶活性较高的9株的18s rDNA,测序后BLAST并进行系统进化树分析,结果表明所得菌株分别与Candida.,Rhodotorula.,Trichosporon.等属亲缘关系接近。将其中6条18s rDNA序列登录GenBank(FJ538165-FJ538170)。②对筛选到的菌株F12液体摇瓶生产脂肪酶的条件进行了优化。确定其最适产酶条件如下,每1L培养基:橄榄油+蔗糖(10:1)混合碳源20.0g,蛋白胨60.0g,K2HPO41.0g,MgSO40.5g,pH7.0;培养温度为30℃,摇床转速200r/min,摇瓶装样量为50mL(250mL三角瓶),接种1mL,最佳培养时间48h。③优化菌株F12产酶条件后,F12脂肪酶活力由最初的4.95U/mL提高到16.0U/mL增幅223%。以叔丁醇为溶剂,全细胞催化橄榄油与碳酸二甲酯反应生成了脂肪酸甲酯,即生物柴油。④在筛选到的产脂肪酶酵母中发现了若干积累油脂的菌株,提取了其中两株酵母菌的细胞内油脂,并利用其作为原料,反应生成生物柴油。实验表明,部分菌株同时具有脂肪酶催化能力和积累油脂的能力。
结论:⑴筛选出若干具有脂肪酶活性的酵母菌,初步鉴定,所得菌株分别与Candida.,Rhodotorula.,Trichosporon.等属亲缘关系接近。其中B9,C1,E7,F12等菌株具有转酯活性,有成为生物催化剂的潜力。⑵通过对产酶条件的优化,使菌株F12活力增长到16.0U/mL;在以叔丁醇作为溶剂的体系中,全细胞催化橄榄油与碳酸二甲酯反应生成生物柴油。⑶筛选到的部分酵母可在细胞内积累油脂,可利用其生产生物柴油。某些菌株同时具有脂肪酶催化能力和积累油脂的能力。