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微生物油脂生产与利用微生物油脂一般又称之为单细胞油脂，即微生物以碳水化合物、碳氢化合物和普通油脂为碳、氮源、辅以无机盐生产的油脂和另一些有商业价值脂质“ 。
微生物细胞通常仅含有2%〜3%油脂，随着人们对微生物研究深入，发现某些微生物在特定条件下培养，干菌体含油率可达30%，甚至60%，如此之高含油量使微生物油脂实际开发成为可能。
尤其引人注目的是，某些微生物还可产生具有生理活性功能的二十二碳六烯酸(DHA) 、二十碳五烯酸(EPA) ，．亚麻酸和花生四烯酸(从)等脂肪酸，在人们日益关注自身健康今天，具有保健功能油脂开发拥有广阔发展前景。
1微生物油脂生产1．1 微生物生产油脂优点与动、植物油生产相比，微生物油脂生产具有许多优点：(1)微生物细胞增殖快、生长周期短；(2) 微生物生长所需原料丰富，且能利用农副产品及食品工业、造纸工业中产生废弃物，起到保护环境作用：(3)所需劳动力少，同时不受季节、气候变化限制；(4) 能连续大规模生产，降低成本；(5)利用细胞融合、细胞诱变等方法，能使微生物产生更能符合人体需要的高营养油脂或某些特定脂肪酸组成油脂，如EPA、DHA 、类可可脂等。
1．2 微生物油脂生产工艺微生物油脂一般按如下工艺生产：筛选菌种一菌种扩大培养一收集茵体一干茵体预处理一油脂提取一精制1．2．1 产油微生物菌种筛选用于工业化生产菌株必须具备以下条件：(1)油脂积累量大，含油量应达50%以上，且油脂转化率不低于15 %: (2)生长繁殖速度快，不易污染杂菌；(3)能适应工业化深层培养，装置简单；(4)油风味良好，安全无毒，易消化吸收" 。
目前研究用于生产微生物油脂菌种主要有藻类、酵母和霉菌。
具体如下：在各种藻类中，金藻纲、黄藻纲、硅藻纲、绿藻纲、隐藻纲和甲藻纲中藻类都能产生高含量多不饱和脂肪酸。
常见产油酵母有：浅白色隐球酵母、弯隐球酵母、斯达氏油脂酵母、茁芽丝孢酵母、产油油脂酵母、胶粘红酵母、类酵母红冬孢等。
微生物油脂及其制备技术研究微生物油脂，是指通过微生物的代谢过程，生产出来的一种油脂。
所谓的微生物，是指生活在土壤、水、空气中，仅能通过显微镜观察到的微小生物。
微生物油脂是一种绿色环保的能源，可作为生物柴油等多种能源产品的原料。
自从石油资源日渐减少，石油能源价格不断上涨之后，人们逐渐将目光投向了生物能源。
非常适合用来生产生物油脂的微生物也随之应运而生。
其中，酵母菌、藻类、细菌等微生物可以用于生产微生物油脂，其中以藻类最为广泛应用，以二十烷四烯酸含量丰富的微藻油油脂利用价值最大。
在生产微生物油脂的过程中，需要利用微生物代谢过程进行生产。
首先，需要选择适宜的微生物株进行培养，并进行适宜的发酵条件调控。
发酵过程中，微生物通过代谢产生中间代谢产物，在最终产物合成过程中形成了微生物油脂。
然后，需要进行相关的提取、合成和纯化等各个生产环节，最终得到的就是优质的微生物油脂。
目前，微生物油脂的制备技术已经取得了很多进展。
例如，通过调节微生物培养条件、优化培养基组成、加入适宜的辅料等手段可以获得高油脂生产能力的微生物菌株，提高微生物油脂的生产效率。
同时，利用生物算法、计算机模拟等技术手段，也可以更好地探究微生物代谢过程和油脂生产规律，进一步提升微生物油脂的产量和质量。
不过，微生物油脂的生产过程还存在许多技术上的瓶颈。
例如，微生物油脂生产成本较高，技术难度大，还需要解决微生物株的稳定性、成本降低和生产效率提高等方面的问题。
此外，在生产过程中，还需要考虑微生物油脂的可持续性，如环保问题、土地资源等方面的影响。
总的来说，微生物油脂是一种非常有潜力的绿色生物能源，目前已经逐步应用于生物油脂、生物柴油等行业。
未来的研究中，需要进一步探究微生物油脂的生产机理和生产效率提高的相关技术，促进微生物油脂相关技术的发展，并建立起可持续性的微生物油脂生产系统，为我国和全球的能源及环保事业做出积极的贡献。
微生物油脂的开发利用状况与研究进展摘要：综述了微生物生产油脂的发展历史及研究现状、微生物发酵法生产油脂的菌种、影响油脂形成的因素及微生物油脂的制取．分析了存在的问题并展望其应用前景。
关键词：微生物油脂；制备工艺；功能油脂随着人口数量的爆发式增长，油脂需求量与自然资源严重短缺的矛盾日益尖锐。
人们不得不积极开发替代化石燃料的可再生新能源，生物柴油就是一种具有巨大发展潜力的可再生清洁能源。
目前，无论是食品油脂还是生物柴油原料油脂的主要来源都是植物以及动物脂肪，但是资源的匮乏远不能满足人们工业生产和生活对各种油脂的需求。
所以微生物油脂的开发不仅丰富了传统的油脂工业，而且也必将是工业化生产油脂的一个重要途径。
微生物油脂又称单细胞油脂，是酵母、霉菌、细菌、和藻类等微生物在一定条件下，利用碳水化合物、碳氢化合物和普通油脂作为碳源，在菌体内产生的大量油脂微生物油脂与传统的油脂工艺相比，除了油脂含量高外，微生物细胞增殖快，生产周期短，微生物生长所需的原料丰富，价格便宜，且用微生物方法生产油脂，比农业生产油脂所需的劳动力少，同时不受季节、气候变化的限制，能够连续大规模生产，生产成本低，可以利用高科技方法使微生物产出比动物、植物油脂更符合人们需要的高营养油脂或某些特定脂肪酸油脂[1]。
1 微生物油脂的研究历史及发展现状1.1 国外微生物油脂的研究关于微生物产生油脂的研究已有半个多世纪的历史。
国外对于微生物油脂的研究工作起步较早，最早可追溯到第一次世界大战期间，当时德国准备利用内孢霉属和单细胞藻类镰刀属的某些菌种生产油脂，以解决食用油匮乏问题，后因战争爆发而中止研究。
随后美国、日本等也开始研究微生物油脂的生产。
第二次世界大战前夕，德国科学家筛选到了高产油脂的斯达氏油脂酵母、黏红酵母属、曲霉属以及毛霉属等微生物，并进行规模生产。
后来发现利用微生物生产普通油脂成本太高，无法与动、植物来源的油脂相竞争。
有关微生物油脂的探索此后一度集中在获取功能性油脂，如富含多不饱和脂肪酸的油脂。
目录一、选题依据11、论文题目及研究领域12、论文研究的理论意义和应用价值13、目前研究的概况和发展趋势2二、论文研究的内容31、论文重点解决的问题32、论文拟开展的几个大方面33、论文拟得出的主要结论3三、论文进度计划3四、文献查阅及文献综述41、微生物油脂生产工艺42、微生物油脂特点53、微生物油脂的价值54、微生物油脂研究展望8五、参考文献9微生物油脂的应用价值及研究进展概况一．选题依据1．论文题目及研究领域（1）论文题目：浅谈微生物油脂的研究进展及应用价值（2）研究领域：微生物2．论文研究的理论意义和应用价值微生物油脂(microbial oils)又称单细胞油脂(SCO：single cell oil)，是由酵母、霉菌、细菌和藻类等微生物在一定的条件下，利用碳水化合物、碳氢化合物和普通油脂作为碳源，在菌体内产生的大量油脂。
当前，人口的增长使得不断增加的油脂需求量与自然资源严重短缺的矛盾日益尖锐，特别是随着日趋严重的全球性能源短缺与环境恶化，使得人们不得不从环境保护与资源开发的角度出发，积极开发替代化石燃料的可再生新能源，如生物柴油(脂肪酸甲酯)就是一种具有很大发展潜力的可再生清洁能源。
目前，无论是食品油脂，还是生物柴油原料油脂的主要来源仍然是植物以及动物脂肪，但是利用动物油脂、植物油脂已经不能完全满足人们的食用和生活中各种油脂的需求。
所以开辟微生物油脂这一新的油脂资源的开发和研究，不仅丰富了传统的油脂工业技术，而且也将是工业化生产油脂的一个重要途径[1] 。
3．目前研究的概况和发展趋势利用微生物生产油脂研究最早可追溯到第一次世界大战前,德国科学家就曾试图利用酵母、单细胞藻类生产油脂,以缓解当时食用油脂供应不足的状况,后因战争爆发而终止了研究。
随后美国、日本等国也开始研究微生物油脂的生产。
M.Woodbine等开展了应用乳清通过四十种微生物生产油脂的研E.M.Gewaily则研究了不同培养温度对多曲霉、米曲霉生产油脂的影响；S.Hamidi研究底物对青霉生产油脂的影响；铃木修利用孢霉属丝状真菌进行富含r-亚麻酸油脂的生产研究。
罗玉芬,徐尔尼,巫小丹(南昌大学食品科学教育部重点实验室,江西南昌330031)摘 要:共轭亚油酸是一种功能性油脂,具有抗癌、抗动脉粥样硬化、减肥、促进生长、改善免疫功能等许多重要生理功能,在医药、食品、保健品、化妆品等中具有广阔的应用前景。
本文系统地综述了可转化生成共轭亚油酸的微生物菌株、影响转化的因素以及共轭亚油的提取、纯化和检测方面的研究进展。
关键词:共轭亚油酸,微生物转化,提取S tudy o n the p r o duc ti o n o f func ti o na l o il---co n j uga ted li no l e i c ac i d by m i c r o beL U O Y u -fen,XU Er -n i ,W U X i a o -dan(The Key Laborat ory of Food Science ofMOE,Nanchang University,Nanchang 330031,China )Ab s trac t:C on jug a te d lino l e i c a c id w a s a ki nd of func tiona l o il ,w h i c h ha d m a ny b io log ic a l func ti on s uc h a s a n ti c a rc inog e n ic,a n tia the rog e n ic,b od y -w e i g h t re d uc ing,g row th p rom o ting,a s w e ll a s i m m un ity e nha nc ing,s o it ha d a w i d e fie ld of ap p li c a tion i n m e d ic ine,food,he a lth c a re a nd c osm e ti c ind us try 1The d e ve l opm e n t of CLA b y m ic rob ia l c onve rs ion c onc e rn i ng w ith s tra ins,the influe nc e s on m ic rob ia l c onve rs ion,the e xtra c tion te c hn iq ue,p u ri fic a tion a nd d e te c ti on m e thod s of CLA w e re re view e d 1Key wo rd s:c on jug a te d li no le ic a c id;m i c rob i a l c onve rs i on;e xtra c ti on中图分类号:TS221 文献标识码:A 文章编号:1002-0306(2010)05-0377-05收稿日期:2009-04-16作者简介:罗玉芬(1985-),女,硕士研究生,研究方向:应用微生物。
微生物油脂及其开发利用研究进展谢小萍（武汉工业学院食品科学与工程食工082班080107305）摘要：微生物油脂(亦称单细胞油脂，sco)是一种前景广阔的新型油脂资源，正越来越受到人们的重视，尤其在生产富含多不饱和脂肪酸的功能性油脂方面已成为研究热点。
该文对微生物油脂制备、影响因素及开发利用等方面作一综述，并展望其应用前景。
关键词：微生物油脂；制备；开发利用0 引言微生物油脂又称单细胞油脂(sco)，是由酵母、霉菌、细菌和藻类等微生物在一定条件下，利用碳水化合物、碳氢化合物和普通油脂作为碳源，在菌体内产生的大量油脂。
对微生物油脂的研究最早始于第一次世界大战期间，德国曾准备利用内孢霉属Endomyces vernalis和单细胞藻类镰刀菌属Fusarium 的某些菌种作为油脂生产菌，以解决当时食用油的不足。
之后，美国也开始研究微生物油脂的生产，但由于不能进行深层培养，故结果不终于筛选出适合深层培养的菌株，于是开始工业化生产微生物油脂。
利用微生物生产油脂有许多优点：(1)微生物繁殖速度快，生产周期短；(2)可利用农副产品下脚料、工业废弃物作为微生物生长原料，既降低处理废物的成本，又保护环境；(3)所需劳动力少，同时不受场地、季节、气候变化的影响；(4)利用生物技术改良菌种或选择不同培养基，可使微生物生产经济价值高的功能性油脂和有特殊用途的油脂，如富含Y一亚麻酸、花生四烯酸、EPA、DHA 等油脂及代可可脂。
而且，由于人口增长使得日益增加的油脂需求量与自然资源严重短缺的矛盾愈发尖锐开辟微生物油脂这一新的油脂资源更具有重要的现实意义。
1 微生物油脂制备微生物油脂的生产工艺流程一般为：原料灭菌茵体培养茵体收集干燥菌种筛选油脂提取微生物毛油精炼1．1 菌种选择用于工业化生产的菌株必须具备以下条件：(1)油脂积累量大，含油量应达50％以上，且油脂转化率不低于l5％：(2)生长繁殖速度快，杂菌污染困难；(3)能适应工业化深层培养，装置简单；(4)风味良好，安全无毒，易消化吸收。
真核的酵母、霉菌和藻类能合成与植物油组成相似的甘油三酯，而原核的细菌则合成特殊的脂类，如蜡、聚酯、聚-β- 羟丁酸等【1】，目前研究较多的是酵母、霉菌和藻类，如产油油脂酵母(Lipomyces lipofera)、胶粘红酵母(Rhodotorula glutinis)、高山被孢霉(Mortierella alpina)、深黄被孢霉(Mortierella isabellina)等。
1．2 茵体预处理微生物油脂通常积累在菌体细胞内，由坚韧的细胞壁包裹，部分与蛋白质或糖类结合以脂蛋白、脂多糖的形式存在，故分离较为困难，因此必须对菌体进行预处理才利于油脂的提取。
预处理方法主要有四种：干菌体掺砂共磨法、与稀盐酸共煮法、菌体自溶法、菌体蛋白变性法【2】。
其中干菌体掺砂共磨法接近传统的植物油生产前处理工艺，目前在研究和生产中应用较多。
但李魁等认为在处理干菌体细胞的过程中，可造成细胞物质的流失，使油脂实际产量降低，故提出湿菌体过滤细砂磨碎后烘干制取油脂新工艺，其油脂得率比干法提高6．12％【3】。
1．3 油脂提取用于油脂浸提的溶剂主要有乙醚、异丙醚、氯仿、乙醚一乙醇、石油醚、氯仿一甲醇等。
磨碎的微生物干菌体由于颗粒较细，浸提时溶剂渗透性极差，混合油不易沥出，因此在浸提前可对干菌体进行造粒处理，这样能提高浸出设备利用率，混合油中粉末少，毛油质量好，浸出系统管道不易堵塞。
需要注意的是，造粒时须严格控制温度，最好不高于50℃，以防止油脂氧化【4】，浸提后通过减压蒸发回收溶剂。
1．4 油脂精炼微生物油脂的精炼工艺与食用植物油基本相同，主要包括水化脱胶、碱炼、脱色、脱臭等工序。
精炼后的油脂其分析指标包括：气味和滋味、色泽、水分、比重、透明度、酸价、碘价、过氧化值、脂肪酸组成、甘油三酯组成等【5】。
2 影响微生物油脂合成因素2．1培养基组成培养基中氮源浓度和C／N 比是影响微生物油脂含量主要因素。
一般来说，培养基中含氮化合物越多，则细胞蛋白质含量越多；缺乏含氮化合物，则油脂积累。
当培养基中氮浓度一定时，增加碳源可增加菌体油脂含量。
当然对碳、氮源的绝对有限制，氮源太少则细胞的油脂含量多而细胞增殖显著减少；碳源太多则渗透压增大而使细胞收获量减少。
因此在实际生产中，培养初期供给大量氮源使微生物迅速增殖，以获取大量菌体细胞，后期改为含糖量多的培养条件以使油脂积累，这样可从蛋白质合成初期百分之几的油脂提高到后期百分之几十的油脂量此外，氮源的种类也会影响油脂的积累【6】。
2．2培养时间微生物细胞的油脂含量随微生物生长阶段的不同而有显著差异，如油脂酵母Lipomyces starkeyi的油脂含量在生长对数期较少，在生长对数期末期开始急剧增加，至稳定期初期达最多【2】。
培养时间的长短也有重要影响，培养时间不足，菌体总数少而影响油脂产量；培养时间过长，细胞变形、自溶，合成的油脂进入培养基中难以收集，同样影响油脂产量。
此外，不同微生物的最佳培养时间也不相同，如黑曲霉、米曲霉、根霉、红酵母、酿酒酵母的最佳培养时间分别为3d、7d、7d、5d、6d【7】。
2．3 无机盐类对真菌而言，适当增加无机盐和微量元素的添加量，能提高油脂合成速度和产油量。
Carrido等人对构巢曲霉Aspergillus nidulans的研究结果表明，调整培养基中Na+K+、M g2+、SO42 、PO43-等的含量比，可使油脂含量从25％～26％(油脂生成率6．7％～7．9％)提高到51％(油脂生成率17．2％) o长沼等人通过研究油脂酵母发现，增加培养基的铁离子浓度可使油脂合成速度加快，而增加锌离子浓度可使油脂含量增加。
一般讲，在比生长最适浓度稍高的盐浓度下油脂会积累，但太高时就被阻止。
2．4 温度温度会影响油脂的含量和组成。
通常油脂合成的最适温度为25℃低于20℃或高于4o℃，油脂产量均明显降低；培养温度较低时油脂中不饱和脂肪酸含量2．5 pH 值不同种类的微生物产油的最适pH 也不同，酵母为3．5～6．0，霉菌为中性至微碱性。
构巢曲霉Aspergillus nidulans在pH2.8～7.4培养时，随pH 值上升，油酸含量增加。
油脂酵母Lipomyces starkeyi培养基的pH值越接近中性，稳定期菌体的油脂含量越高。
2．6 通气量微生物利用糖类基质合成油脂及不饱和脂肪酸时都需要氧气，因此必须供给充足的氧。
2．7 其它添加物在培养基中添加乙醇、乙酸盐、乙醛等脂肪酸合成的中间产物或能形成中间产物的c2化合物可增加油脂含量，有些菌株还要求B族维生素。
添加EDTA可抑制糖和盐类复合物的形成，减少同化性糖损失，并增加油脂含量。
3 微生物油脂脂肪酸组成微生物油脂脂肪酸组成和一般植物油基本相同，大部分为偶数碳数，尤其棕榈酸、油酸、亚油酸和硬脂酸的含量很高，但有些微生物油脂中多不饱和脂肪酸如亚麻酸、花生四烯酸、EPA、DHA等含量特别高，见表I[1,7]。
4 微生物油脂开发利用由于微生物油脂在成本上还无法与植物油相竞争，因此目前对微生物油脂的研究和开发主要集中在利用微生物生产经济价值高的功能性油脂和特殊用途油4．1 y-亚麻酸(GLA)r亚麻酸是人体必需脂肪酸之一，具有明显的降血脂和降低血清胆固醇的作用，已被广泛应甩于医药、保健食品、高级化妆品中。
传统上GLA主要从月见草油中提取，但受天气、产地等影响，其产量少且不稳定，不能满足市场需要。
1948年Bernhard和Albercht首先从布拉克须霉的菌丝体脂肪中鉴定出真菌GLA，含量达16％。
1985年Suzuki等利用深黄被孢霉、葡酒色被孢霉、拉曼被孢霉和矮被孢霉以浓度为60-400 g／L的葡萄糖为碳源发酵培养，菌体油脂含量达35％～70％，GLA 占3％～11％。
英国科学家使用爪哇镰刀菌，以小麦淀粉生产的葡萄糖作为培养基进行发酵，一亚麻酸含量高达16％。
日本Onada Cement公司生物研究所的Mofio Hiramo和东京农业技术大学生物工程系的Yunki Miura等对新鲜海水中的蓝丝藻Spirulina plaktensis和小球藻Chlorella sp．NKG4，240进行光照培养均获得GLA，其含量分别为总脂肪酸的26．25％和10％[8]。
国内，1988年上海工业微生物研究所张秀鲁等利用MIO2菌株发酵生产GLA，其含量占总脂肪酸的8%【9】。
1993年，张峻等人筛选到深黄被孢霉的突变株M6，其菌体得率为25％，油脂含量32．8％，GLA含量为8．84％【10】。
史国利等以深黄被孢霉As3．3410为出发菌株，经紫外诱变，在l0L罐中发酵生产GLA，菌体得率为29．3％，油脂含量44．7％，其中GLA 含量达9．44％【11】。
1998年，黄建中等以深黄被孢霉As3．3410为出发菌株，经紫外、硫酸二乙酯、亚硝基胍复合诱变处理后，进行60 m 大罐三级发酵，菌体油脂含量高达79．2％【1 2】。
4．2花生四烯酸(AA)花生四烯酸一般存在于陆地动物油脂和一些植物油中，但含量极低，它是合成前列腺素的前体，其代谢产物PG、TX、LT具有调节脉管阻塞、血栓、伤口愈合、炎症及过敏等生理功能。
1997年朱法科等以一株被孢霉为出发菌株，经紫外诱变获得AA 高产菌，AA 得率达0．83 g／L。
他们还发现，不同培养时间的菌丝体(3～5 d)在室温下老化15 d，总油脂含量由18％～30％上升至36％-41％，AA 含量由1．1％～2．6％升至2．6％～3．7％ C13]。
4．3 EPA和DHA天然EPA、DHA 主要富集在深海鱼油中，具有重要的生理功能：(1)预防和治疗动脉粥状硬化、血栓及高血压；(2)防治乳腺癌、前列腺癌和结肠癌；(3)治疗气喘、关节炎、周期性偏头痛等；(4)促进婴儿神经系统和视觉系统的发育。
1988年Shimizu等利用高山被孢霉生产EPA，在l2℃低温下培养，可积累15％以上EPA。
1993年Tareonkitmongkol等利用高山被孢霉IS．4的△l2位脱饱和酶缺陷突变株，将o【一亚麻酸转化为EPA，EPA 含量达64 mg／g干菌体。
海生真菌Thraustochytrium aureum 中DHA含量高达34％。
许多海生藻油脂中EPA 和DHA 含量都非常高，如金藻纲、黄藻纲、哇藻纲、红藻纲、褐藻纲、绿藻纲、绿枝藻纲、隐藻纲中的一些藻【8】。
4．4 可可脂可可脂是世界上最贵重的油脂之一，其甘油三酯组成主要为POS 51．9％、SOS 18I4％、POP 6．5％(P：棕榈酸，S：硬脂酸，o：油酸)。
利用微生物制取可可脂包括两个方面：(1)利用微生物酶催化油脂酯交换，达到可可脂要求的甘油三酯组成，制得类可可脂；(2)在一定条件下培养微生物，使其在菌体内产生理化性质与可可脂接近的代可可脂。
