下载文档原格式
微藻制油一、目前的能源现状1. 石油、煤炭等目前大量使用的传统化石能源接近枯竭，而且这些传统能源造成大量的环境污染如2.新能源太阳能、风能、地热能、生物质能等应用极具有局限性不能大规模的应用，不足以满足人们的需要。
3.生物能源不仅具有资源再生、技术可靠的特点，而且还具有对环境无害、经济可行、利国利农的发展优势。
总而言之，未来将是生物能源的天下。
生物能源将会是人类不二的选择，未来生源的前景将不可估量。
二、微藻概述1.海洋单细胞藻类，即微藻，是地球上最早的生物物种，它们中的某些物种已经在地球上生存了35亿年之久。
它们能十分有效地利用太阳能将H2O、CO2和无机盐类转化为有机资源，是地球有机资源的最初级生产力，有了它们才有了大气中的氧气，才有了海洋和陆地的其他生物，也才有了人类。
2．微藻的特点(1)微藻具有叶绿素等光合器官，是非常有效的生物系统，能有效地利用太阳能通过光合作用将H2O、CO2和无机盐转化为有机化合物,因其固定和利用CO2可以减少温室效应。
(2) 微藻一般是以简单的分裂式繁殖，细胞周期较短，易于进行大规模培养，由于微藻通常无复杂的生殖器官，使整体生物量容易采收和利用。
(3)可以用海水、咸水或半咸水培养微藻，因此是淡水短缺、土地贫瘠地区获得有效生物资源的重要途径。
(4) 微藻富含蛋白质、脂肪和碳水化合物，某些种类还富含油料、微量元素和矿物质，是人类未来重要的食品及油料的来源。
(5)微藻，尤其是海洋微藻，因其独特的生存环境使其能合成许多结构和生理功能独特的生物活性物质。
特别是经过一定的诱导手段微藻可以高浓度地合成这些具有商业化生产价值的化合物，是人类未来医药品、保健品和化工原料的重要资源。
3.微藻的种类微藻的国内外研究发展概况,重点探讨了4种主要的可利用微藻螺旋藻、小球藻、杜氏藻和红球藻三微藻制油的优势1.含油量高，易于培养，生长周期短单位面积产量大；2.充分利用太阳能，将水、二氧化碳等无机物质合成有机物质；3.能用海水培养，能耐受沙漠干旱半干旱地等极端环境，不占用耕地；4.能生产出高附加值的副产品，如生物高聚物、蛋白质、色素、动物饲料、酒精、氢气等；5.高效环保；生产出的生物柴油不含硫，燃烧产物不污染环境；排入环境可被微生物降解；6.生物柴油无毒, 有较大的环境价值和社会价值. 是典型的“绿色能源”。
武汉工业学院硕士学位论文产油脂丝状真菌的研究姓名：殷梦华申请学位级别：硕士专业：粮食、油脂及植物蛋白工程指导教师：陈涛20070601摘要传统油脂主要来源于动、植物的油脂。
在当今世界工业生产高速发展，人民生活水平不断提高的情况下，食用油脂呈现出供不应求的趋势，传统的油料资源将无法满足人们的需要。
针对这一情况，筛选和选育高产油脂微生物，利用发酵技术和油脂工程技术把使用价值较低的农副产品和工业废弃物转化为微生物油脂，将为食用油脂及特种油脂提供一个新的来源。
此外，当前生物柴油的研究已是世界科研的焦点，而其原料的来源更是人们急切需要解决的问题。
如果能够开发利用微生物油脂为生物柴油的生产提供原料油脂，这将是又一项有重大意义的研究。
本课题的研究内容包括：从全国各地采集土壤样品，将采集的土样进行分离、初筛，获得丝状真菌；将初筛菌株转入发酵复筛，测定含油量，并对脂肪酸组成进行分析，获得高产油脂或特殊脂肪酸的丝状真菌；将获得的菌株通过分子生物学方法进行分类鉴定。
从全国十多个省市广泛采集土壤样品150份。
通过土样富集培养液摇瓶富集培养后，在分离平板上采用划线分离的方法获得丝状真菌的单菌落。
挑取单菌落在PDA 平板上培养，从而获得纯的丝状真菌165株。
这165株丝状真菌经过发酵初筛，苏丹黑B染色观察油脂微滴，获得56株丝状真菌。
对初筛获得的56株菌株进行菌落形态观察和细胞形态观察，初步分类。
这些菌大多属于曲霉属、根霉属和镰刀菌属。
将这56株菌转入发酵复筛，采用索氏抽提法测定含油量，从而确定是否为产油脂丝状真菌。
通过筛选，获得含油量大于8%的丝状真菌16株。
对其中3株产油量高的菌株21-5-1、31-4、113-2进行3次发酵，观察其生长稳定性，并对脂肪酸组成进行气相色谱分析，结果为：21-5-1生物量24.71g/L，含油量16.93%，主要脂肪酸组成为：棕榈酸11.2%，硬脂酸3.5%，油酸31.7%，亚油酸43.7%，γ-亚麻酸5.0%，α-亚麻酸3.1%，D H A（docosahexaenoic acid）0.6%；31-4生物量38.83g/L，含油量13.49%，主要脂肪酸组成为：棕榈酸11.0%，硬脂酸4.2%，油酸21.5%，亚油酸56.2%，α-亚麻酸5.0%，DHA0.7%；113-2生物量38.90g/L，含油量8.80%，主要脂肪酸组成为：棕榈酸10.4%，硬脂酸3.5%，油酸23.0%，亚油酸57.0%，α-亚麻酸4.4%，DHA0.8%。
生物柴油副产物粗甘油开发利用的研究进展一、引言- 生物柴油副产物粗甘油的定义和背景- 本文的研究目的和意义二、粗甘油的物化性质及其影响因素- 粗甘油的化学组成和物理性质- 影响粗甘油物化性质的因素三、粗甘油的利用方式- 生化过程中的应用及优劣比较分析- 化学工业中的应用及优劣比较分析- 食品和医药工业中的应用及优劣比较分析四、粗甘油的深加工- 高值化学品的生产及应用- 生化燃料的生产及应用- 粗甘油的分离纯化及相关工艺流程五、现有问题及展望- 粗甘油开发利用中存在的技术难点- 未来研究方向及发展趋势六、结论- 粗甘油开发利用在环保、资源节约、经济等方面的意义- 未来研究的意义和应用价值一、引言近年来，随着环保意识的提高和能源需求的增长，生物柴油成为一种备受关注的可持续能源。
生物柴油的制备过程中产生的副产物——粗甘油，不仅是生物柴油生产成本的一项重要组成部分，更是一种具有潜在价值的有机物。
粗甘油中含有丰富的三酸甘油酯、甘油以及少量杂质，其组分特点决定了其具有多样的应用价值。
因此，粗甘油的开发利用成为了重要的研究方向之一。
本文旨在总结粗甘油开发利用的研究进展，包括粗甘油的物化性质、利用方式、深加工及问题展望等内容。
二、粗甘油的物化性质及其影响因素粗甘油的化学组成和物理性质是其利用方式的基础。
一般粗甘油中三酸甘油酯占比较高，甘油含量较低，同时含有少量杂质，如游离脂肪酸、杂醇等。
其物理性质包括黏度、密度、流动性等，这些性质对粗甘油进行利用时起到重要的作用。
不同来源的生物柴油副产物中的粗甘油其化学组成和物理性质都存在差异，因此研究不同来源的粗甘油特点可根据不同需求进行丰富化的利用。
在粗甘油的利用过程中，其组成物质的相互作用对产物的性质也有一定的影响。
游离脂肪酸浓度的增加，会降低三酸甘油酯的含量，从而影响了粗甘油的主要应用——作为粗甘油酯的原料，导致生产出的生物柴油的品质下降。
粗甘油在生物羧酸化反应和脱水反应中也需要和其他物质进行反应，不同反应条件和反应物质的选择影响不同条件下产品的品质和产率等。
生物柴油新原料——微生物油脂贾彬;王亚南;何蔚红;刘德海;谢复红;王继雯;冯菲;黄瑛【摘要】生物柴油是替代传统石化能源的重要途径,但高昂的原料油成本限制其进一步应用.微生物油脂具有价格低廉、供给充足和不占用耕地资源等优点,是理想的生物柴油原料油脂.对微生物油脂组成成分,提取和测定方法等方面进行详细介绍,并重点综述转座标签育种、代谢通路调控育种、转录因子调控育种和发酵过程优化等技术在提高细胞油脂积累量方面的应用进展,探讨以微生物油脂为新原料制备生物柴油的优点及可行性.【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】8页(P19-26)【关键词】微生物油脂;生物柴油;油脂含量测定;代谢通路调控【作者】贾彬;王亚南;何蔚红;刘德海;谢复红;王继雯;冯菲;黄瑛【作者单位】深圳大学生命科学学院,深圳518061;河南省微生物工程重点实验室,郑州450003;河南省微生物工程重点实验室,郑州450003;河南省微生物工程重点实验室,郑州450003;河南省微生物工程重点实验室,郑州450003;河南省微生物工程重点实验室,郑州450003;河南省微生物工程重点实验室,郑州450003;河南省微生物工程重点实验室,郑州450003;深圳大学生命科学学院,深圳518061【正文语种】中文生物柴油指甘油三酯经酯交换工艺生成的脂肪酸甲酯或乙酯。
随着能源危机的加剧和原油价格的飙升，生物柴油技术受到越来越多的关注与重视。
就我国实际情况而言，我国是世界第二大能源消费国，对外石油依存度已超过50%，石油供给的相对不足已成为制约经济发展的关键瓶颈，这使生物柴油具有巨大的发展空间。
本文就生物柴油的发展趋势，对微生物油脂的研究状况进行综述，探讨以微生物油脂为新原料制备生物柴油的优点及可行性，为降低生物柴油成本提供对策。
与石化柴油相比，生物柴油具有良好的燃料性能、较高的安全性能、清洁尾气排放性能和发动机低温启动性能，且润滑性良好，能延长发动机使用寿命，属于典型的绿色可再生能源，是石化燃料的理想替代品。
植物油脂的合成及其应用研究植物油脂是我们日常生活中必需的重要物质，在食品工业、化妆品、制药等领域都有广泛的应用。
随着生活水平的提高和人们健康意识的增强，对植物油脂的质量和健康性能的要求也越来越高。
因此，对植物油脂的合成及其应用进行深入研究具有重要的理论和实践意义。
一、植物油脂的合成原理植物油脂是源自于植物中的脂肪或油。
它们实际上是一类复杂的混合物，主要由甘油和不同的脂肪酸组成，其中甘油为三羟基甲基丙酮酸酯，而脂肪酸则是长链羧酸。
植物油脂的合成原理主要涉及到脂肪酸的合成和甘油与脂肪酸的酯化反应。
1. 脂肪酸的合成生物体内脂肪酸的合成主要经过两种途径，即脂肪酸合成酶-1（FAS-1）和脂肪酸合成酶-2（FAS-2）途径。
这两种途径的区别在于酶复合物的不同。
FAS-1途径是以单个酶复合物形式存在，由七个功能酶单元构成；而FAS-2途径则是以多个酶复合体形式存在，它能够参与胆固醇合成等其他重要代谢途径。
在细胞内，脂肪酸合成的第一个衍生物是乙醇辅酶A（CoA），这个物质在一系列反应中不断催化，最终生成脂肪酸并合成成三酰甘油和其他甘油三酯。
2. 甘油与脂肪酸的酯化反应甘油与脂肪酸的酯化反应是植物油脂合成的关键环节。
该反应由脂肪酸脱羧酶催化，通过酰辅酶A依赖的机制将甘油和脂肪酸结合在一起，并形成甘油三酯。
此外，酯化反应还需要ATP和乙酰-CoA这两个辅酶A，才能成为一个完整的过程。
二、植物油脂的应用及产业趋势植物油脂在食品加工中的应用广泛，如制作面包、糕点、饼干、油炸食品等，同时还可以作为高级油脂用于烹饪和烘焙。
在油化工业中，植物油脂可以用来生产肥皂、润滑油、清洗剂、染料等化工产品。
此外，在化妆品、制药等领域也有广泛应用。
由于植物油脂具有天然、健康、环保等优势，且价格较为稳定，因此在当前经济环境下，植物油脂行业呈现出逐年增长的趋势。
同时，随着人们健康意识的提高，对植物油脂的健康性能和营养价值的要求也越来越高。
国内对于微藻的利用及研究进展摘要：在世界能源危机的影响下，生物质能源由于其环保性，被认为是一个最具有发展潜力的石油替代品。
其中微藻就展现了在生物能源方面的重要角色。
微藻是一类单细胞或简单多细胞的微生物，其生长快速，能够有效的固定CO2，在细胞内合成油脂用于生物燃料的生产。
近些年来，在世界能源危机的影响下，社会各界对于寻求新的可再生能源方面的关注度不断的提高。
人们已在沼气，生物醇类，生物柴油等方面取得一定的成效。
但面对世界对燃料的巨大需求量，人们要不断的研究开发更高效的生物能源获取方式。
藻类作为一种重要的可再生资源，具有分布广、生物量大、光合高效、含脂量高的优点。
其中的微藻在此方面更是具有突出地位。
随着世界各国各科研机构对微藻的研究的不断深入，利用微藻改善大气环境，生产生物燃料已成为现实。
本文结合国内外对微藻研究的进展，综述利用微藻的优势，生产生物柴油的微藻的筛选，生物柴油的生产技术手段，以及生产中存在的问题和展望等。
1 微藻开发的优势地位微藻是一类数目巨大的可再生资源，具有较高的CO2固定效率。
利用微藻开发生物质能源的优势地位可以总结为一下几点：光和效率高，适应能力强，且不占用耕地；细胞结构简单，含油脂量高；微藻燃烧值高，环境友好。
同时，微藻通过细胞代谢产生藻多糖、蛋白质、色素、氨基酸等，为丰富的人体必须营养活性成分，可以作为功能保健品和某些疾病的专方或辅助药物。
微藻不论是在减排CO2方面，还是在生物新能源的开发上都是十分重要的。
微藻是一类单细胞或简单多细胞的微生物，生长迅速，固定CO2和储存太阳能的效率是陆生植物的10-50倍。
因此，微藻的产业化生产可以用于CO2减排，缓解地球的温室效应。
同时，微藻较高的油脂含量，特别是一些微藻在异养或营养限制的条件下，油脂含量可达20%-70%。
若按微藻含油脂量30%计算，年产油脂微藻1.5-2.5万吨，可制备微藻生物柴油3000-5000吨，能有效转化CO2约2.7-4.5万吨。
微生物学的新进展和应用微生物是地球上最小，却也是最古老的生命形式之一。
它们生存在土壤、水中、食品中，甚至在我们身体里。
微生物是一类极具生态优势和巨大潜力的生物，近年来，在微生物学领域里催发了众多新的进展和应用。
下面将从这些方面讲述微生物学的新进展和应用。
一、微生物与环境治理空气、水、土壤等自然环境中的微生物扮演了重要的角色，它们能够调节环境中没有被分解的有机物，净化或修复被污染的环境。
很多环境治理中物质的去除都基于微生物的生物降解技术。
例如，污水处理中利用微生物对污染物的生物降解和去除。
水中污染物的主要来源是各种有机溶解物和悬浮物，纤维素、蛋白质、油脂等可被微生物修复为低分子量物质。
这种微生物修复已经得到了广泛的应用，通常是通过将污水经过生物反应器和沉淀系统，利用微生物降解有害的废弃物，控制处理了地表水和废水的水质。
同样，微生物还在垃圾填埋和分解中发挥了重要的作用。
二、微生物与医疗近年来，随着微生物学研究的深入以及抗生素的应用，微生物在医疗领域的应用正在不断深化，如微生物资源的开发和利用，疫苗的开发等。
研究表明，人类身体内的微生物群落与健康之间有着紧密的关系。
例如，益生菌能够稳定肠道微生物群落，改变菌群成分，防治多种疾病，如大肠癌、自身免疫性疾病等。
此外，利用微生物可以破坏癌细胞，抑制肿瘤生长和转移。
抗生素的发现同样是微生物学在医学上的突破性应用。
这些药物是从微生物中提取出的，被用于治疗细菌性感染和其他疾病的治疗。
抗生素的研制成果也在许多其他应用中间起了重要的作用，如牧业和水产养殖。
三、微生物与食品工业微生物在食品工业中的应用越来越广泛，如酿酒、乳制品、酿酱等。
事实上，各种微生物菌株是这些食品的原料，它们发挥的功能和影响食品的味道、质量、营养等方面。
酿造中的微生物主要用于产酒醇酸、酱油、酱料等，而在乳制品中的微生物则作为发酵剂起着重要的作用。
此外，基于微生物的生物技术的开发也为食品添加剂的制备和添加提供了广泛的途径，如糖化酶等。
大豆生物解离制取油脂技术研究进展江连洲【摘要】从预处理酶解工艺改进、酶解破乳及高值化产品开发等方面对近年大豆生物解离制取油脂技术的国内外研究现状进行阐述,总结了生物解离技术的应用瓶颈问题及发展趋势,以期为创新升级我国大豆生物解离技术提供参考建议,为实现高值大豆产品的生物加工与调控提供理论依据。
【期刊名称】《食品科学技术学报》【年(卷),期】2016(034)003【总页数】7页(P1-7)【关键词】大豆;生物解离技术;发展趋势【作者】江连洲【作者单位】[1]东北农业大学食品学院,黑龙江哈尔滨150030;[2]国家大豆工程技术研究中心,黑龙江哈尔滨150030【正文语种】中文【中图分类】TS224.3目前食用油的生产方式主要以压榨法和浸出法为主，普遍存在加工条件剧烈、油料资源利用率低、化学试剂残留及附加值低等突出问题。
且制备的毛油品质稳定性差，需进行高温精炼，而现行精炼技术多为物化精炼法，存在条件难以控制、反应剧烈、工艺繁杂、安全性差等问题，因此开发绿色安全、营养健康、高效环保的食用油和蛋白质制取技术势在必行。
大豆生物解离油脂制取技术不仅反应条件温和，油料蛋白性质几乎不发生变化，无论是水相中成分的直接加工利用，还是回收分离蛋白再利用，效果都十分理想。
该方法将成为未来食用油提取的发展方向，是国内外学者研究的热点。
大豆生物解离技术是在预处理基础上，采用对植物油料细胞、脂蛋白、脂多糖等复合体有降解作用的酶作用于油料，并利用蛋白质对油和水的亲和力差异及油水比重的不同而将油和蛋白质等成分分离开来，经破乳、分离得到油脂的绿色加工技术［1］。
植物油脂以油脂体结构储存于其种子细胞，通过采用生物酶法降解其表面的镶嵌蛋白及磷脂单分子层，影响油脂体组成与结构、Zeta电位和聚合度的变化，使其无法继续维持其稳定的球状结构，从而使破裂的油脂体分布在水-气界面，并释放出甘油三酯［2］。
在生物解离过程中，蛋白质水解与油脂释放同步进行，而油料细胞中油脂体较小且分布于蛋白体和胞质蛋白的间隙中，显微成像观测发现油体对蛋白体、细胞壁等有较强的亲和力，在解离过程中相互影响限制了油脂的释放。
生物质能源的利用及研究进展【摘要】化石能源的日益紧缺及其衍生的环境污染问题越来越严重。
生物质能源的开发和应用，因其可再生性和环保性，越来越受到人们的重视。
本文首先介绍了生物质能源相关的基础知识，然后综述了生物乙醇与生物柴油的发展情况，并展望了生物质能源的发展趋势。
随着全球经济的发展，人们对能源的依赖程度逐渐增加，需求与日俱增，目前作为能源主要载体的化石燃料面临枯竭，油价飞涨，压力突出。
消耗化石能源引起的污染越来越严重，不利于环保要求，必须寻求清洁、安全、可靠、可持续发展的新能源体系，从而保护自然资源和生态环境。
生物质能源是可再生能源的重要构成部分，具有产业化和规模化发展趋势，也是传统化石能源的替代品，在未来的能源结构优化中占据重要地位，各国政府无不关注，并积极引导相关专家从事生物质能源新技术的开发研究。
一、生物质能源生物质能源是指通过植物光合作用，将太阳能转化为植物体内的化学能。
生物质能源作为一种可再生能源，它的开发利用可为解决当前全球变暖、化石能源成本飞涨和环境污染等重大问题提供新的途径。
(一)生物质能源的特点。
1.可再生性。
可再生能源，储备多，获取方便，具有天然的自我再生功能，可以保证能源长久持续的使用。
排放有突出作用，有助于减缓温室效应，2.环保性。
利用生物质能源对降低CO2并且在转化过程的同时减少硫化物、氮化物和粉尘等的排放。
3.兼容性。
可直接使用，也可以利用转化工艺作为二次能源使用。
生物质可以通过生物，化学和物理方法转换成生物能源。
4.缺点。
生物质分布不集中、单位体积内的能量低、低发热量和种类多而杂等。
(二)生物质能源的主要来源。
目前，主要的生物质能源来源如作物秸秆、林场枝叶废弃物、畜牧粪便等非粮物质。
但长久以来，人们对生物质资源中的固体废弃物常用堆肥、填埋、焚烧等方式处理，导致废物处理时间久，污染土壤和水资源；虽然焚烧法的热值高，可是成本高，而且易污染大气。
因此若是能够高效利用这些废弃物来生产新能源物质可以增加产业利润，还可以解决环境污染的问题。
微生物在生物能源开发中的应用
在生物能源的开发领域，微生物扮演着至关重要的角色。
这些微小的生物体，虽然肉眼不可见，却在生物能源的生产过程中发挥着巨大的作用。
微生物能够将有机物质转化为生物燃料，如生物乙醇、生物柴油和生物氢等，这一过程通常被称为生物转化。
生物乙醇的生产是微生物应用的一个典型例子。
通过酵母菌或某些细菌的发酵作用，可以将糖类原料如玉米淀粉、甘蔗糖等转化为乙醇。
这一过程不仅能够产生清洁的能源，还能够减少温室气体的排放，对环境保护具有积极意义。
生物柴油的生产同样依赖于微生物。
某些微生物能够产生油脂，这些油脂可以通过化学转化过程制成生物柴油。
此外，微生物还可以用于将废弃油脂或植物油转化为生物柴油，这一过程被称为生物柴油的生物催化转化。
生物氢的生产也是微生物应用的一个重要方向。
通过光合细菌或厌氧细菌的作用，可以将有机物质转化为氢气。
这一过程不仅能够产生清洁的能源，还能够利用废弃物资源，实现资源的循环利用。
除了直接生产生物能源，微生物还可以用于提高生物能源生产的效率。
例如，通过基因工程手段改造微生物，可以提高其对特定原料的利用效率，或者提高其产物的产量。
此外，微生物还可以用于生物能源生产过程中的废水处理，减少环境污染。
总之，微生物在生物能源开发中的应用前景广阔。
通过进一步的研究和开发，微生物有望在未来的能源结构中占据更加重要的地位，为人类的可持续发展做出更大的贡献。
几种重要微生物油脂在食品及饲料工业中的应用金青哲;王兴国【摘要】微生物油脂的经济可行性主要取决于其用途,目前微生物油脂已成为几种长链多不饱和脂肪酸的重要资源.对富含ARA、DHA和EPA的几类微生物油脂在孕婴食品、成人食品和水产饵料、饲料添加剂方面的应用进行了介绍.通过总结及展望,说明这几类微生物油脂将会在更多的配方食品中得到应用,微生物油脂产品的消费者将从特殊人群扩展到所有人群,并形成一个大产业.%The economic feasibility of microbial oils (SCO) depend largely on the way of their application. At the present, SCO have been the sources of key polyunsaturated fatty acids. The application of several key microbial oils such as DHA -SCO, ARA -SCO, EPA -SC0 in infant formulas, pregnant woman and adult foods, beverages, animal feeding and fish feeding were described. For the future, SCO will be increasingly utilized in more formulated foods;the potential customers of the fortified foods with SCO will not be confined to particular persons or groups and may be extended to all people. As a result,a huge, multimillion -dollar industry will take shape.【期刊名称】《中国油脂》【年(卷),期】2011(036)002【总页数】5页(P48-52)【关键词】微生物油脂;单细胞油脂;ARA;DHA;EPA【作者】金青哲;王兴国【作者单位】江南大学,食品科学与技术国家重点实验室,江苏,无锡,214122;江南大学,食品学院,江苏,无锡,214122;江南大学,食品科学与技术国家重点实验室,江苏,无锡,214122;江南大学,食品学院,江苏,无锡,214122【正文语种】中文【中图分类】TQ92;TS22微生物油脂(Microbial oils)又叫单细胞油脂(Single cell oils，SCO)，是指由霉菌、酵母菌、细菌和微藻等产油微生物(Oleaginous microorganism)在一定的培养条件下，利用碳源在菌体内大量合成并积累的三酰甘油、游离脂肪酸类以及其他一些脂质。
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。1986年，日本和英国等国家率先推出含微生物GLA油脂的保健食品、功能性饮料和高级化妆品等产品，微生物油脂实用化已迈出了第一步。进入90年代，特种油脂的发展越来越受人们的重视。stewdansk和Radevan分别筛选到产生趾认的真菌，产生的总脂中ARA的质量分数达到42％一55％。1996年stredanska等从Pacificmarkarel的肠内容物中分离到一株叫SCRC一2378的海生细菌，能产生一种多烯不饱和酸，即二十碳五烯酸，其质量分数达24％一40％，被认为是EPA的一种新资源。1996年，Singh等在优化培养基上对Thraustochy triumATCC28210进行培养，5天后DHA产量达1061mg/L。研究者还发现某些海藻和硅藻也能生产出较高产量的EPA和DHA[2]。 1.2 国内微生物油脂的研究状况 我国在20世纪60年代就有生产油脂的报道，但研究较多的是在90年代，其研究重点也集中在开发功能性油脂方面。1995年，罗玉萍等[3]分离到一株高产棕榈油酸的酵母，总脂中棕榈油酸质量分数高达50．14％。1998年菌物系统报道，以拉曼被孢霉SM54l为原始菌株，经过紫外线复合氯化锂诱变处理，得到突变株SM54l一9，其生物量由12．6 g／L提高到28．8g/L，油脂质量浓度由5．8g/L提高到15．7 g／L，花生四烯酸质量浓度由32lgL增加到623 mg/L[4]。2003年，施安辉、周波通过对黏红酵母GRL531生产油脂发酵条件的探讨发现，油脂产量可达菌体干质量的67．2％。清华大学缪晓玲[5]通过异养转化细胞工程技术获得了脂类含量高达细胞干质量55％的异养藻细胞。曲威等[6]以斯达氏油脂酵母为出发菌株，经紫外线诱变选育出了一株高产油脂的优良酵母菌株，生物量可达24．2 g／L，油脂质量浓度14．6 g／L。李永红等[7]采用均匀设计和单因子试验法，通过摇瓶培养所得菌体油脂质量浓度高达76．1％，脂肪得率系数可达22．7。孔祥莉等[8]研究了斯达氏油脂酵母利用葡萄糖—木糖混合糖为碳源生长和油脂积累特性，发酵120 h后混合糖利用率、生物量和菌体油脂质量分数分别达99．5％、19．0g/L和52．6％。
2 产生油脂的微生物菌种 2.1 产油微生物必备的条件 (1)具备或改良后具备合成油脂能力，油脂积累量大．含油量稳定在50％以上，且油脂转化率不低于15％。 (2)能进行工业化深层培养，培养装置简单。 (3)食用安全，具有良好的风味和易消化吸收性。 (4)油脂易提取。 2.2 常见产油微生物种类 2.2.1 细菌 嗜酸乳杆菌CRL640、混浊红球菌PD630、弧菌CCUG35308等。混浊红球菌PD630在葡萄糖或橄榄油中生长时，甘油酯中的脂肪酸含量占细胞干重的76％一87％。弧菌CCUG35308脂肪酸主要为偶碳链脂肪酸。 2.2.2 霉菌 深黄被孢霉、高山被孢、卷枝毛霉、米曲霉、土曲霉、雅致枝霉、三孢布拉氏霉等。被孢霉属，主要用于研究生产GLA和AA；三孢布 拉氏霉则主要用于发酵生产β一胡萝卜素。 2.2.3 酵母 弯假丝酵母、浅白色隐球酵母、胶黏红酵母、斯达氏油脂酵母、产油油脂酵母等。一般油酸是酵母中最丰富的脂肪酸，其次是亚油酸。红酵母和假丝酵母可用于开发生产可可脂及其代用品。 2.2.4 微藻 盐生杜氏藻、粉核小球藻、等鞭金藻、三角褐指藻、新月菱形藻等。微藻主要用于生产EPA、DHA。由于细菌产量低，且不适合工业生产．目前主要集中在真菌和藻类。
3 微生物产生油脂机理 微生物产生油脂过程，本质上与动植物产生油脂过程相似，都是从利用乙酰COA羧化酶的羧化催化反应开始，经过多次链的延长，或再经去饱和酶的一系列去饱和作用等，完成整个生化过程。其中去饱和酶是微生物通过氧化去饱和途径、生成不饱和脂肪酸的关键酶，该过程称之为脂肪酸氧化循环。 禹慧明等对产生GLA机理进行探讨，认为微粒体膜的苹果酸酶活性与菌体油脂GLA含量存在显著相关关系，这是因为苹果酸酶原位产生的NADPH是微粒体膜磷脂上脂酰基完成去饱和作用的关键所在，而胞基质上的NADPH在脂肪酸延长和去饱和中不能发挥作用。Kendrack等发现苹果酸能促进卷枝毛霉微粒体的去饱和作用，使GLA含量增高，这可能是苹果酸酶为去饱和作用而提供NADPH结果［9］。综合目前国外的研究，粘红酵母油脂合成的机理可分为4个环节：两个前体乙酰COA和3-磷酸甘油的形成；甲羟戊酸的合成，乙酰COA形成脂酰COA和鞘脂；以甲羟戊酸为前体合成甾醇、类胡萝卜素和碳水化合物；以乙酰COA和3-磷酸甘油为前体合成磷脂酸、甘油二脂、甘油三脂和磷脂。由此可见，在酵母细胞内油脂的合成多少，乙酰COA起了主导作用，而乙酰COA的形成又受氮源多少、AMP和异柠檬酸脱氢酶活力等诸因素的影响［10］。
4 微生物合成油脂的影响因素 4.1 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、氮源的绝对羞有限制，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卜的油脂含量。此外，氮源的种类也会影响油脂的积累[11]。 4.2 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。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。 4.3 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Asppergillus nidulans的研究结果表明，调整培养基中Na+、K+、Mg2+、SO 42-、P043-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％)。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。 4.4 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40℃，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增加。 4.5 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Asppergillus 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。 4.6 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。 4.7 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。
5 微生物油脂的基本制备工艺流程 微生物油脂的生产工艺流程如下： 菌种筛选→原料→灭菌→菌体培养→菌体收集→预处理→油脂提取。 5.1 茵体的活化 将菌种接到斜面培养基(如YPD、麦芽汁培养基)，培养2～3 d。
