高产油脂菌株选育及其油脂提取工艺研究

摘要

油脂既是构成和维持生命活动的基本物质之一，也是重要的工业原料，具有广泛的应用价值。目前油脂资源主要来源于动植物，随着人们对微生物油脂研究的不断深入，利用微生物发酵法获得油脂，不但可以缓解动植物油脂资源紧缺的局面，而且产油微生物可以进行废弃物的资源化再利用，为油脂资源的获得提供了一条新的途径。
　　 本论文以粘红酵母(Rhodotorula glutinis)31596为研究对象，从培养基优化、高产菌株的诱变、油脂提取工艺优化等三个方面选育高产油脂菌株。主要研究工作如下：
　　 1．基础产脂培养基的优化
　　 在温度28 ℃，初始pH5.8，接种量5[％]，250mL摇瓶娤液量40mL的培养条件下，确定粘红酵母(Rhodotorula glutinis)31596摇瓶发酵的最佳发酵培养基成分(g/L)：葡萄糖80，硫酸铵1.11，磷酸二氢钾2.5，蛋白胨1.8；其生物量和油脂量分别达到了18.18±3.34g/L和32.06±1.91mg/g。
　　 2．高产油脂菌株的诱变选育
　　 为了进一步提高其菌体生物量和菌体油脂量，以粘红酵母(Rhodotorula glutinis)31596为出发菌株，对其进行低能离子注入诱变和紫外诱变，经过初筛、复筛，获得一株油脂高产菌株VB19。该突变菌株摇瓶培养96h，生物量达21.63±1.14g/L，油脂量达42±1.78mg/g，分别比出发菌株提高19[％]和31[％]，连续传代多次，其产量性状无显著变化。
　　 3．粘红酵母油脂提取工艺的优化
　　 通过研究酸热法、超声波法和酸热耦合超声波法对粘红酵母Rhodotorula glutinis微生物油脂提取的影响，结果显示酸热耦合超声波法效果最好。在酸热耦合超声波法提取油脂的过程中，通过Plackett-Burmen试验设计，以P<0.05为准，筛选出酸处理时间(P=0.0360)、超声处理时间(P=0.0105)、提取液配比(VCHCl3:VCH3OH)(P=0.0105)三个对粘红酵母Rhodotorula glutinis油脂提取具有显著影响的因素。在此基础上，通过Box-Behnken试验设计，对酸处理时间、超声处理时间、提取液配比(VCHCl3:VCH3OH)三个显著因子进行响应面优化，得到最佳工艺参数为酸处理时间34min，超声时间7.5min，提取液配比(VCHCl3:VCH3OH)1.9:1。与原始工艺相比，湿菌油脂重量从42.67±1.43 mg/g提高到57.33±2.4mg/g，提高了36.5[％]。