产油内生真菌的筛选及利用木质纤维素产微生物柴油研究

摘要

生物柴油是最重要的液体可再生燃料之一，在能源性质方面可以完全替代化石资源，而且还具有安全环保等其它优良特性，当前主要利用动植物油脂作为原料，但成本偏高且不适合我国的国情。微生物油脂主要是微生物利用碳水化合物合成的甘油酯，其脂肪酸组成和植物油相近。产油微生物具有资源丰富、油脂含量高、碳源利用谱广等特点，开发潜力大。本文尝试从意大利白杨韧皮部中筛选得到能够直接利用木质纤维素积累油脂的菌株，对其产油特性及发酵条件进行研究。
　　 本研究首先从意大利白杨韧皮部中筛选得到39株内生真菌，通过羧甲基纤维素平板点植培养法和苏丹黑染色法从中初步筛选得到6株能够利用纤维素产油的菌株，利用产脂培养基液体摇瓶培养，油脂含量在9.73％-22.67％之间。对其中油脂含量最高的菌株YY11 进行了形态和分子学的鉴定，初步鉴定为茎点霉属（Phoma sp.）。直接利用意杨树叶粉碎物作为唯一碳源进行液体摇瓶发酵，对其生长进行了跟踪，该菌株在培养至第8天时，油脂产量和滤纸酶活力达到最高，分别为0.78 g/L、5.67μg 葡萄糖/mL·min。通过单因子分析及正交优化实验，得到最佳组合为：玉米秆50 g/L，NH4NO3 3 g/L，温度25 ℃，摇床转速150 r/min，此时油脂产量最高达到1.12 g/L。分析菌体发酵获得的油脂成分，主要为软脂酸、硬脂酸、油酸、亚油酸等，摩尔分数分别为16.27％、3.62％、18.11％、55.02％，可以作为生物柴油的原料。
　　 为了进一步降低生产成本，本文初步对YY11 固态发酵秸秆产微生物油脂的条件及规律进行初步探索，通过单因子比较及生长跟踪，得出结论在料水比1 ∶3、10％接种量、静置发酵的情况下，产油率最佳的发酵条件为：玉米秸秆不灭菌处理，以内生真菌YY11 为优势菌种进行混合发酵，同时添加不含碳源的查氏营养盐，产油的最佳温度为25 ℃，最佳收获时间为第10天，在此条件下，油脂产量达到22.30 mg/g，同时能得到副产品纤维素酶类，此时Cx 酶的产率达到104.04U/g，滤纸酶产率为65.99 U/g。
　　 为了进一步提高油脂产量，文章最后优化了YY11在液体发酵条件下的产纤维素酶能力，并初步探索了混合发酵对YY11 积累油脂的影响。通过单因子分析及正交优化试验，YY11在最佳组合条件下，滤纸酶活力、Cx 酶活力及β-葡萄糖苷酶活力分别达到4.79、10.04、12.12 U/mL，分别是出发时1.38、2.52、3.11 U/mL的3.47、3.98、3.90倍。此时油脂产量为1.57 g/L，比出发时1.12 g/L 提高了40.18％。
　　 与内生真菌B3 混合发酵，在混合培养的最佳接种方式下，滤纸酶活力、Cx 酶活力及β-葡萄糖苷酶活力分别为3.75、6.45、28.19 U/mL，同时检测到漆酶活力为283.11 U/L，此时油脂含量达到0.83 g/L。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

第2章 利用纤维素产油脂的意杨内生真菌筛选与液体发酵条件研究

第3章 利用纤维素产油脂的意杨内生真菌固体发酵条件初探

第4章 优化内生真菌产酶能力及对油脂含量的影响

参考文献

在读期间发表的学术论文及研究成果

致 谢