3株油脂酵母產油特性的對比研究

周穩穩，李姝姝

（山西農業大學 植物保護學院，山西太谷 030801）

生物柴油是新能源領域的研發熱點[1]。與普通柴油相比，生物柴油具有芳烴含量低、十六烷值高、高閃點、低溫啟動性較好等優點，是一種理想的柴油替代品[2]。但以動、植物油脂為原料進行生物柴油規模化生產還存在諸多問題[3]。目前世界各國生物柴油產業發展迅速，對原料需求旺盛，打破了原有的供需平衡，因此要進一步促進生物柴油產業的可持續發展，關鍵是能夠找到廉價且量大的油脂原料。

微生物油脂（Microbial oil），是產油微生物在一定條件下合成并儲存在體內的油脂，產油微生物包括酵母、絲狀真菌、細菌、微藻等[3]。其中產油酵母種類多，其所產脂肪酸組成適合作為生物柴油的原料，引起各國學者的廣泛關注和研究[4]。本研究旨在同一條件下對比3株產油酵母的產油能力和所產油脂的脂肪酸組成，為其進一步的工業化開發應用提供有價值的參考。

1 材料與方法

1.1 菌種

禾本紅酵母（Rhodotorula graminis），皮狀絲孢酵母（Trichosporon cutaneum），圓紅冬孢酵母（Rhodosporidium toruloides），購于中國普通微生物菌種保藏中心。

1.2 培養基

YEPD斜面保藏培養基（g/L）：葡萄糖20，蛋白胨10，酵母浸粉10，瓊脂粉18，pH 6.0；種子培養基為液體YEPD培養基；限氮培養基（g/L）：葡萄糖70，酵母浸粉0.75，（NH4）2SO40.1，KH2PO40.4，MgSO4·7H2O 1.5。以上培養基均在115 ℃下滅菌15min。

1.3 酵母培養方法

將斜面保藏的3株產油酵母分別接種于YEPD種子培養基中，28 ℃，200r/min培養24h，以1 %（v/v）的接種量接種于YEPD液體培養基中（藥瓶裝液量為1/5），相同條件下培養28h，得到3株產油酵母的種子液。將3株產油酵母種子液分別以10%（v/v）的接種量接種于限氮培養基中，于28 ℃，200r/min搖瓶培養至還原糖濃度不降低時結束發酵，每隔24h取樣測定其還原糖濃度、生物量和油脂含量，每組試驗設置兩個平行樣。

1.4 分析方法

葡萄糖濃度測定采用DNS法，生物量測定采用干重法，油脂提取和測定采用酸熱法抽提干菌體內的油脂[5]。參照文獻方法制備微生物油脂的脂肪酸甲酯[6]，采用氣質聯用儀（GCMS）分析其組成[7]。

2 結果與討論

2.1 3株油脂酵母的產油對比

3株油脂酵母的產油對比見圖1。

圖1 3株酵母葡萄糖、生物量、油脂產量和油脂含量隨時間變化曲線

由圖1可知，禾本紅酵母和皮狀絲孢酵母對葡萄糖的利用規律相似，圓紅冬孢酵母葡萄糖利用速率最大，120h后糖濃度降為0左右。圓紅冬孢酵母的生物量96h時可達19.44g/L。禾本紅酵母到發酵144h后油脂產量達5.0g/L以上。皮狀絲孢酵母油脂產量達7.0g/L左右，圓紅冬孢酵母在96h時油脂產量為12.5g/L。由此可見油脂積累能力，圓紅冬孢酵母＞皮狀絲孢酵母＞禾本紅酵母。由表1可看出，圓紅冬孢酵母的油脂得率顯著高于其他兩株產油酵母，這說明圓紅冬孢酵母能將培養基中的葡萄糖高效地轉化為油脂。

表1 3株油脂酵母生物量得率和油脂得率

2.2 3株產油酵母的脂肪酸組成對比

明確油脂的脂肪酸組成是決定其進一步開發和應用的關鍵。3種油脂酵母脂肪酸組成如表2所示。禾本紅酵母脂肪酸種類最少，圓紅冬孢酵母次之，圓紅冬孢酵母脂肪酸種類最多。圓紅冬孢酵母占比最大的為油酸、棕櫚酸和硬脂酸；皮狀絲孢酵母所產油脂中的油酸、棕櫚酸和亞油酸含量最高；禾本紅酵母脂肪酸組成中也是油酸、棕櫚酸和亞油酸含量最高，但比例上存在明顯差異，與文獻報告結果相似[6]。由此可見，3株油脂酵母所產油脂主要組成與一般的植物油油脂組成相似。

表2 3株酵母脂肪酸組成對比

3 結論

在葡萄糖限N培養基中，圓紅冬孢酵母的油脂得率顯著高于其他兩株產油酵母。3株油脂酵母脂肪酸主要為油酸、棕櫚酸、亞油酸和硬脂酸，比例有顯著差別，與一般的植物油組成相似，可作為生物柴油的原料。