油脂酵母的选育及发酵产物的研究
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摘要
目前,随着人口的不断增长油脂需求量日益尖锐,动植物油脂已经不能满足人类的需要。微生物油脂是继动植物油脂之后开发出的又一油脂新资源,它们大多数富含可降低血清胆固醇的不饱和脂肪酸,具有促进人类健康的重要作用,是生物柴油开发的优质原料。因此,对微生物油脂资源的开发和利用,在食品保健以及生物柴油方面都具有现实的意义,满足了人类对油脂的需求。
本硏究以假丝酵母(Candida Yeast)为出发菌株,经紫外和微波复合诱变以及原生质体诱变,获得了一株油脂高产菌株Candida Yeast-2。我们对Candida Yeast-2菌株的发酵工艺条件进行了优化研究,并为酵母油脂的开发利用提供良好的技术基础。研究发现在相同的培养条件下,该突变菌株比出发菌株的油脂含量有明显的提高,其生物量比出发菌株提高率为41.0%,菌体油脂的吸光度比出发菌株提高率为42%,油脂含量提高了5.2%。试验结果表明突变菌株Candida Yeast-2是一株极具有开发潜力的产脂菌株。另外,我们还通过单因素和多因素的正交试验,对该菌株的培养条件进行了优化研究,结果表明在培养时间3d,温度为30℃,摇床转速为120 r/min的条件下,最佳液体培养基为:MnCl2 0.02%、FeSO4 0.03%、(NH4) 2SO4 0.3%、葡萄糖3%、pH 6.5。在此条件下,菌体干重的油脂含量为36%,比出发菌株提高了11%。最后我们还对油脂母发酵产物进行了研究,测定了油脂含量、蛋白质含量、脂肪酶的活力等,研究了尿素包合法在提取油脂酵母不饱和脂肪酸中的应用。试验结果表明:尿素包合法对不饱和脂肪酸提取效果良好,而且所用方法简单,溶剂易回收,适合应用于微生物不饱和脂肪酸的提取。尿素包合法提取不饱和脂肪酸最佳条件为:尿素和脂肪酸比为3:1、回流时间30 min、冷却析出温度0℃。在此条件下不饱和脂肪酸提取率为33%。
At present, animal and vegetable oil can not meet with the demands of people nowdays by the develoment of population. Microbial oil is a new kind of resources after animal and vegetable oil, a lot of which are rich in polyunsaturated fatty acids which can lower the Serum Cholesterol. So they play important role in the health of human being, which aslo are raw materials of the biodiesel development. So the exploitation of microbial oil possess realistic sense in health foods satisfing lipids insufficiency of people.
In this thesis, high-yielding strains of Candida Yeast-2 were got in the condition of UV and MW complex mutagenesis and protoplast mutation from candida yeast. And we studied the optimum conditions for ferment offerring technic foundation of the exploitation of yeast oil. We found out this mutation strain have obviously improvement than starting strain, the biomass of which improve 41%, and the absorbency of which improve 42%. And the lipid content improve 5.2%. The experiment display that A4 strains have the potential of industrialisation. In addition, we optimized the fermentation conditions of lipid yeast using multi-criteria cross experiment. The optimized liquid fermentation mediums were as follows: 0.05% MnCl_2, 0.04% FeSO_4, 0.3% (NH_4)_2SO_4, 2% C6H6O, pH 6.5 at 120 r/min and 30℃in 4 d, and the content of lipids improved 11% comparing with 36% before. At last, the fermentation products of yeast oil and the methods of yeast fat urea inclusion complex of extraction of unsaturation acids of yeast oil were studied, testing lipid content, protein content and lipase activities etc. The methods show good effects just needing simple conditions, and have the characteristic of calling easily back the solvents, suiting for extraction of unsaturation acids of microorganism. So, the optimum conditions of extracting unsaturated fatty acids by urea inclusion complex was the ratio of urea and fatty acids(3:1), refluxing time (30 min) and the cooling temperature ( 0℃). In this conditions, the extracting rate reach to 33%.
本硏究以假丝酵母(Candida Yeast)为出发菌株,经紫外和微波复合诱变以及原生质体诱变,获得了一株油脂高产菌株Candida Yeast-2。我们对Candida Yeast-2菌株的发酵工艺条件进行了优化研究,并为酵母油脂的开发利用提供良好的技术基础。研究发现在相同的培养条件下,该突变菌株比出发菌株的油脂含量有明显的提高,其生物量比出发菌株提高率为41.0%,菌体油脂的吸光度比出发菌株提高率为42%,油脂含量提高了5.2%。试验结果表明突变菌株Candida Yeast-2是一株极具有开发潜力的产脂菌株。另外,我们还通过单因素和多因素的正交试验,对该菌株的培养条件进行了优化研究,结果表明在培养时间3d,温度为30℃,摇床转速为120 r/min的条件下,最佳液体培养基为:MnCl2 0.02%、FeSO4 0.03%、(NH4) 2SO4 0.3%、葡萄糖3%、pH 6.5。在此条件下,菌体干重的油脂含量为36%,比出发菌株提高了11%。最后我们还对油脂母发酵产物进行了研究,测定了油脂含量、蛋白质含量、脂肪酶的活力等,研究了尿素包合法在提取油脂酵母不饱和脂肪酸中的应用。试验结果表明:尿素包合法对不饱和脂肪酸提取效果良好,而且所用方法简单,溶剂易回收,适合应用于微生物不饱和脂肪酸的提取。尿素包合法提取不饱和脂肪酸最佳条件为:尿素和脂肪酸比为3:1、回流时间30 min、冷却析出温度0℃。在此条件下不饱和脂肪酸提取率为33%。
At present, animal and vegetable oil can not meet with the demands of people nowdays by the develoment of population. Microbial oil is a new kind of resources after animal and vegetable oil, a lot of which are rich in polyunsaturated fatty acids which can lower the Serum Cholesterol. So they play important role in the health of human being, which aslo are raw materials of the biodiesel development. So the exploitation of microbial oil possess realistic sense in health foods satisfing lipids insufficiency of people.
In this thesis, high-yielding strains of Candida Yeast-2 were got in the condition of UV and MW complex mutagenesis and protoplast mutation from candida yeast. And we studied the optimum conditions for ferment offerring technic foundation of the exploitation of yeast oil. We found out this mutation strain have obviously improvement than starting strain, the biomass of which improve 41%, and the absorbency of which improve 42%. And the lipid content improve 5.2%. The experiment display that A4 strains have the potential of industrialisation. In addition, we optimized the fermentation conditions of lipid yeast using multi-criteria cross experiment. The optimized liquid fermentation mediums were as follows: 0.05% MnCl_2, 0.04% FeSO_4, 0.3% (NH_4)_2SO_4, 2% C6H6O, pH 6.5 at 120 r/min and 30℃in 4 d, and the content of lipids improved 11% comparing with 36% before. At last, the fermentation products of yeast oil and the methods of yeast fat urea inclusion complex of extraction of unsaturation acids of yeast oil were studied, testing lipid content, protein content and lipase activities etc. The methods show good effects just needing simple conditions, and have the characteristic of calling easily back the solvents, suiting for extraction of unsaturation acids of microorganism. So, the optimum conditions of extracting unsaturated fatty acids by urea inclusion complex was the ratio of urea and fatty acids(3:1), refluxing time (30 min) and the cooling temperature ( 0℃). In this conditions, the extracting rate reach to 33%.
引文
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