CN105483010A - 一种产油脂酵母细胞的快速破壁方法 - Google Patents
一种产油脂酵母细胞的快速破壁方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105483010A CN105483010A CN201610017806.0A CN201610017806A CN105483010A CN 105483010 A CN105483010 A CN 105483010A CN 201610017806 A CN201610017806 A CN 201610017806A CN 105483010 A CN105483010 A CN 105483010A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- yeast
- wall
- grease
- breaking
- enzyme
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/06—Lysis of microorganisms
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Virology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Mycology (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
本发明公开了一种产油脂酵母细胞的快速破壁方法，其通过选择生长稳定期的产油脂酵母细胞，在经离心振荡后的酵母悬浮液中加入复合酶和破壁剂，最后使用高压均质破碎机进行酵母细胞破壁。本方法过程简单，产油细胞壁破碎率达到99％以上。本方法所用的复合酶和破壁剂对酵母细胞壁的快速破碎有显著的促进作用，且胞内油脂分离回收率高，适合各类产油脂酵母细胞的快速破壁。
Description
技术领域
本发明属于生物技术领域，具体的涉及一种产油脂酵母细胞的快速破壁方法。
背景技术
在世界范围内，化石燃料的不可再生性使其变得日益紧缺，传统的油脂工业发展受到限制，供需矛盾日益突出。寻找可再生的油脂资源成为解决能源危机的重要途径。自然界中的某些酵母细胞中存在油脂，含量可达细胞干重的60％以上，是微生物油脂的重要来源。与传统油脂生产相比，微生物油脂具有碳源利用广、油脂含量高、资源丰富、生长周期短、生产过程可控等优点，开发潜力巨大，具有良好的发展前景，在未来生物柴油产业中具有举足轻重的作用。
利用酵母细胞工业化生产油脂包括酵母细胞分离、破壁、萃取等步骤。如公开号CN104479862A的专利公开的一种提取微生物油脂的方法，即将发酵液通过分离系统、粉碎干燥得到干菌体，干菌体和萃取用的有机溶剂混合后进行物理破碎、固液分离得到混合油，最后经脱溶后得到微生物油脂。目前限制工业微生物油脂生产效率很重要的一步就是产油脂酵母细胞的破壁。因酵母细胞壁较厚，包括外层甘露聚糖、中间层蛋白质和内层葡聚糖，现有的机械法、酵母自溶法、酶促水解法和冻融法，在设备条件、破壁效率与成本等方面存在一定的局限性，难以在生产中大规模推广。
发明内容
本发明针对现有产油脂酵母细胞破壁过程中存在的破壁效率低、过程成本高的问题，提供了一种产油脂酵母细胞的快速破壁方法，酶法与机械协同快速破壁，提高破壁效率。
本发明的技术方案如下：一种产油脂酵母细胞的快速破壁方法，包括以下步骤：
1)菌体收集：选择生长至稳定期的酵母细胞，采用2-10μm的陶瓷膜进行浓缩，制成酵母泥浓度为30-50％的酵母悬浮液；
2)酶法破壁：向酵母悬浮液中加入占酵母泥质量0.2-0.8％的复合酶和0.1-1％的破壁剂，控制pH6-8，在35-55℃下保温2-10h，得到酵母酶解液；
3)均质破碎：将酵母酶解液置于高压均质破碎机中在1400-1600bar的压力、出口温度15-25℃的条件下，进行均质2-3遍。
具体地，所述的步骤1)中的产油脂酵母细胞为胶红酵母、解脂亚罗威亚酵母、弯隐球酵母、斯达氏油脂酵母、粘红酵母、产油油脂酵母、出芽丝孢酵母、圆红冬孢酵母、丛生丝孢酵母或白色隐球酵母。
具体地，所述的步骤2)中的复合酶由下述重量份的酶组成：蛋白酶1-5份，纤维素酶0.5-3份，几丁质酶0.5-1份，甘露聚糖酶0.3-2份；所述蛋白酶的酶活为80000-150000U/mL，所述纤维素酶的酶活为80-300U/mL，所述几丁质酶的酶活为70-170U/mL；所述甘露聚糖酶的酶活为30000-200000U/mL。
具体地，所述的步骤2)中的破壁剂由下述重量份的十二烷基磺酸钠1-4份、半胱氨酸或其盐酸盐0.5-2份组成。
本发明的有益效果：采用蛋白酶、纤维素酶、几丁质酶、甘露聚糖酶等组成的复合酶，可实现对不同酵母品种的细胞壁快速水解，适应力强；在酶解液中加入由十二烷基磺酸钠和半胱氨酸(或其盐酸盐)组成的促溶剂，可提高酵母细胞的破壁效率8％以上，同时有利于油脂与细胞组分的快速分离；采用高压均质破碎机，破碎速度快。采用本发明的复合酶与高压均质相结合的破壁方式，可使产油脂酵母细胞破壁达到99％以上。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
实施例1
选用胶红酵母进行发酵培养，采用2-10μm的陶瓷膜进行浓缩，制成酵母泥浓度约为50％。在酵母悬浮液中按照酵母泥质量加入0.2％的复合酶和0.1％的破壁剂，控制pH6，在35℃下保温2h。然后在高压均质破碎机中在1400bar的压力、出口温度15℃的条件下，进行均质2遍。通过显微镜观察，酵母细胞破比率达到89.3％。通过石油醚萃取油脂计算得知，油脂的收率为81.7％。
上述的复合酶按重量份数包括：蛋白酶1份、纤维素酶0.5份、几丁质酶0.5份、甘露聚糖酶0.3份，其中蛋白酶活性为80000U/mL，纤维素酶活性为80U/mL，几丁质酶活性为70U/mL，甘露聚糖酶活性为30000U/mL。上述的破壁酶包括：十二烷基磺酸钠1份，半胱氨酸0.5份。
实施例2
选用斯达氏油脂酵母进行发酵培养，采用2-10μm的陶瓷膜进行浓缩，制成酵母泥浓度约为40％。在酵母悬浮液中按照酵母泥质量加入0.5％的复合酶和0.5％的破壁剂，控制pH6，在40℃下保温6h。然后在高压均质破碎机中在1500bar的压力、出口温度20℃的条件下，进行均质3遍。通过显微镜观察，酵母细胞破比率达到99.7％。通过石油醚萃取油脂计算得知，油脂的收率为95.6％。
上述的复合酶按重量份数包括：蛋白酶3份、纤维素酶2份、几丁质酶0.7份、甘露聚糖酶1.5份，其中蛋白酶活性为110000U/mL，纤维素酶活性为180U/mL，几丁质酶活性为120U/mL，甘露聚糖酶活性为100000U/mL。上述的破壁酶包括：十二烷基磺酸钠2份，半胱氨酸1份。
实施例3
选用产油油脂酵母进行发酵培养，采用2-10μm的陶瓷膜进行浓缩，制成酵母泥浓度约为30％。在酵母悬浮液中按照酵母泥质量加入0.8％的复合酶和1％的破壁剂，控制pH6，在55℃下保温10h。然后在高压均质破碎机中在1600bar的压力、出口温度25℃的条件下，进行均质3遍。通过显微镜观察，酵母细胞破比率达到97.1％。通过石油醚萃取油脂计算得知，油脂的收率为92.8％。
上述的复合酶按重量份数包括：蛋白酶5份、纤维素酶3份、几丁质酶1份、甘露聚糖酶2份，其中蛋白酶活性为150000U/mL，纤维素酶活性为300U/mL，几丁质酶活性为170U/mL，甘露聚糖酶活性为200000U/mL。上述的破壁酶包括：十二烷基磺酸钠4份，半胱氨酸2份。
实施例4
选用丛生丝孢酵母进行发酵培养，采用2-10μm的陶瓷膜进行浓缩，制成酵母泥浓度约为40％。在酵母悬浮液中按照酵母泥质量加入0.5％的复合酶和0.5％的破壁剂，控制pH7，在50℃下保温5h。然后在高压均质破碎机中在1600bar的压力、出口温度20℃的条件下，进行均质2遍。通过显微镜观察，酵母细胞破比率达到99.3％。通过石油醚萃取油脂计算得知，油脂的收率为96.9％。
上述的复合酶按重量份数包括：蛋白酶3份、纤维素酶2份、几丁质酶0.7份、甘露聚糖酶1.5份，其中蛋白酶活性为110000U/mL，纤维素酶活性为180U/mL，几丁质酶活性为120U/mL，甘露聚糖酶活性为100000U/mL。上述的破壁酶包括：十二烷基磺酸钠2份，半胱氨酸1份。
实施例5
选用出芽丝孢酵母进行发酵培养，采用2-10μm的陶瓷膜进行浓缩，制成酵母泥浓度约为40％。在酵母悬浮液中按照酵母泥质量加入0.6％的复合酶和0.8％的破壁剂，控制pH8，在45℃下保温8h。然后在高压均质破碎机中在1500bar的压力、出口温度25℃的条件下，进行均质3遍。通过显微镜观察，酵母细胞破比率达到99.1％。通过石油醚萃取油脂计算得知，油脂的收率为97.2％。
上述的复合酶按重量份数包括：蛋白酶3份、纤维素酶2份、几丁质酶0.7份、甘露聚糖酶1.5份，其中蛋白酶活性为110000U/mL，纤维素酶活性为180U/mL，几丁质酶活性为120U/mL，甘露聚糖酶活性为100000U/mL。上述的破壁酶包括：十二烷基磺酸钠2份，半胱氨酸1份。
Claims (5)
1.一种产油脂酵母细胞的快速破壁方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)菌体收集：选择生长至稳定期的酵母细胞，采用2-10μm的陶瓷膜进行浓缩，制成酵母泥浓度为30-50％的酵母悬浮液；
2)酶法破壁：向酵母悬浮液中加入占酵母泥质量0.2-0.8％的复合酶和0.1-1％的破壁剂，控制pH6-8，在35-55℃下保温2-10h，得到酵母酶解液；
3)均质破碎：将酵母酶解液置于高压均质破碎机中在1400-1600bar的压力、出口温度15-25℃的条件下，进行均质2-3遍。
2.根据权利要求1所述的产油脂细胞的快速破壁方法，其特征在于，所述的步骤1)中的产油脂酵母细胞为胶红酵母、解脂亚罗威亚酵母、弯隐球酵母、斯达氏油脂酵母、粘红酵母、产油油脂酵母、出芽丝孢酵母、圆红冬孢酵母、丛生丝孢酵母或白色隐球酵母。
3.根据权利要求1所述的产油脂细胞的快速破壁方法，其特征在于，所述的步骤2)中的复合酶由下述重量份的酶组成：蛋白酶1-5份，纤维素酶0.5-3份，几丁质酶0.5-1份，甘露聚糖酶0.3-2份。
4.根据权利要求3所述的产油脂细胞的快速破壁方法，其特征在于，所述蛋白酶的酶活为80000-150000U/mL，所述纤维素酶的酶活为80-300U/mL，所述几丁质酶的酶活为70-170U/mL；所述甘露聚糖酶的酶活为30000-200000U/mL。
5.根据权利要求1所述的产油脂细胞的快速破壁方法，其特征在于，所述的步骤2)中的破壁剂由下述重量份的十二烷基磺酸钠1-4份、半胱氨酸或其盐酸盐0.5-2份组成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610017806.0A CN105483010A (zh) | 2016-01-12 | 2016-01-12 | 一种产油脂酵母细胞的快速破壁方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610017806.0A CN105483010A (zh) | 2016-01-12 | 2016-01-12 | 一种产油脂酵母细胞的快速破壁方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105483010A true CN105483010A (zh) | 2016-04-13 |
Family
ID=55670290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610017806.0A Pending CN105483010A (zh) | 2016-01-12 | 2016-01-12 | 一种产油脂酵母细胞的快速破壁方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105483010A (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106107206A (zh) * | 2016-08-10 | 2016-11-16 | 南阳理工学院 | 一种发酵型鸡饲料的制备方法 |
| CN106398857A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-02-15 | 广东省生物工程研究所（广州甘蔗糖业研究所） | 一种提取裂殖壶菌油脂的方法及其应用 |
| CN109207384A (zh) * | 2017-07-03 | 2019-01-15 | 安琪酵母股份有限公司 | 改性酵母细胞壁及其制备方法和应用 |
| WO2020038296A1 (zh) * | 2018-08-20 | 2020-02-27 | 梁云 | 微生物油脂及其提取方法 |
| CN111718855A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-09-29 | 河南赛傅生物科技有限公司 | 一种酵母细胞破壁并制备酵母抽提物的方法 |
| CN114032259A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-02-11 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种酵母菌的高密度发酵及十六碳烯酸提取方法 |
| TWI763996B (zh) * | 2018-05-21 | 2022-05-11 | 香港商巨鵬生物（香港）有限公司 | 從細菌發酵過程中獲得富含蛋白質的營養補充劑的系統 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101195808A (zh) * | 2008-01-08 | 2008-06-11 | 山西大学 | 一种酵母细胞破壁的方法 |
| CN101560440A (zh) * | 2009-06-02 | 2009-10-21 | 北京化工大学 | 一种微生物油脂的制备方法 |
| CN102899234A (zh) * | 2012-10-18 | 2013-01-30 | 江苏久吾高科技股份有限公司 | 一种膜法啤酒除菌及酵母回收的方法 |
| CN104450522A (zh) * | 2013-09-22 | 2015-03-25 | 中国科学院天津工业生物技术研究所 | 酶与机械破壁协同的啤酒酵母细胞破壁方法 |
-
2016
- 2016-01-12 CN CN201610017806.0A patent/CN105483010A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101195808A (zh) * | 2008-01-08 | 2008-06-11 | 山西大学 | 一种酵母细胞破壁的方法 |
| CN101560440A (zh) * | 2009-06-02 | 2009-10-21 | 北京化工大学 | 一种微生物油脂的制备方法 |
| CN102899234A (zh) * | 2012-10-18 | 2013-01-30 | 江苏久吾高科技股份有限公司 | 一种膜法啤酒除菌及酵母回收的方法 |
| CN104450522A (zh) * | 2013-09-22 | 2015-03-25 | 中国科学院天津工业生物技术研究所 | 酶与机械破壁协同的啤酒酵母细胞破壁方法 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106107206A (zh) * | 2016-08-10 | 2016-11-16 | 南阳理工学院 | 一种发酵型鸡饲料的制备方法 |
| CN106398857A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-02-15 | 广东省生物工程研究所（广州甘蔗糖业研究所） | 一种提取裂殖壶菌油脂的方法及其应用 |
| CN106398857B (zh) * | 2016-11-29 | 2020-02-14 | 广东省生物工程研究所（广州甘蔗糖业研究所） | 一种提取裂殖壶菌油脂的方法及其应用 |
| CN109207384A (zh) * | 2017-07-03 | 2019-01-15 | 安琪酵母股份有限公司 | 改性酵母细胞壁及其制备方法和应用 |
| CN109207384B (zh) * | 2017-07-03 | 2021-05-18 | 安琪酵母股份有限公司 | 改性酵母细胞壁及其制备方法和应用 |
| TWI763996B (zh) * | 2018-05-21 | 2022-05-11 | 香港商巨鵬生物（香港）有限公司 | 從細菌發酵過程中獲得富含蛋白質的營養補充劑的系統 |
| WO2020038296A1 (zh) * | 2018-08-20 | 2020-02-27 | 梁云 | 微生物油脂及其提取方法 |
| CN111718855A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-09-29 | 河南赛傅生物科技有限公司 | 一种酵母细胞破壁并制备酵母抽提物的方法 |
| CN111718855B (zh) * | 2020-07-01 | 2023-06-16 | 河南赛傅生物科技有限公司 | 一种酵母细胞破壁并制备酵母抽提物的方法 |
| CN114032259A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-02-11 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种酵母菌的高密度发酵及十六碳烯酸提取方法 |
| CN114032259B (zh) * | 2021-12-15 | 2023-10-10 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种酵母菌的高密度发酵及十六碳烯酸提取方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105483010A (zh) | 一种产油脂酵母细胞的快速破壁方法 | |
| CA2822322C (en) | An integrated process for producing biofuels | |
| Olajuyigbe et al. | Production and characterization of highly thermostable β‐glucosidase during the biodegradation of methyl cellulose by Fusarium oxysporum | |
| Srivastava et al. | Application of cellulases in biofuels industries: an overview | |
| Singhania et al. | An integrative process for bio-ethanol production employing SSF produced cellulase without extraction | |
| Zambare et al. | Bioprocessing of agricultural residues to ethanol utilizing a cellulolytic extremophile | |
| DK2744899T3 (en) | PROCEDURE FOR PREPARING CELLULASES FROM A FILAMENT'S FUNGI ADAPTED TO A SLOW VOLUMETRIC OXYGEN TRANSFER COFFEE EFFICIENCY CLASS | |
| Zhao et al. | Bio-immobilization of dark fermentative bacteria for enhancing continuous hydrogen production from cornstalk hydrolysate | |
| Yan et al. | A synergetic whole-cell biocatalyst for biodiesel production | |
| Cunha et al. | Three-phasic fermentation systems for enzyme production with sugarcane bagasse in stirred tank bioreactors: Effects of operational variables and cultivation method | |
| Mehboob et al. | Exploring thermophilic cellulolytic enzyme production potential of Aspergillus fumigatus by the solid-state fermentation of wheat straw | |
| Zhao et al. | Microbial oil production by Mortierella isabellina from sodium hydroxide pretreated rice straw degraded by three-stage enzymatic hydrolysis in the context of on-site cellulase production | |
| An et al. | Biological saccharification by Clostridium thermocellum and two-stage hydrogen and methane production from hydrogen peroxide-acetic acid pretreated sugarcane bagasse | |
| CN105779301B (zh) | 一株里氏木霉及其培养方法与应用 | |
| CN104789603A (zh) | 一种处理淀粉废水同时生成可再生能源的方法 | |
| CN102876590A (zh) | 一株青霉突变株及其在制备纤维素酶中的应用 | |
| Peng et al. | Cellulase production and efficient saccharification of biomass by a new mutant Trichoderma afroharzianum MEA-12 | |
| Zhang et al. | Development of Trichoderma reesei mutants by combined mutagenesis and induction of cellulase by low-cost corn starch hydrolysate | |
| Sharma et al. | Isolation of cellulolytic organisms from the gut contents of termites native to Nepal and their utility in saccharification and fermentation of lignocellulosic biomass | |
| Yao et al. | Use of surfactants in enzymatic hydrolysis of rice straw and lactic acid production from rice straw by simultaneous saccharification and fermentation | |
| Kondaveeti et al. | Characterization of cellobiohydrolases from Schizophyllum commune KMJ820 | |
| Shokrkar et al. | Exploring strategies for the use of mixed microalgae in cellulase production and its application for bioethanol production | |
| Arora et al. | Biochemical conversion of rice straw (Oryza sativa L.) to bioethanol using thermotolerant isolate K. marxianus NIRE-K3 | |
| CN112708643B (zh) | 一种利用秸秆资源制备微生物油脂的方法 | |
| CN104498544A (zh) | 利用微藻发酵生产生物柴油的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160413 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |