CN108795997A - 以玉米秸秆酸处理水解液生产微生物油脂的方法 - Google Patents

以玉米秸秆酸处理水解液生产微生物油脂的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108795997A
CN108795997A CN201810594510.4A CN201810594510A CN108795997A CN 108795997 A CN108795997 A CN 108795997A CN 201810594510 A CN201810594510 A CN 201810594510A CN 108795997 A CN108795997 A CN 108795997A
Authority
CN
China
Prior art keywords
maize straw
added
hydrolyzate
fermentation
grease
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
Application number
CN201810594510.4A
Other languages
English (en)
Inventor
王泽迪
苟雄
苟一雄
方木林
柏霖
金明杰
闻志强
许召贤
翟睿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Science and Technology
Original Assignee
Nanjing University of Science and Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Science and Technology filed Critical Nanjing University of Science and Technology
Priority to CN201810594510.4A priority Critical patent/CN108795997A/zh
Publication of CN108795997A publication Critical patent/CN108795997A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/64—Fats; Fatty oils; Ester-type waxes; Higher fatty acids, i.e. having at least seven carbon atoms in an unbroken chain bound to a carboxyl group; Oxidised oils or fats
    • C12P7/6436—Fatty acid esters
    • C12P7/649—Biodiesel, i.e. fatty acid alkyl esters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种以玉米秸秆酸处理水解液生产微生物油脂的方法。该方法先采用稀硫酸对玉米秸秆进行预处理，再利用复配纤维素酶水解预处理后的秸秆干物，得到玉米秸秆酶解液，然后以玉米秸秆酶解液为原料配制发酵培养基进行产油微生物解脂耶氏酵母NRRL Y‑1095的发酵培养，菌体经破碎后采用氯仿‑甲醇法，提取得到油脂。本发明方法利用稀硫酸预处理玉米秸秆以及复配纤维素酶水解预处理后的秸秆干物得到木质纤维素水解液，通过解脂耶氏酵母NRRL Y‑1095直接发酵玉米秸秆水解液，不需要进行脱毒处理，方法简便，微生物油脂的提取量高。

Description

以玉米秸秆酸处理水解液生产微生物油脂的方法
技术领域
本发明涉及微生物发酵技术领域，涉及一种微生物油脂的生产方法，具体涉及一种以玉米秸秆酸处理水解液生产微生物油脂的方法。
背景技术
生物柴油是生物质能的一种，是植物油、动物油、废弃油脂和微生物油脂等经脂转化工艺制成的可再生性柴油燃料，作为绿色可再生能源，具有极大的发展潜力。虽然生物柴油来源广泛，但多数生物柴油的成本过高，制约其进一步发展应用，因此需要开发廉价原料油脂。微生物油脂作为生物柴油的一种，多为长链脂肪酸的单基烷酯且大多数为C16或C18化合物，燃烧热值高，可替代柴油使用，由于微生物油脂的脂肪酸组成和一般植物油基本相同，被认为是生物柴油生产的可再生替代原料。
玉米秸秆作为农业废弃物，具有数量多、价格低廉的特点。玉米秸秆中含有丰富的木质纤维素，其中的纤维素和半纤维素可成为微生物发酵的重要糖分来源。木质纤维素经水解后可生成葡萄糖、木糖、阿拉伯糖等，可为微生物生长提供碳源。因此，玉米秸秆是制备微生物油脂的理想原料。
目前，已有一些利用微生物发酵玉米秸秆水解液生产油脂的方法，但大多需要进行原料的脱毒处理，方法较为繁复，成本较高。中国专利申请CN104630293公开了一种利用木材水解液制备微生物油脂的方法，首先将木材进行热水处理得到木材水解液，将木材水解液去毒后添加盐分，调pH至7～9，灭菌后制备成培养基；再在培养基中接入产油脂菌的种子液发酵，收集菌体进行油脂交换反应得到微生物油脂。该方法需对水解液进行脱毒操作，存在糖分流失、工艺繁琐等问题。中国专利CN102634549通过对酵母进行驯化得到油脂酵母，驯化后的油脂酵母在木质纤维素水解液中的油脂得率系数为13～20％，比驯化前提高20％～30％。该方法虽然不需要对木质纤维素水解液进行脱毒处理，但是驯化后的酵母有潜在的产油表型不稳定及存在负突变的风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种方法简单、操作便捷、降低微生物制备成本、提高农业废弃物应用价值、绿色环保无污染的以玉米秸秆酸处理水解液生产微生物油脂的方法，该方法直接发酵玉米秸秆稀酸预处理水解液生产微生物油脂。
实现本发明目的的技术方案如下：
以玉米秸秆酸处理水解液生产微生物油脂的方法，具体步骤如下：
步骤1，玉米秸秆粉末加入到质量浓度为1％～3.5％的稀硫酸溶液，在110～200℃下预处理15～30min，过滤得到玉米秸秆干物；
步骤2，在玉米秸秆干物中加入纤维素酶与木聚糖酶组成的复配酶溶液，水解得到玉米秸秆水解液；
步骤3，在玉米秸秆水解液中加入终浓度为6.8～10.2g/L的酵母粉，1.1～3.3g/L的(NH)2SO4，3～9g/L的KH2PO4和Mg2SO4·7H2O，溶解后调节pH至5～7，灭菌，得到发酵培养基；
步骤4，在发酵培养基接种解脂耶氏酵母NRRL Y-1095，动态培养，发酵结束后，离心收集菌体，菌体经破碎后采用氯仿-甲醇法提取得到油脂。
优选地，步骤1中，所述的玉米秸秆粉末与稀硫酸溶液的质量比为1:9。
优选地，步骤2中，所述的纤维素酶与木聚糖酶的质量比为7:3。
优选地，步骤2中，所述的玉米秸秆水解液制备的具体步骤如下：
将玉米秸秆干物烘干后，按复配酶按照20mg酶蛋白/g葡聚糖的酶加量，在50℃、250rpm条件下水解预处理后的秸秆干物24小时，并在6000r/min转速下离心15min，得到玉米秸秆水解液。
优选地，步骤3中，所述的调节pH至5.8。
优选地，步骤3中，所述的调节pH所用的碱为NaOH。
优选地，步骤4中，所述的解脂耶氏酵母NRRL Y-1095的接种量为5～7％，发酵条件为30℃，180～250r/min，培养时间为96～120小时。
优选地，步骤4中，所述的离心速度为8000～12000rpm，离心时间为5～10min。
优选地，步骤4中，所述的氯仿-甲醇法提取油脂的具体步骤为：在湿菌体中加入4mol/L HCl，于78℃水浴处理1.5～2h，冷却后，加入甲醇，充分振荡，按甲醇：氯仿＝1：1(V/V)加入氯仿，振荡，离心，收集氯仿层，在剩余混合液中再加入氯仿，充分振荡，离心，收集氯仿层，合并氯仿提取液，将收集到的氯仿提取液烘干，冷却得到油脂。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明利用稀硫酸对玉米秸秆进行预处理后，使用复配酶水解预处理后的秸秆干物得到玉米秸秆水解液，通过微生物直接发酵得到含量较高的微生物油脂，得到的生物量为18.96g/L，油脂产量为2.66g/L，总糖利用率超过95％。
(2)本发明以玉米秸秆为原料，来源广泛，价格低廉，且无需对水解液进行脱毒处理，简化了操作步骤，降低了微生物油脂的生产成本，同时提高了农副产品的应用价值。
附图说明
图1为实施例1中稀酸预处理后玉米秸秆的酶解产糖和发酵产油脂曲线图。
图2为实施例3中稀酸预处理后玉米秸秆的酶解产糖和发酵产油脂曲线图。
图3为实施例5中稀酸预处理后玉米秸秆的酶解产糖和发酵产油脂曲线图。
图4为实施例7中稀酸预处理后玉米秸秆的酶解产糖和发酵产油脂曲线图。
图5为实施例9中稀酸预处理后玉米秸秆的酶解产糖和发酵产油脂曲线图。
图6为对比例1中3种酵母发酵稀酸预处理后玉米秸秆的酶解液产油脂的表型与实施例1中的解脂耶氏酵母NRRL Y-1095的产油脂表型的对比图。
图7为对比例2中解脂耶氏酵母ATCC 201249发酵稀酸预处理后玉米秸秆的酶解液产油脂的过程图。
图8为对比例3中稀酸预处理后玉米秸秆的酶解产糖和发酵产油脂曲线图。
图9为对比例4中稀酸预处理后玉米秸秆的酶解产糖和发酵产油脂曲线图。
图10为对比例5中稀酸预处理后玉米秸秆的酶解产糖和发酵产油脂曲线图。
具体实施方式
下面通过具体实施例和附图对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
实施例1
一种直接发酵稀硫酸预处理玉米秸秆的酶解液生产微生物油脂的方法，具体步骤如下：
(1)玉米秸秆水解液的制备
将玉米秸秆粉碎至碎片状，放入高温高压反应釜，按照玉米秸秆与稀硫酸溶液质量比(w/w)为1:9的比例加入质量百分数为1％的稀硫酸溶液，于160℃下预处理15min。预处理后的秸秆在60℃烘箱中烘至含水量10％。烘干后的秸秆加水至干物浓度为10％(w/w)，用盐酸调节pH至4.8左右，按40mg酶蛋白/g葡聚糖加入酶(复配酶，纤维素酶：木聚糖酶＝7：3)，在50℃、250rpm条件下反应96小时，期间测水解液中葡萄糖、木糖的含量。4000r/min离心20min，得到玉米秸秆稀酸预处理水解液，及木质纤维素水解液。
用高效液相色谱法测水解液中糖含量。
(2)产油微生物的发酵培养
a)菌株的活化：在无菌条件下从甘油冻管中取出的菌液进行连续两代培养活化，传代时保证下一瓶发酵液初始OD600为1。培养基条件为60g/L葡萄糖，20g/L蛋白胨，10g/L酵母粉。菌的活化在250mL摇瓶中进行，装液量为50mL，在30℃、200rpm摇床条件每代培养24小时左右，接种时种子菌OD600在20左右(指数生长期)，接种量为5％(v/v)。
所用的培养基在121℃下灭菌20分钟。
b)发酵培养：在步骤(1)制得的水解液中终浓度按10.2g/L加入酵母粉，按2.2g/L加入(NH4)2SO4，按9g/L加入MgSO4·7H20，按9g/L加入KH2PO4，充分溶解后，将水解液pH调至5.8，作为发酵培养基，备用。
在发酵培养基中接入a)所得的发酵种子液，接种时确保初始OD600为1，在250mL摇瓶中进行，装液量为50mL，在30℃、200rpm摇床条件每代培养，发酵周期为96小时。发酵过程中每次取样时取2ml菌液，保存至-80℃备用。
用高效液相色谱法测发酵液中残糖浓度。
每次取样时取2ml菌液，在105℃烘箱中烘至质量基本不变，测量干重。
(3)微生物中油脂含量的测定
采用氯仿-甲醇法提取油脂，方法如下：
将步骤(2)b)中保存的发酵液于8000rpm离心5min，收集菌体，用去离子水洗涤2次。每克湿菌体加入10mL 4mol/L的HCl，于78℃水浴处理1.5～2h。冷却后，加入10mL甲醇，充分振荡，按甲醇：氯仿＝1：1(V/V)加入10mL氯仿，振荡30min，于8000rpm离心5min，收集氯仿层；将剩余混合液中再加入10mL氯仿，充分振荡，于8000rpm离心5min，收集氯仿层，合并氯仿提取液。将收集到的氯仿提取液于105℃烘干2h，冷却后称量，以油脂产量(g油脂/L发酵液)或油脂含量％(g油脂/g干菌体×100)计。
图1为实施例1中稀酸预处理后玉米秸秆的酶解产糖和发酵产油脂曲线图。从图中可以看出，在48～96小时内玉米秸秆干物的酶解就可以完成。酶解产生的葡萄糖和木糖在96h达到最高值，经检测，所得玉米秸秆稀酸预处理水解液中葡萄糖浓度为92.35±1.01g/L；酵母在96h接种，细胞干重和油脂积累在168h到达最高值，菌体生物量达到18.96g/L，油脂产量为2.66g/L。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，不同的是稀酸预处理时间由15min改为30min，预处理后的秸秆在60℃烘箱中烘至含水量10％。之后按实施例1中的方法得到玉米秸秆稀酸预处理水解液。制备发酵培养基时，水解液中终浓度按6.8g/L加入酵母粉，按3.3g/L加入(NH4)2SO4，按3g/L加入MgSO4·7H20，按3g/L加入KH2PO4，充分溶解后，将水解液pH调至5.8，作为发酵培养基，并用于后续发酵。经检测，发酵结束后菌体生物量最高达到16.68g/L，油脂产量最高为2.12g/L。
实施例3
本实施例与实施例1基本相同。不同的是预处理使用的硫酸质量分数为3.3％。之后按照实施例1制备水解液；制备发酵培养基时，水解液中终浓度按8.5g/L加入酵母粉，按2.2g/L加入(NH4)2SO4，按6g/L加入MgSO4·7H20，按6g/L加入KH2PO4，充分溶解后，将水解液pH调至5.8，作为发酵培养基，并用于后续发酵。
图2为实施例3中稀酸预处理后玉米秸秆的酶解产糖和发酵产油脂曲线图。从图中可以看出，在48～96小时内酶解就可以完成，酶解产生的葡萄糖和木糖在96h达到最高值，经检测，所得玉米秸秆稀酸预处理水解液中葡萄糖浓度为94.8±1.02g/L；酵母在96h接种，细胞干重和油脂积累在168h到达最高值，菌体生物量达到17.00g/L，油脂产量为2.35g/L。
实施例4
本实施例与实施例1基本相同。不同的是稀酸与处理时间由15min改为30min，预处理后的秸秆在60℃烘箱中烘至含水量10％。之后按照实例1中的方法得到玉米秸秆稀酸预处理水解液，及木质纤维素水解液。制备发酵培养基时，水解液中终浓度按6.8g/L加入酵母粉，按3.3g/L加入(NH4)2SO4，按3g/L加入MgSO4·7H20，按3g/L加入KH2PO4，充分溶解后，将水解液pH调至5.8，作为发酵培养基，并用于后续发酵。经检测，发酵结束后菌体生物量最高达到16.12g/L，油脂产量最高为1.98g/L。
实施例5
本实施例与实施例1基本相同。不同的是制备发酵培养基时，水解液中终浓度按8.5g/L加入酵母粉，按2.2g/L加入(NH4)2SO4，按6g/L加入MgSO4·7H20，按6g/L加入KH2PO4，充分溶解后，将水解液pH调至5.8，作为发酵培养基，并用于后续发酵。
图3为实施例5中稀酸预处理后玉米秸秆的酶解产糖和发酵产油脂曲线图。从图中可以看出，在48～96小时内酶解就可以完成，酶解产生的葡萄糖和木糖在96h达到最高值，经检测，所得玉米秸秆稀酸预处理水解液中葡萄糖浓度为92.3±1.01g/L；酵母在96h接种，细胞干重和油脂积累在168h到达最高值，菌体生物量达到18.3g/L，油脂产量为2.62g/L。
实施例6
本实施例与实施例1基本相同。不同的是稀酸预处理时间由15min改为30min，预处理后的秸秆在60℃烘箱中烘至含水量10％。之后按照实例1中的方法得到玉米秸秆稀酸预处理水解液，及木质纤维素水解液。制备发酵培养基时，水解液中终浓度按8.5g/L加入酵母粉，按1.1g/L加入(NH4)2SO4，按3g/L加入MgSO4·7H20，按3g/L加入KH2PO4，充分溶解后，将水解液pH调至5.8，作为发酵培养基，并用于后续发酵。经检测，发酵结束后菌体生物量最高达到15.89g/L，油脂产量最高为2.01g/L。
实施例7
本实施例与实施例1基本相同。不同的是预处理使用的硫酸质量分数为2.2％。之后按照实施例1制备水解液；不同的是制备发酵培养基时，水解液中终浓度按10.2g/L加入酵母粉，按3.3g/L加入(NH4)2SO4，按9g/L加入MgSO4·7H20，按9g/L加入KH2PO4，充分溶解后，将水解液pH调至5.8，作为发酵培养基，并用于后续发酵。
图4为实施例7中稀酸预处理后玉米秸秆的酶解产糖和发酵产油脂曲线图。从图中可以看出，在48～96小时内酶解就可以完成，酶解产生的葡萄糖和木糖在96h达到最高值，经检测，所得玉米秸秆稀酸预处理水解液中葡萄糖浓度为95.2±1.01g/L；酵母在96h接种，细胞干重和油脂积累在168h到达最高值，菌体生物量达到18.3g/L，油脂产量为2.99g/L。
实施例8
本实施例与实施例1基本相同。不同的是制备发酵培养基时，水解液中终浓度按6.8g/L加入酵母粉，按1.1g/L加入(NH4)2SO4，按3g/L加入MgSO4·7H20，按3g/L加入KH2PO4，充分溶解后，将水解液pH调至5.8，作为发酵培养基，并用于后续发酵。经检测，发酵结束后菌体生物量最高达到16.58g/L，油脂产量最高为2.29g/L。
实施例9
本实例与实例1基本相同。不同的是制备发酵培养基时，水解液中终浓度按8.5g/L加入酵母粉，按2.2g/L加入(NH4)2SO4，按6g/L加入MgSO4·7H20，按6g/L加入KH2PO4，充分溶解后，将水解液pH调至5.8，作为发酵培养基，并用于后续发酵。
图5为实施例9中稀酸预处理后玉米秸秆的酶解产糖和发酵产油脂曲线图。从图中可以看出，在48～96小时内酶解就可以完成，酶解产生的葡萄糖和木糖在96h达到最高值，经检测，所得玉米秸秆稀酸预处理水解液中葡萄糖浓度为92.3±1.01g/L；酵母在96h接种，细胞干重和油脂积累在168h到达最高值，菌体生物量达到21.25g/L，油脂产量为3.22g/L。
实施例10
本实施例与实施例1基本相同。不同的是稀酸预处理时间由15min改为30min，预处理后的秸秆在60℃烘箱中烘至预处理秸秆含水量10％。之后按照实例1中的方法得到玉米秸秆稀酸预处理水解液，及木质纤维素水解液。制备发酵培养基时，水解液中终浓度按6.8g/L加入酵母粉，按1.1g/L加入(NH4)2SO4，按3g/L加入MgSO4·7H20，按3g/L加入KH2PO4，充分溶解后，将水解液pH调至5.8，作为发酵培养基，并用于后续发酵。经检测，发酵结束后菌体生物量最高达到18.23g/L，油脂产量最高为2.54g/L。
对比例1
本对比例与实施例9基本相同，唯一不同的是采用的发酵菌株分别为解脂耶氏酵母ATCC 201249、解脂耶氏酵母ATCC MYA-2613、圆红冬孢酵母AS2.1390，以下3株菌株分别简称为“ATCC 201249”、“ATCC MYA-2613”、“AS2.1390”。发酵结束后测菌体生物量，油脂产量。
图6为对比例1中3种酵母发酵稀酸预处理后玉米秸秆的酶解液产油脂的表型与实施例1中的解脂耶氏酵母NRRL Y-1095的产油脂表型的对比。从图中可以看出，ATCC 201249的生物量为4.18g/L，油脂产量为0.51g/L，ATCC MYA-2613的生物量为7.35g/L，油脂产量为0.42g/L，AS2.1390的生物量为11.9g/L，油脂产量为1.36g/L，均显著低于实施例9中NRRLY-1095的生物量和油脂产量。
对比例2
本对比例与实施例1基本相同，唯一不同的是采用的发酵菌株为解脂耶氏酵母ATCC 201249。发酵结束后测菌体生物量，油脂产量。
图7为对比例2中解脂耶氏酵母ATCC 201249发酵稀酸预处理后玉米秸秆的酶解液产油脂的过程。从图中可以看出，在48～96小时内酶解就可以完成，酶解产生的葡萄糖和木糖在96h达到最高值，经检测，所得玉米秸秆稀酸预处理水解液中葡萄糖浓度为95.2±1.01g/L；酵母在96h接种，细胞干重和油脂积累在168h到达最高值，菌体生物量最高达到3.95g/L，油脂产量最高为0.49g/L。
对比例3
对比例3与实施例9基本相同，唯一不同的是发酵液中酵母膏的加量。稀酸预处理后的秸秆在60℃烘箱中烘至预处理秸秆含水量10％。之后按照实例1中的方法得到玉米秸秆稀酸预处理水解液，及木质纤维素水解液。制备发酵培养基时，水解液中终浓度按1.7g/L加入酵母粉，按3.3g/L加入(NH4)2SO4，按3g/L加入MgSO4·7H20，按3g/L加入KH2PO4，充分溶解后，将水解液pH调至5.8，作为发酵培养基，并用于后续发酵。
图8为对比例3中稀酸预处理后玉米秸秆的酶解产糖和发酵产油脂曲线图。从图中可以看出，在48～96小时内酶解就可以完成，酶解产生的葡萄糖和木糖在96h达到最高值，经检测，所得玉米秸秆稀酸预处理水解液中葡萄糖浓度为92.3±1.01g/L；酵母在96h接种，细胞干重和油脂积累在168h到达最高值，菌体生物量达到11.01g/L，油脂产量最高为2.32g/L，显著低于实施例9的结果。
对比例4
对比例4与实施例9基本相同，唯一不同的是发酵液中MgSO4·7H20和KH2PO4的加量。稀酸预处理后的秸秆在60℃烘箱中烘至预处理秸秆含水量10％。之后按照实例1中的方法得到玉米秸秆稀酸预处理水解液，及木质纤维素水解液。制备发酵培养基时，水解液中终浓度按10.2g/L加入酵母粉，按3.3g/L加入(NH4)2SO4，按15g/L加入MgSO4·7H20，按15g/L加入KH2PO4，充分溶解后，将水解液pH调至5.8，作为发酵培养基，并用于后续发酵。
图9为对比例4中稀酸预处理后玉米秸秆的酶解产糖和发酵产油脂曲线图。从图中可以看出，在48～96小时内酶解就可以完成，酶解产生的葡萄糖和木糖在96h达到最高值，经检测，所得玉米秸秆稀酸预处理水解液中葡萄糖浓度为92.3±1.01g/L；酵母在96h接种，细胞干重和油脂积累在168h到达最高值，菌体生物量达到16.33g/L，油脂产量最高为2.34g/L，显著低于实施例9的结果。
对比例5
本对比例与实施例9基本相同，唯一不同的是预处理时硫酸的加量。将玉米秸秆粉碎至碎片状，放入高温高压反应釜，按照玉米秸秆与稀硫酸溶液质量比(w/w)为1:9的比例加入质量百分数为5.55％的稀硫酸溶液，于160℃下预处理15min，预处理后的秸秆在60℃烘箱中烘至预处理秸秆含水量10％。之后按照实例1中的方法得到玉米秸秆稀酸预处理水解液，及木质纤维素水解液。制备发酵培养基时，水解液中终浓度按10.2g/L加入酵母粉，按3.3g/L加入(NH4)2SO4，按3g/L加入MgSO4·7H20，按3g/L加入KH2PO4，充分溶解后，将水解液pH调至5.8，作为发酵培养基，并用于后续发酵。
图10为对比例5中稀酸预处理后玉米秸秆的酶解产糖和发酵产油脂曲线图。从图中可以看出，在48～96小时内酶解就可以完成，酶解产生的葡萄糖和木糖在96h达到最高值，经检测，所得玉米秸秆稀酸预处理水解液中葡萄糖浓度为92.3±1.01g/L；酵母在96h接种，细胞干重和油脂积累在168h到达最高值，菌体生物量达到4.68g/L，油脂产量最高为0.41g/L，显著低于实施例9的结果。

Claims (9)

1.以玉米秸秆酸处理水解液生产微生物油脂的方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1，玉米秸秆粉末加入到质量浓度为1％～3.5％的稀硫酸溶液，在110～200℃下预处理15～30min，过滤得到玉米秸秆干物；
步骤2，在玉米秸秆干物中加入纤维素酶与木聚糖酶组成的复配酶溶液，水解得到玉米秸秆水解液；
步骤3，在玉米秸秆水解液中加入终浓度为6.8～10.2g/L的酵母粉，1.1～3.3g/L的(NH)2SO4，3～9g/L的KH2PO4和Mg2SO4·7H2O，溶解后调节pH至5～7，灭菌，得到发酵培养基；
步骤4，在发酵培养基接种解脂耶氏酵母NRRL Y-1095，动态培养，发酵结束后，离心收集菌体，菌体经破碎后采用氯仿-甲醇法提取得到油脂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，所述的玉米秸秆粉末与稀硫酸溶液的质量比为1:9。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，所述的纤维素酶与木聚糖酶的质量比为7:3。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，所述的玉米秸秆水解液制备的具体步骤如下：
将玉米秸秆干物烘干后，按复配酶按照20mg酶蛋白/g葡聚糖的酶加量，在50℃、250rpm条件下水解预处理后的秸秆干物24小时，并在6000r/min转速下离心15min，得到玉米秸秆水解液。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中，所述的调节pH至5.8。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中，所述的调节pH所用的碱为NaOH。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4中，所述的解脂耶氏酵母NRRLY-1095的接种量为5～7％，发酵条件为30℃，180～250r/min，培养时间为96～120小时。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4中，所述的离心速度为8000～12000rpm，离心时间为5～10min。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4中，所述的氯仿-甲醇法提取油脂的具体步骤为：在湿菌体中加入4mol/L HCl，于78℃水浴处理1.5～2h，冷却后，加入甲醇，充分振荡，按甲醇：氯仿＝1：1(V/V)加入氯仿，振荡，离心，收集氯仿层，在剩余混合液中再加入氯仿，充分振荡，离心，收集氯仿层，合并氯仿提取液，将收集到的氯仿提取液烘干，冷却得到油脂。
CN201810594510.4A 2018-06-11 2018-06-11 以玉米秸秆酸处理水解液生产微生物油脂的方法 Pending CN108795997A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810594510.4A CN108795997A (zh) 2018-06-11 2018-06-11 以玉米秸秆酸处理水解液生产微生物油脂的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810594510.4A CN108795997A (zh) 2018-06-11 2018-06-11 以玉米秸秆酸处理水解液生产微生物油脂的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108795997A true CN108795997A (zh) 2018-11-13

Family

ID=64088391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810594510.4A Pending CN108795997A (zh) 2018-06-11 2018-06-11 以玉米秸秆酸处理水解液生产微生物油脂的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108795997A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110004093A (zh) * 2019-04-24 2019-07-12 淮阴师范学院 一种枯草芽孢杆菌培养基原料及其制备方法和应用、提高杆菌霉素d产量的培养基
CN110016490A (zh) * 2019-04-24 2019-07-16 淮阴师范学院 一种用于生产杆菌霉素d的发酵培养基和生产杆菌霉素d的方法
CN111411141A (zh) * 2020-05-26 2020-07-14 山东理工大学 一种菌酶共酵玉米秸秆生产微生物油脂的方法
CN112941120A (zh) * 2021-03-01 2021-06-11 武汉科技大学 一种利用VFAs和木质纤维素原料生产微生物油脂的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101343644A (zh) * 2007-07-13 2009-01-14 中国科学院大连化学物理研究所 一种以玉米秸秆为原料制备微生物油脂的方法
CN102719499A (zh) * 2012-06-21 2012-10-10 天津科技大学 一种利用玉米秸秆水解液发酵生产微生物油脂的方法
CN104846024A (zh) * 2015-06-03 2015-08-19 长春工业大学 一种利用玉米秸秆为原料发酵生产微生物油脂及酯化的方法
CN108103117A (zh) * 2017-12-29 2018-06-01 佛山科学技术学院 一种利用酵母菌发酵玉米芯生产生物柴油的方法及其制成的生物柴油

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101343644A (zh) * 2007-07-13 2009-01-14 中国科学院大连化学物理研究所 一种以玉米秸秆为原料制备微生物油脂的方法
CN102719499A (zh) * 2012-06-21 2012-10-10 天津科技大学 一种利用玉米秸秆水解液发酵生产微生物油脂的方法
CN104846024A (zh) * 2015-06-03 2015-08-19 长春工业大学 一种利用玉米秸秆为原料发酵生产微生物油脂及酯化的方法
CN108103117A (zh) * 2017-12-29 2018-06-01 佛山科学技术学院 一种利用酵母菌发酵玉米芯生产生物柴油的方法及其制成的生物柴油

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EL-FADALY, H.A.: "PRODUCTION OF SINGLE CELL OIL FROM CORN GLUTEN MEAL BY Candida lipolytica", 《J. AGRIC. SC MANSOURA UNIV.》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110004093A (zh) * 2019-04-24 2019-07-12 淮阴师范学院 一种枯草芽孢杆菌培养基原料及其制备方法和应用、提高杆菌霉素d产量的培养基
CN110016490A (zh) * 2019-04-24 2019-07-16 淮阴师范学院 一种用于生产杆菌霉素d的发酵培养基和生产杆菌霉素d的方法
CN111411141A (zh) * 2020-05-26 2020-07-14 山东理工大学 一种菌酶共酵玉米秸秆生产微生物油脂的方法
CN112941120A (zh) * 2021-03-01 2021-06-11 武汉科技大学 一种利用VFAs和木质纤维素原料生产微生物油脂的方法
CN112941120B (zh) * 2021-03-01 2022-06-03 武汉科技大学 一种利用VFAs和木质纤维素原料生产微生物油脂的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108795997A (zh) 以玉米秸秆酸处理水解液生产微生物油脂的方法
CN101514349B (zh) 一种由竹材纤维制备燃料乙醇的方法
CN101182551B (zh) 碱法预处理植物纤维生产燃料酒精的方法
CN102154381B (zh) 一种以木质纤维素为原料联产乙醇和微生物油脂的方法
Liu et al. Consolidated bioprocess for bioethanol production with alkali-pretreated sugarcane bagasse
CN102041235B (zh) 一株耐高温酿酒酵母菌及其应用
CN105695524B (zh) 一种利用木质纤维素原料生产生物柴油的方法
CN104774877A (zh) 一种木质纤维素生物质联产乙醇、丙酮和丁醇的方法
CN102876590B (zh) 一株青霉突变株及其在制备纤维素酶中的应用
CN102250974A (zh) 一种微生物油脂的制备方法
CN106086085A (zh) 利用蔗渣纤维素和甘蔗糖蜜生产乙醇的方法
CN104846024A (zh) 一种利用玉米秸秆为原料发酵生产微生物油脂及酯化的方法
CN102925365B (zh) 一株深绿木霉菌株及其在制备纤维素酶方面的应用
CN102146345B (zh) 一种乙酸耐性乙醇生产酿酒酵母菌株及菌株筛选方法
CN102174410A (zh) 一株高产耐热耐酸纤维素酶的霉菌及发酵纤维乙醇新方法
CN102719499A (zh) 一种利用玉米秸秆水解液发酵生产微生物油脂的方法
CN101294171A (zh) 一种由木质纤维质原料制备微生物油脂的方法
CN111118071B (zh) 一种利用未脱毒纤维素原料生产木糖醇和乙醇的发酵方法
Xayasene et al. Bioethanol production from cassava (Manihot esculenta) peel using yeast isolated from durian (Durio zhibetinus)
Pradechboon et al. Alkali pretreatment and enzymatic saccharification of blue-green alga Nostochopsis lobatus for bioethanol production
CN106929547A (zh) 一种利用稻草高效联产甲烷和乙醇的方法
CN103160543B (zh) 一种提高含有木质纤维素原料的沼气产量的方法
CN103103221B (zh) 一种利用基因重组酵母混合培养将纤维素转化为乙醇的方法
CN109055458A (zh) 一种木质纤维素生物质原料的水解发酵方法
CN111411141B (zh) 一种菌酶共酵玉米秸秆生产微生物油脂的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181113

RJ01 Rejection of invention patent application after publication