3株油脂酵母产油特性的对比研究

周稳稳，李姝姝

（山西农业大学 植物保护学院，山西太谷 030801）

生物柴油是新能源领域的研发热点[1]。与普通柴油相比，生物柴油具有芳烃含量低、十六烷值高、高闪点、低温启动性较好等优点，是一种理想的柴油替代品[2]。但以动、植物油脂为原料进行生物柴油规模化生产还存在诸多问题[3]。目前世界各国生物柴油产业发展迅速，对原料需求旺盛，打破了原有的供需平衡，因此要进一步促进生物柴油产业的可持续发展，关键是能够找到廉价且量大的油脂原料。

微生物油脂（Microbial oil），是产油微生物在一定条件下合成并储存在体内的油脂，产油微生物包括酵母、丝状真菌、细菌、微藻等[3]。其中产油酵母种类多，其所产脂肪酸组成适合作为生物柴油的原料，引起各国学者的广泛关注和研究[4]。本研究旨在同一条件下对比3株产油酵母的产油能力和所产油脂的脂肪酸组成，为其进一步的工业化开发应用提供有价值的参考。

1 材料与方法

1.1 菌种

禾本红酵母（Rhodotorula graminis），皮状丝孢酵母（Trichosporon cutaneum），圆红冬孢酵母（Rhodosporidium toruloides），购于中国普通微生物菌种保藏中心。

1.2 培养基

YEPD斜面保藏培养基（g/L）：葡萄糖20，蛋白胨10，酵母浸粉10，琼脂粉18，pH 6.0；种子培养基为液体YEPD培养基；限氮培养基（g/L）：葡萄糖70，酵母浸粉0.75，（NH4）2SO40.1，KH2PO40.4，MgSO4·7H2O 1.5。以上培养基均在115 ℃下灭菌15min。

1.3 酵母培养方法

将斜面保藏的3株产油酵母分别接种于YEPD种子培养基中，28 ℃，200r/min培养24h，以1 %（v/v）的接种量接种于YEPD液体培养基中（药瓶装液量为1/5），相同条件下培养28h，得到3株产油酵母的种子液。将3株产油酵母种子液分别以10%（v/v）的接种量接种于限氮培养基中，于28 ℃，200r/min摇瓶培养至还原糖浓度不降低时结束发酵，每隔24h取样测定其还原糖浓度、生物量和油脂含量，每组试验设置两个平行样。

1.4 分析方法

葡萄糖浓度测定采用DNS法，生物量测定采用干重法，油脂提取和测定采用酸热法抽提干菌体内的油脂[5]。参照文献方法制备微生物油脂的脂肪酸甲酯[6]，采用气质联用仪（GCMS）分析其组成[7]。

2 结果与讨论

2.1 3株油脂酵母的产油对比

3株油脂酵母的产油对比见图1。

图1 3株酵母葡萄糖、生物量、油脂产量和油脂含量随时间变化曲线

由图1可知，禾本红酵母和皮状丝孢酵母对葡萄糖的利用规律相似，圆红冬孢酵母葡萄糖利用速率最大，120h后糖浓度降为0左右。圆红冬孢酵母的生物量96h时可达19.44g/L。禾本红酵母到发酵144h后油脂产量达5.0g/L以上。皮状丝孢酵母油脂产量达7.0g/L左右，圆红冬孢酵母在96h时油脂产量为12.5g/L。由此可见油脂积累能力，圆红冬孢酵母＞皮状丝孢酵母＞禾本红酵母。由表1可看出，圆红冬孢酵母的油脂得率显著高于其他两株产油酵母，这说明圆红冬孢酵母能将培养基中的葡萄糖高效地转化为油脂。

表1 3株油脂酵母生物量得率和油脂得率

2.2 3株产油酵母的脂肪酸组成对比

明确油脂的脂肪酸组成是决定其进一步开发和应用的关键。3种油脂酵母脂肪酸组成如表2所示。禾本红酵母脂肪酸种类最少，圆红冬孢酵母次之，圆红冬孢酵母脂肪酸种类最多。圆红冬孢酵母占比最大的为油酸、棕榈酸和硬脂酸；皮状丝孢酵母所产油脂中的油酸、棕榈酸和亚油酸含量最高；禾本红酵母脂肪酸组成中也是油酸、棕榈酸和亚油酸含量最高，但比例上存在明显差异，与文献报告结果相似[6]。由此可见，3株油脂酵母所产油脂主要组成与一般的植物油油脂组成相似。

表2 3株酵母脂肪酸组成对比

3 结论

在葡萄糖限N培养基中，圆红冬孢酵母的油脂得率显著高于其他两株产油酵母。3株油脂酵母脂肪酸主要为油酸、棕榈酸、亚油酸和硬脂酸，比例有显著差别，与一般的植物油组成相似，可作为生物柴油的原料。