一种微生物油脂的制备方法
专利汇可以提供一种微生物油脂的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及 微 生物 油脂的制备方法，具体地说是一种以菊芋 块 茎为原料制备微生物油脂的方法，以菊芋块茎为原料，经清洗、 粉碎 或切丝、调浆或 水 浸提，获得固液混合物或浸提液，将产油微生物活菌液接种到灭过菌的固液混合物或浸提液中，通 风 振荡培养， 发酵 至醪液中总还原糖的浓度降至1％以下时停止，收集含油脂菌体，经常规的 有机 溶剂 提取方法提取获得微生物油脂。本发明可降低微生物油脂生产的原料成本，且工艺简便、油脂产量高，每100g鲜菊芋块茎(含水率为70～80％)可获得干菌休5.0～10.0g，微生物油脂2.5～5.0g。，下面是一种微生物油脂的制备方法专利的具体信息内容。
1.一种微生物油脂的制备方法，其特征在于：以菊芋块茎为原料，经清洗、粉碎或切丝、调浆或水浸提，获得固液混合物或浸提液，将产油微生物种子液接种到灭过菌的固液混合物或浸提液中，通风振荡培养，发酵至醪液中总还原糖的浓度降至1％以下时停止，收集含油脂菌体，经常规的有机溶剂提取方法提取获得微生物油脂；所述产油微生物为斯达氏油脂酵母、圆红冬孢酵母、粘红酵母或深黄被孢霉；所述固液混合物或浸提液应于100～121℃灭菌10～30分钟，然后用于产油微生物发酵，产油微生物种子液按固液混合物或浸提液总体积的5～20％添加，初始pH 2.0～7.0，于28～37℃、180～220r/min通风振荡培养。
2.按照权利要求1所述的微生物油脂的制备方法，其特征在于：
所述菊芋块茎为新鲜菊芋块茎、解冻后的低温储存新鲜菊芋块茎或干菊芋块茎；
当所采用的菊芋块茎为新鲜菊芋块茎或解冻后的低温储存新鲜菊芋块茎时，将菊芋块茎经清洗、粉碎或切丝，与水按质量体积比1∶1～5比例混合，调浆获得固液混合物，或水浸提获得浸提液，或加硫酸调节到pH 2.0～4.0后水浸提获得浸提液；
当所采用的菊芋块茎为干菊芋块茎时，将菊芋块茎粉碎，与水按质量体积比1∶3～8比例混合，调浆获得固液混合物，或水浸提获得浸提液，或加硫酸调节到pH 2.0～4.0后水浸提获得浸提液。
3.按照权利要求1或2所述的微生物油脂的制备方法，其特征在于：所述浸提温度为90～100℃，浸提时间15～60分钟，过滤除去残渣得到浸提液。
4.按照权利要求1所述的微生物油脂的制备方法，其特征在于：将收集的含油脂菌体按每克菌体加入2～4mol/L HCl 5～10mL计，于70～80℃对菌体消化处理30～60分钟，然后经有机溶剂提取，蒸馏回收有机溶剂，高沸点液体于80～105℃烘1～2小时，得到澄清、透明的液体产品，即微生物油脂。
技术领域
本发明涉及微生物油脂的制备方法，具体地说是一种以菊芋块茎为原料制备微生物油脂的方法。
背景技术
油脂不仅是生活必需品，还是油脂加工和可再生能源加工的原料，但是当前植物来源的油脂总量难以满足社会经济发展的需求。利用微生物发酵法将碳水化合物转化为油脂是一条发展潜力巨大的获取油脂资源的途径。利用各种廉价原材料培养产油微生物，可进一步降低微生物油脂的生产成本。
菊芋又名洋姜、鬼子姜，是多年生菊科草本植物，它适宜于在滩涂地、盐碱地生长。在沿海滩涂地种植的高产耐盐菊芋块茎干物质亩产可达1.2吨，块茎中含有丰富的菊粉，占其干重的70％以上。菊粉是由D-呋喃果糖经β-2，1-糖苷键连接而成的一种果聚糖，呈直链结构，聚合度为2～60个果糖，一般平均为10，其还原性末端有一分子葡萄糖残基，因此菊芋是一种含高糖的植物。目前对菊芋的利用主要是从菊芋块茎中提取菊粉，或利用菊粉酶将菊粉进一步水解获得高果糖浆，菊粉和高果糖浆均具有多种保健功能，可作为功能性食品添加剂使用。关于以菊芋为原料进行微生物油脂的生产目前末见相关报道。由于产油微生物能在多种碳源中生长，因此利用产油微生物转化高糖植物菊芋，获取微生物油脂，不但能降低微生物油脂生产的原料成本，而且可以节约耕地、改善环境、增加农业人口收入，是适合我国油脂资源短缺和耕地资源匮乏国情的新方向。
发明内容
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种微生物油脂的制备方法，以菊芋块茎为原料，经清洗、粉碎或切丝、调浆或水浸提，获得固液混合物或浸提液，将产油微生物活菌液接种到灭过菌的固液混合物或浸提液中，通风振荡培养，发酵至醪液中总还原糖的浓度降至1％以下时停止，收集含油脂菌体，经常规的有机溶剂提取方法提取获得微生物油脂。
采用的微生物通常为斯达氏油脂酵母、圆红冬孢酵母、粘红酵母或深黄被孢霉。
所述菊芋块茎为新鲜菊芋块茎、解冻后的低温储存新鲜菊芋块茎或干菊芋块茎；
当所采用的菊芋块茎为新鲜菊芋块茎或解冻后的低温储存新鲜菊芋块茎时，将菊芋块茎经清洗、粉碎或切丝，与水按质量体积比1:1～5比例混合，调浆获得固液混合物，或水浸提获得浸提液，或加硫酸调节到pH2.0～4.0后水浸提获得浸提液；
当所采用的菊芋块茎为干菊芋块茎时，将菊芋块茎粉碎，与水按质量体积比1:3～8比例混合，调浆获得固液混合物，或浸提获得浸提液，或加硫酸调节到pH2.0～4.0后水浸提获得浸提液。
所述浸提温度90～100℃，浸提时间15～60分钟，过滤除去残渣得到浸提液。
固液混合物或浸提液应于100～121℃灭菌10～30分钟，然后用于产油微生物发酵。产油微生物种子液按固液混合物或浸提液总体积的5～20％(v/v)添加，调节初始pH2.0～7.0，于28～37℃、180～220r/min通风振荡培养；发酵至醪液中总还原糖浓度降至1％以下时停止，离心收集含油脂菌体；将收集的含油脂菌体按每克菌体加入2～4mol/L HCl5～10mL计，于70～80℃对菌体消化处理30～60分钟，然后经常规的有机溶剂提取方法提取，蒸馏回收有机溶剂，高沸点液体于80～105℃烘1～2小时，得到澄清、透明的液体产品，即微生物油脂。
由本发明方法制备的微生物油脂经气相色谱分析，其油脂的脂肪酸组分以链长含16或18个碳原子的脂肪酸为主，每100g鲜菊芋可获得2.5～5.0g油脂。
本发明具有如下优点：
1.工艺简便、油脂产量高。本发明是以菊芋块茎为原料，经过清洗、粉碎或切丝、调浆或浸提，获得固液混合物或浸提液，添加产油微生物菌种，经液体通风发酵得到含油脂菌体，经提取获得微生物油脂的方法。采用本发明方法每100g鲜菊芋块茎(含水率为70～80％)可获得干菌体5.0～10.0g，微生物油脂2.5～5.0g。
2.生产成本低，生产周期短。本发明利用廉价的菊芋块茎为原料，进行微生物油脂发酵，可显著降低微生物油脂生产的原料成本，是一种资源高值化利用的新技术。
3.产品应用范围广。本发明制备的微生物油脂是一种新型油脂原料，其脂肪酸组成和一般植物油相近，以链长含16和18个碳原子的脂肪酸为主，可用作食品添加剂、油脂化工或可再生能源产品加工的原料。
下面是以菊芋块茎为原料制备微生物油脂的具体实施例，通过实施例可了解到不同工艺条件对微生物油脂产量的影响。
附图说明
图1为以菊芋块茎为原料制备微生物油脂的工艺流程简图。
具体实施方式
实施例1
依次按照下述工艺步骤制备微生物油脂：
A、原料前处理
将新鲜菊芋块茎清洗干净，与水按质量体积比1:1比例混合，用榨汁机粉碎、调浆，获得固液混合物，调节初始pH为3.0，于121℃灭菌15分钟后备用。
B、含油菌体的获得
将生长于YEPD培养基中的圆红冬孢酵母(Rhodosporidium toruloides)AS2.1389种子液(含106～108个细胞/mL)按5％的接种量接入到按照上述A工艺制备好的固液混合物中，30℃、200r/min振荡培养5天，于5000rpm离心10min收集菌体沉淀。
C、油脂的提取
按每克菌体加入4mol/L HCl5mL计，于70℃对菌体消化处理30分钟。冷却后，加入与HCl等量的甲醇，充分振荡，按氯仿∶甲醇＝2∶1(V/V)比例加入氯仿，充分振荡2分钟，静置分层后，收集氯仿层；再加氯仿提取一次，收集氯仿层。合并氯仿浸提液，加入等体积的0.1％NaCl溶液，充分振荡2分钟，静置分层后，收集氯仿浸提液，用无水Na2SO4过滤，旋转蒸发除去氯仿，再于105℃烘1小时至恒重，冷却后称重，100g鲜菊芋得到2.5g油脂。
实施例2
将鲜菊芋块茎粉碎，与水按质量体积比1:5比例混合，用榨汁机粉碎、调浆，获得固液混合物，调节初始pH6.0，于121℃灭菌15分钟后备用。
将生长于YEPD培养基中的斯达氏油脂酵母(Lipomyces starkeyi)AS2.1608种子液(含106～108个细胞/mL)按20％的接种量接入到按照上述A工艺制备好的固液混合物中，30℃、200r/min振荡培养5天，于5000rpm离心10min收集菌体沉淀。
油脂提取工艺同实施例1。
按照此工艺条件，100g鲜菊芋得到2.8g油脂。
实施例3
A、原料前处理
将干菊芋块茎粉碎，与水按质量体积比1:3比例混合调浆，获得固液混合物，pH7.0，于121℃灭菌15分钟后备用。
B、含油菌体的获得
将生长于YEPD培养基中的深黄被孢霉(Mortierella isabellina)AS3.3410种子液(含106～108个孢子细胞/mL)按10％的接种量接入到按照上述A工艺制备好的固液混合物中，37℃、220r/min振荡培养6天，于5000rpm离心10min收集菌体沉淀。
油脂提取工艺同实施例1。
按照此工艺条件，100g干菊芋可得10.2g油脂。
实施例4
A、原料前处理
将新鲜菊芋块茎洗净、切丝，取500g(含水率约为76.4％)，加入1000mL水，90℃浸提20分钟，过滤去残渣，得浸提液；残渣再加入500mL水于90℃浸提10分钟，过滤，弃去残渣，合并两次浸提液，pH7.0，于121℃火菌20分钟后备用。
B、含油菌体的获得
将生长于YEPD培养基中的斯达氏油脂酵母(Lipomyces starkeyi)AS2.1560种子液(含106～108个细胞/mL)按10％的接种量接入到按照上述A工艺制备好的浸提液中，30℃、180r/min振荡培养4天，于5000rpm离心10min收集菌体。
C、油脂的提取
按每克菌体加入2mol/L HCl10mL计，于80℃对菌体消化处理60分钟。冷却后，加入与HCl等量的甲醇，充分振荡，按氯仿∶甲醇＝2∶1(V/V)比例加入氯仿，充分振荡2分钟，静置分层后，收集氯仿层；再加氯仿提取一次，收集氯仿层。合并氯仿浸提液，加入等体积的0.1％NaCl溶液，充分振荡2分钟，静置分层后，收集氯仿浸提液，用无水Na2SO4过滤，旋转蒸发除去氯仿，再于105℃烘2小时至恒重，冷却后称重。
按照此工艺条件，100g鲜菊芋可得到22.1g总糖(蒽酮法测定，按果糖计)，5.7g干菌体，3.0g油脂。
实施例5
A、原料前处理
将新鲜菊芋块茎洗净、粉碎，与水按质量体积比1:2比例混合，用硫酸调节到pH2.0，于95℃浸提60分钟，过滤去残渣，得浸提液，pH2.0，于121℃灭菌10分钟后备用。
B、含油菌体的获得
将生长于YEPD培养基中的斯达氏油脂酵母(Lipomyces starkeyi)AS2.1390种子液(含106～108个细胞/mL)按10％的接种量接入到按照上述A工艺制备好的浸提液中，于30℃，220r/min振荡培养5天，于5000rpm离心10min收集菌体。
油脂的提取工艺同实施例4。
按照此工艺条件，100g鲜菊芋可得到21.6g总糖，6.2g干菌体，2.9g油脂。
实施例6
A、原料前处理
将新鲜菊芋块茎洗净、粉碎，与水按质量体积比1:5比例混合，用硫酸调节到pH4.0，于100℃浸提15分钟，过滤去残渣，得浸提液，pH4.5，于100℃灭菌10分钟后备用。
B、含油菌体的获得
将生长于YEPD培养基中的粘红酵母(Rhodotorula glutinis)AS2.703种子液(含106～108个细胞/mL)按10％的接种量接入到按照上述A工艺制备好的浸提液中，于28℃、220r/min振荡培养5天，于5000rpm离心10min收集菌体。
油脂提取工艺同实施例4。
按照此工艺条件，100g鲜菊芋可得到30.8g总糖，6.8g干菌体，2.8g油脂。
实施例7
将干菊芋块茎粉碎，与水按质量体积比1:8比例混合，于95℃浸提50分钟，过滤去残渣，得浸提液，调节pH6.0，于121℃灭菌15分钟后备用。
含油菌体的获得和油脂提取工艺同实施例4。
按照此工艺条件，100g干菊芋可得到62.5g总糖，26.7g干菌体，13.3g油脂。
实施例8
将干菊芋块茎粉碎，与水按质量体积比1:7比例混合，用硫酸调节到pH4.0，于95℃浸提50分钟，过滤去残渣，得浸提液，调节pH6.0，于121℃灭菌15分钟后备用。
将生长于YEPD培养基中的斯达氏油脂酵母(Lipomyces starkeyi)AS2.1560种子液(含106～108个细胞/mL)按15％的接种量接入到按照上述A工艺制备好的浸提液中，30℃、180r/min振荡培养7天，于5000rpm离心10min收集菌体。
油脂提取工艺同实施例4。
按照此工艺条件，100g干菊芋可得到70.2g总糖，26.4g干菌体，16.4g油脂。
实施例9
将于-20℃储存的新鲜菊芋取出，室温下解冻、切丝，与水按质量体积比1:2比例混合，于95℃浸提30分钟，过滤去残渣，得浸提液，pH6.5，于121℃火菌15分钟后备用。
含油菌体的获得和油脂提取工艺同实施例4。
按照此工艺条件，100g鲜菊芋可得到18.6g总糖，5.1g干菌体，3.4g油脂。
实施例10
将于-20℃储存的新鲜菊芋取出，室温下解冻、切丝，与水按质量体积比1:4比例混合，于90℃浸提60分钟，过滤去残渣，得浸提液，调节pH6.8，于121℃灭菌30分钟后备用。
采用圆红冬孢酵母(Rhodosporidium toruloides)AS2.1609接种，含油菌体的获得和油脂提取工艺同实施例4。
按照此工艺条件，100g鲜菊芋可得到17.8g总糖，6.2g干菌体，3.2g油脂。
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