1、1 前 言随 着 石 油 资 源 的 日 益 紧 缺 、 石 油 价 格 的 不 断 上涨 、 油 品 供 需 矛 盾 的 日 渐 显 现 及 环 境 污 染 问 题 的 更加 突 出 , 多 渠 道 开 发 可 再 生 油 脂 资 源 成 为 必 然 。 柴油 是 重 要 的 油 品 , 生 物 柴 油 具 有 能 量 密 度 高 、 含 硫量 低 、 燃 烧 充 分 、 润 滑 性 好 等 优 良 性 能 , 还 具 有 可 再生 、 易 生 物 降 解 、 储 运 安 全 、 抗 爆 性 能 好 等 特 点 , 可作 为 优 质 的 石 化 柴 油 代 用 品 1 。 目 前 , 国 外
2、 用 于 生产 生 物 柴 油 的 原 料 主 要 是 植 物 油 , 但 原 料 成 本 占 到总 成 本 的 7 0 % 8 5 % 2 , 经 济 可 行 性 差 。 产 油 微 生 物具 有 资 源 丰 富 、 油 脂 含 量 高 、 碳 源 利 用 谱 广 等 特 点 ,开 发 潜 力 大 , 所 以 微 生 物 油 脂 具 有 良 好 的 发 展 前景 , 可 能 在 未 来 生 物 柴 油 产 业 中 发 挥 重 要 的 作 用 。在 适 宜 条 件 下 , 某 些 微 生 物 产 生 并 储 存 的 油 脂占 其 生 物 总 量 的 2 0 % 以 上 , 具 有 这 样 表
3、型 的 菌 株 称为 产 油 微 生 物 3 。 已 知 细 菌 、 酵 母 、 霉 菌 、 藻 类 中 都有 能 产 生 油 脂 的 菌 株 , 但 以 酵 母 菌 和 霉 菌 为 主 。 微生 物 油 脂 ( M i c r o b i a l o i l s ) 又 称 为 单 细 胞 油 脂 ( S i n g l ec e l l o i l , S C O ) , 是 由 微 生 物 在 一 定 的 条 件 下 , 利 用 碳水 化 合 物 、 碳 氢 化 合 物 和 普 通 油 脂 作 为 碳 源 , 在 菌体 内 产 生 的 大 量 油 脂 4 。2 微 生 物 产 生 油 脂
4、 机 理微 生 物 产 生 油 脂 的 过 程 , 本 质 上 与 动 植 物 产 生油 脂 的 过 程 相 似 , 都 是 从 乙 酰 C o A 羧 化 酶 催 化 羧 化的 反 应 开 始 , 然 后 经 过 多 次 链 延 长 , 或 再 经 过 去 饱和 作 用 等 完 成 整 个 生 化 过 程 5 。 在 此 过 程 中 , 有 两个 主 要 的 催 化 酶 , 即 乙 酰 C o A 羧 化 酶 和 去 饱 和 酶 。其 中 乙 酰 C o A 羧 化 酶 催 化 脂 肪 酸 合 成 的 第 一 步 , 是第 一 个 限 速 酶 。 此 酶 是 由 多 个 亚 基 组 成 的
5、复 合 酶 ,结 构 中 有 多 个 活 性 位 点 , 因 此 该 酶 能 为 乙 酰 C o A 、A T P 和 生 物 素 所 激 活 。 去 饱 和 酶 是 微 生 物 通 过 氧 化去 饱 和 途 径 生 成 不 饱 和 酸 的 关 键 酶 , 这 一 过 程 称 之为 脂 肪 酸 氧 化 循 环 。K e n d r i c k 等 6 发 现 苹 果 酸 能 促 进 卷 枝 毛 霉 ( M u -c o r c i r c i n e l l o i d e s ) 的 微 粒 体 的 去 饱 和 作 用 , 使 表 观 终产 物 G L A 的 含 量 提 高 。 这 可 能
6、 是 苹 果 酸 酶 为 去 饱和 作 用 提 供 N A D P H 的 结 果 。 综 合 目 前 国 外 的 研 究 ,粘 红 酵 母 油 脂 合 成 的 机 理 可 分 为 四 个 环 节 : 两 个 前体 乙 酰 C o A 和 3 - 磷 酸 甘 油 的 形 成 ; 甲 羟 戊 酸 的 合成 , 乙 酰 C o A 形 成 脂 酰 C o A 和 鞘 脂 ; 以 甲 羟 戊 酸 为前 体 合 成 甾 醇 、 类 胡 萝 卜 素 和 碳 水 化 合 物 ; 以 乙 酰C o A 和 3 - 磷 酸 甘 油 为 前 体 合 成 磷 脂 酸 、 甘 油 二 脂 、甘 油 三 脂 和 磷
7、脂 。 由 此 可 见 , 在 酵 母 细 胞 内 油 脂 合成 的 多 少 , 乙 酰 C o A 起 了 主 导 作 用 , 而 乙 酰 C o A 的形 成 又 受 到 氮 源 多 少 、 A M P 和 异 柠 檬 酸 脱 氢 酶 活 力等 诸 多 因 素 的 影 响 7 。3 产 生 油 脂 的 微 生 物 菌 种细 菌 、 酵 母 、 霉 菌 、 藻 类 均 能 产 生 油 脂 , 但 以 酵母 和 霉 菌 为 主 。3 . 1 产 油 细 菌细 菌 在 高 葡 萄 糖 时 产 生 不 饱 和 的 甘 油 三 酸 酯 ,产 油 微 生 物 的 研 究 及 其 应 用易 绍 金 ,
8、郑 义 平( 长 江 大 学 化 学 与 环 境 工 程 学 院 , 湖 北 荆 州 4 3 4 0 2 3 )摘 要 介 绍 了 微 生 物 产 油 脂 机 理 , 讨 论 了 产 油 微 生 物 的 种 类 及 油 脂 合 成 的 影 响 因 素 , 并 对 微 生 物 油 脂 制 备 生 物 柴 油 的 应 用前 景 进 行 了 分 析 。关 键 词 产 油 微 生 物 微 生 物 油 脂 生 物 柴 油 影 响 因 素作 者 简 介 : 易 绍 金 , 教 授 , 1 9 8 4 年 毕 业 于 同 济 医 科 大 学 环 境 微 生物 学 专 业 , 现 就 职 于 长 江 大 学
9、化 学 与 环 境 工 程 学 院 , 主 要 从 事石 油 与 环 境 微 生 物 学 的 教 学 与 研 究 工 作 , 已 发 表 学 术 论 文 7 0余 篇 , 出 版 学 术 专 著 1 部 , 参 与 撰 写 专 著 3 部 。 9 0 第 1 1 卷 第 2 期2 0 0 6 年 4 月中 外 能 源C H I N A F O R E I G N E N E R G Y可 替 代 能 源但 大 多 细 菌 不 产 而 是 积 累 复 杂 的 类 脂 , 加 之 产 生 于细 胞 外 膜 上 , 提 取 困 难 , 故 产 油 细 菌 无 工 业 意 义 。3 . 2 产 油 霉
10、 菌 和 酵 母霉 菌 和 酵 母 产 的 油 脂 为 1 6 个 碳 原 子 和 1 8 个碳 原 子 , 与 许 多 植 物 油 脂 相 似 ; 脂 肪 酸 几 乎 都 是 不饱 和 的 脂 肪 酸 。 自 第 二 次 世 界 大 战 期 间 发 现 高 产 油脂 的 斯 达 油 脂 酵 母 ( L i p o m y c e s s t a r k e y i ) 、 粘 红 酵 母 属( R h o d o t o r u l a g l u t i n i s ) 、 曲 霉 属 ( A s p e r g i l l u s ) 以 及 毛 霉属 ( M u c o r ) 等 微
11、 生 物 以 来 , 寻 找 到 多 种 产 油 菌 种 , 并取 得 突 破 , 为 进 一 步 形 成 生 产 力 提 供 了 技 术 依 据 8 。罗 玉 平 等 9 分 离 到 一 株 高 产 棕 榈 油 酸 的 酵 母 , 总 脂棕 榈 油 酸 含 量 高 达 5 0 . 1 4 % ; 中 科 院 大 连 化 物 所 实验 室 筛 选 出 的 4 株 产 油 酵 母 能 同 时 转 化 葡 萄 糖 、 木糖 和 阿 拉 伯 糖 为 油 脂 , 菌 体 含 油 量 超 过 其 干 质 量 的5 5 % 1 0 。 最 近 希 腊 学 者 P a p a n i k o l a o u
12、 S . 等 报 道 利 用深 黄 被 孢 霉 ( M . . i s a b e l l i n a ) 进 行 高 浓 度 糖 发 酵 ( 初 始糖 浓 度 达 1 0 0 g / L ) , 油 脂 产 量 达 到 1 8 . 1 g / L , 显 示 出 很好 的 应 用 前 景 1 1 。 在 酵 母 、 霉 菌 等 真 核 微 生 物 中 , 某些 产 油 种 属 能 积 累 占 其 生 物 总 量 7 0 % 以 上 的 油 脂 ,其 中 以 甘 油 三 酯 ( T r i a c y l g c e r o l , T A C ) 为 主 , 约 占 8 0 %以 上 , 磷
13、 脂 约 占 1 0 % 以 上 1 2 。3 . 3 产 油 藻 类微 藻 的 太 阳 能 利 用 效 率 高 、 个 体 小 、 营 养 丰 富 、生 长 繁 殖 迅 速 、 对 环 境 的 适 应 能 力 强 、 容 易 培 养 , 因此 受 到 人 们 的 重 视 。 另 外 , 微 藻 中 不 但 油 脂 含 量 可观 1 3 , 而 且 直 接 从 微 藻 中 提 取 得 到 的 油 脂 成 分 与 植物 油 相 似 , 因 此 具 有 广 泛 的 应 用 价 值 , 它 不 仅 可 以替 代 石 油 作 为 生 物 柴 油 直 接 应 用 于 工 业 上 , 还 可 以作 为 植
14、 物 油 的 替 代 品 1 4 。 微 藻 ( 如 C h a r a c i u m p o l y -m o r p h u m 和 N e o c h l o r i s o l e o a b u n d a n s 等 ) 中 甘 油 三 酯的 含 量 丰 富 , 且 其 甘 油 三 酯 的 结 构 与 普 通 蔬 菜 油 甘油 三 酯 的 结 构 类 似 , 故 可 以 作 为 食 用 油 而 满 足 人 们对 食 用 油 脂 的 需 要 。 目 前 国 内 外 对 微 藻 脂 肪 酸 进 行了 大 量 研 究 , 但 报 道 较 多 的 是 小 球 藻 ( C h l o r
15、e l l a s p ) 、球 等 鞭 金 藻 ( I s o c h r y s i s g a l b a n a ) 、 三 角 褐 指 藻 ( P h a e o -d a c t y l u m t r i c o r n u t u m ) 等 1 5 , 其 总 脂 含 量 高 达 细 胞 干质 量 的 1 2 . 1 % 。 易 翠 平 、 杨 明 毅 1 6 用 重 量 法 测 定 了 3种 绿 藻 , 其 总 脂 肪 含 量 在 1 7 . 6 9 % 2 1 . 4 4 % 之 间 。 清华 大 学 缪 晓 玲 的 博 士 论 文 表 明 , 通 过 异 养 转 化 细
16、 胞工 程 技 术 可 以 获 得 脂 类 含 量 高 达 细 胞 干 质 量 5 5 %的 异 养 藻 细 胞 1 7 。 常 见 的 产 油 海 藻 有 硅 藻 ( D i a t o m )和 螺 旋 藻 ( S p i r u l i n a ) 。4 影 响 微 生 物 油 脂 合 成 的 因 素4 . 1 菌 种 因 素不 同 的 微 生 物 , 其 产 生 油 脂 的 含 量 及 油 脂 肪 酸组 成 均 不 相 同 。 细 菌 、 霉 菌 和 酵 母 、 藻 类 均 能 产 油脂 , 其 中 以 霉 菌 和 酵 母 为 主 。 表 1 、 表 2 列 举 了 几 种微 生 物
17、的 产 油 脂 情 况 。菌 种 菌 丝 体 干 质 量 / g 油 脂 质 量 / g 含 油 量 , %黑 曲 霉 5 . 5 2 9 0 0 . 2 1 8 1 3 . 9 4米 曲 霉 1 . 2 4 8 6 0 . 1 5 0 0 1 2 . 0 1少 根 根 霉 2 . 6 9 9 0 0 . 7 1 5 2 2 6 . 5 0红 酵 母 0 . 5 0 6 0 . 3 0 6 5 7 . 7 3酿 酒 酵 母 1 . 2 3 2 0 . 3 9 5 3 2 . 0 6表 1 不 同 菌 种 在 同 样 培 养 条 件 下 的 油 脂 含 量 1 8 表 2 不 同 菌 种 的 脂
18、 肪 酸 组 成 1 8 % ( 质 量 分 数 )C1 4 : 00 . 5 1 . 6 0 . 2 0 . 3 1C1 5 : 00 . 5 0 . 5 0 . 7 1C1 6 : 01 9 . 3 2 3 . 3 1 8 . 0 1 0 . 4 0 7 . 6 0C1 6 : 11 . 6 8 5 0 . 1 4C1 7 : 04 . 2 3 . 2 0 1 . 9 4C1 8 : 06 . 9 8 . 3 6 . 6 1 0 . 8 4 3 . 0 8C1 8 : 14 0 . 7 2 8 . 7 3 1 . 6 5 2 . 2 5 2 9 . 8 4C1 8 : 23 1 . 6 3
19、 0 . 8 3 2 . 8 4 2 . 9 4 1 . 9 4脂 肪 酸菌 种黑 曲 霉 米 曲 霉 少 根 根 霉 红 酵 母 酿 酒 酵 母 9 1 第 2 期 易 绍 金 等 . 产 油 微 生 物 的 研 究 及 其 应 用4 . 2 培 养 条 件 对 油 脂 合 成 的 影 响4 . 2 . 1 碳 源 、 氮 源 及 培 养 基 碳 氮 比 的 影 响碳 源 充 足 而 其 他 营 养 成 分 缺 乏 是 高 产 油 脂 的一 个 关 键 因 素 。 用 于 培 养 产 油 微 生 物 的 碳 源 很 多 ,如 葡 萄 糖 、 蔗 糖 、 淀 粉 糖 化 液 、 废 糖 蜜 、
20、 乳 糖 、 淀 粉 厂废 水 、 纸 浆 工 业 废 水 及 木 材 水 解 液 等 , 但 最 适 合 细胞 生 长 和 油 脂 合 成 的 碳 源 是 葡 萄 糖 。 氮 源 主 要 有 玉米 浆 、 氨 基 酸 、 硝 酸 盐 、 氨 盐 及 尿 素 。 黄 建 忠 等 人 1 9 进 行 的 不 同 氮 源 影 响 细 胞 油 脂 合 成 的 实 验 表 明 ,N H4N O3、 尿 素 等 适 合 于 细 胞 生 长 但 不 适 合 油 脂 的 合成 ; 蛋 白 胨 、 牛 肉 膏 不 适 于 细 胞 生 长 但 利 于 油 脂 合成 ; 酵 母 膏 不 仅 适 宜 细 胞 生 长
21、 , 而 且 是 油 脂 合 成 的最 佳 氮 源 。 微 生 物 生 产 油 脂 可 分 为 两 个 阶 段 , 即 菌体 增 殖 期 和 油 脂 积 累 期 。 两 阶 段 碳 氮 比 要 求 不 同 。氮 源 的 作 用 是 促 进 细 胞 生 长 , 因 此 培 养 前 期 要 求 低碳 氮 比 , 可 以 获 取 大 量 菌 丝 体 , 产 油 阶 段 要 求 高 碳氮 比 , 以 积 累 更 多 脂 肪 2 0 。4 . 2 . 2 温 度 的 影 响温 度 对 微 生 物 合 成 油 脂 的 影 响 较 大 , 适 宜 的 温度 可 以 促 进 产 油 微 生 物 对 油 脂 的
22、 合 成 , 而 过 高 或 过低 的 温 度 将 会 阻 碍 细 胞 油 脂 的 合 成 。 油 脂 生 成 的 最适 宜 温 度 大 多 在 2 5 左 右 。 温 度 可 影 响 油 脂 的 组成 、 含 量 , 温 度 低 时 不 饱 和 脂 肪 酸 含 量 将 会 增 加 2 1 。4 . 2 . 3 p H 值不 同 的 微 生 物 产 生 油 脂 的 最 适 宜 p H 值 不 同 ,酵 母 为 3 . 5 6 . 0 , 而 霉 菌 为 中 性 至 偏 碱 性 。 构 巢 曲 霉( A s p e r g i l l u s n i d u l a n s ) 在 p H 值
23、2 . 8 7 . 4 培 养 时 , 随 着p H 值 的 上 升 , 油 酸 含 量 增 加 。 而 培 养 油 脂 酵 母 的 培养 基 最 初 p H 值 越 接 近 中 性 , 稳 定 期 细 胞 油 脂 含 量越 高 2 1 。 藻 类 一 般 适 宜 中 性 或 微 碱 性 培 养 。4 . 2 . 4 培 养 时 间细 胞 合 成 油 脂 的 最 佳 时 间 与 产 油 菌 种 、 微 生 物所 处 生 长 阶 段 、 培 养 时 间 长 短 都 有 关 系 , 如 黑 曲 霉 、米 曲 霉 、 根 霉 、 红 酵 母 、 酿 酒 酵 母 的 最 佳 培 养 时 间 分别 为
24、3 d 、 7 d 、 7 d 、 5 d 、 6 d 2 1 。 油 脂 酵 母 含 油 量 在 生 长 对数 期 较 少 , 在 生 长 对 数 期 末 期 急 剧 增 加 , 至 稳 定 期初 期 达 到 最 多 4 。 培 养 时 间 不 足 , 会 因 菌 体 总 数 少 而影 响 油 脂 量 ; 培 养 时 间 过 长 , 细 胞 变 形 、 自 溶 , 油 脂难 以 收 集 , 同 样 影 响 油 脂 产 量 。4 . 2 . 5 无 机 盐 和 微 量 元 素适 当 增 加 无 机 盐 和 微 量 元 素 的 使 用 量 , 可 提 高真 菌 产 油 速 度 和 产 油 量 。
25、 国 外 有 人 对 构 巢 曲 霉 的 研究 表 明 , 在 培 养 基 中 适 当 调 整 N a+、 K+、 M g2 +、 S O42 -、P O43 -等 离 子 的 含 量 比 , 可 使 菌 体 油 脂 含 量 由 2 5 % 2 6 % ( 油 脂 生 成 率 6 . 7 7 . 9 ) 提 高 到 5 1 % ( 油 脂 生 成 率1 7 . 2 ) 。 而 有 人 利 用 油 脂 酵 母 ( L i p o m y c e s s t a r k e y i ) 生产 油 脂 的 实 验 证 明 , 在 培 养 基 中 增 加 铁 离 子 浓 度 ,可 加 快 油 脂 合
26、成 速 度 ; 增 加 锌 离 子 浓 度 , 可 提 高 油脂 累 积 量 2 2 。 但 需 注 意 , 任 何 无 机 盐 及 微 量 元 素 的增 加 剂 量 都 是 有 限 的 , 不 宜 过 多 。4 . 2 . 6 其 他 因 素 对 油 脂 合 成 的 影 响一 般 来 说 , 产 油 微 生 物 合 成 油 脂 都 需 要 氧 气 参与 , 因 此 需 供 应 充 足 的 氧 气 。 菌 体 生 长 期 孢 子 数 量过 多 , 单 细 胞 油 脂 产 量 反 而 下 降 。 细 胞 内 积 存 的 油脂 过 多 , 又 会 使 菌 体 失 去 增 殖 能 力 。 因 此 ,
27、 应 使 产 油菌 达 到 最 佳 孢 子 数 量 , 以 保 持 菌 体 的 增 殖 能 力 和 产油 生 理 状 态 。 添 加 某 些 中 间 物 , 如 乙 醇 、 乙 酸 盐 、 乙醛 等 可 增 加 油 脂 含 量 2 1 。5 产 油 微 生 物 的 应 用 及 研 究 方 向利 用 微 生 物 生 产 油 脂 是 一 种 新 的 油 脂 生 产 方法 。 半 个 世 纪 以 来 , 国 外 科 学 家 进 行 了 大 量 的 研 究 ,如 菌 种 筛 选 、 改 良 及 培 养 工 艺 的 摸 索 。 目 前 , 利 用 微生 物 生 产 油 脂 已 走 出 实 验 室 , 出
28、 现 产 业 化 的 萌 芽 及正 规 化 生 产 的 趋 势 。5 . 1 产 油 微 生 物 在 食 用 油 方 面 的 应 用微 生 物 油 脂 是 继 植 物 油 脂 、 动 物 油 脂 之 后 开 发出 来 的 又 一 人 类 食 用 油 脂 新 资 源 。 2 0 世 纪 8 0 年 代以 来 , - 亚 麻 酸 ( G L A ) 、 花 生 四 烯 酸 ( A A ) 含 量 高 的 微生 物 相 继 在 日 本 、 英 国 、 法 国 、 新 西 兰 等 国 投 入 工 业化 生 产 , 日 本 、 英 国 已 有 A A 发 酵 产 品 投 入 市 场 2 1 。2 0 世
29、 纪 9 0 年 代 以 来 , 开 发 利 用 微 生 物 进 行 功 能 性油 脂 的 生 产 成 为 一 大 热 点 , 如 利 用 深 黄 被 孢 霉 进 行G L A 的 生 产 , 以 及 利 用 微 生 物 培 养 生 产 E P A 、 D H A等 营 养 价 值 高 且 具 有 特 殊 保 健 功 能 的 功 能 油 脂 的研 究 5 。在 我 国 , 从 事 微 生 物 油 脂 研 究 的 有 华 中 科 技 大学 生 命 科 学 院 、 中 国 热 带 农 业 科 学 院 热 作 生 物 技 术国 家 重 点 实 验 室 等 , 他 们 在 微 生 物 油 脂 富 含
30、多 不 饱和 脂 肪 酸 ( 简 称 P U F A s ) 方 面 的 研 究 取 得 一 定 进 展 。中 国 科 学 院 等 离 子 体 物 理 研 究 所 第 四 研 究 室 的 专家 利 用 低 等 离 子 辐 射 诱 变 方 法 , 筛 选 出 富 含 花 生 四烯 酸 的 高 产 菌 种 , 武 汉 烯 王 生 物 工 程 有 限 公 司 进 一2 0 0 6 年 第 1 1 卷 9 2 中 外 能 源C H I N A F O R E I G N E N E R G Y步 研 究 并 利 用 这 一 技 术 , 实 现 了 工 业 化 生 产 。 武 汉福 星 生 物 药 业
31、有 限 公 司 目 前 已 实 现 大 规 模 工 业 化生 产 富 含 A A 的 微 生 物 油 脂 。5 . 2 产 油 微 生 物 在 生 物 柴 油 生 产 中 的 应 用 前 景产 油 微 生 物 除 可 代 替 动 植 物 油 脂 生 产 食 用 油脂 , 特 别 是 保 健 类 功 能 性 油 脂 外 , 还 可 以 作 为 生 产生 物 柴 油 的 油 源 。 生 物 柴 油 由 各 种 动 、 植 物 油 脂 经酯 化 或 转 酯 化 工 艺 而 得 , 而 大 部 分 微 生 物 油 的 脂 肪酸 组 成 和 一 般 植 物 油 相 近 , 以 C1 6和 C1 8系 脂
32、 肪 酸 ,如 油 酸 、 棕 榈 酸 、 亚 油 酸 和 硬 脂 酸 为 主 , 因 此 微 生 物油 脂 可 替 代 植 物 油 脂 生 产 生 物 柴 油 。 由 于 技 术 经 济原 因 , 过 去 单 细 胞 油 脂 很 少 有 规 模 化 生 产 的 报 道 。但 随 着 工 业 生 物 技 术 的 发 展 , 微 生 物 油 脂 发 酵 从 原料 到 过 程 都 在 不 断 取 得 新 的 进 展 。 最 近 美 国 国 家 可再 生 能 源 实 验 室 ( N R E L ) 的 报 告 特 别 指 出 , 微 生 物 油脂 发 酵 可 能 是 生 物 柴 油 产 业 和 生
33、物 经 济 的 重 要 研究 方 向 2 3 。当 前 生 物 柴 油 的 研 究 已 是 世 界 科 研 的 焦 点 , 世界 各 国 纷 纷 根 据 本 国 国 情 选 择 合 适 的 油 脂 原 料 生产 生 物 柴 油 , 大 多 采 用 植 物 油 脂 制 取 生 物 柴 油 。 植物 油 脂 因 生 长 周 期 长 、 占 地 面 积 大 , 不 符 合 我 国 国情 , 因 此 油 脂 原 料 供 给 问 题 是 我 国 生 物 柴 油 产 业 发展 的 关 键 。 产 油 微 生 物 具 有 资 源 丰 富 、 油 脂 含 量 高 、生 长 周 期 短 、 碳 源 利 用 谱
34、广 、 不 受 气 候 限 制 等 特 点 ,易 于 实 现 大 规 模 生 产 。 加 快 微 生 物 油 脂 发 酵 技 术 创新 和 产 业 化 进 程 , 可 为 我 国 未 来 生 物 柴 油 产 业 化 和油 脂 化 工 行 业 的 健 康 发 展 提 供 保 障 。现 代 生 物 技 术 的 发 展 使 产 油 微 生 物 的 研 究 技术 在 不 断 趋 向 成 熟 。 微 生 物 用 于 油 脂 工 业 已 成 为 现实 , 但 随 着 能 源 危 机 和 环 境 保 护 问 题 的 突 出 , 其 开发 研 究 方 向 主 要 为 : 继 续 寻 找 或 改 良 高 产 油
35、 脂 菌 种 ; 降 低 产 油 微 生 物 培 养 成 本 , 如 利 用 廉 价 碳源 等 , 促 进 微 生 物 油 脂 产 业 化 ; 对 微 生 物 发 酵 产 油 脂 工 艺 进 行 优 化 ; 微 生 物 油 脂 替 代 植 物 油 脂 制 取 生 物 柴 油 ,降 低 生 物 柴 油 制 取 成 本 。目 前 国 际 上 对 产 油 微 生 物 甘 油 三 酯 生 物 合 成和 代 谢 调 控 机 制 的 研 究 已 取 得 重 要 进 展 , 如 能 通 过基 因 工 程 和 原 生 质 体 融 合 , 对 现 有 菌 种 进 行 改 造 ,是 获 得 高 产 油 脂 菌 株
36、 的 一 条 好 途 径 。 另 外 , 深 入 研究 微 生 物 在 产 油 脂 时 , 碳 源 、 氮 源 、 碳 氮 比 、 温 度 、p H 值 等 因 素 对 其 的 影 响 , 有 利 于 改 进 发 酵 工 艺 , 进一 步 降 低 发 酵 成 本 , 最 大 限 度 地 发 挥 菌 种 产 油 脂 的能 力 。 再 者 , 需 要 继 续 研 究 微 生 物 油 脂 的 提 取 纯 化技 术 , 为 微 生 物 油 脂 大 规 模 工 业 化 生 产 打 下 基 础 。因 此 , 产 油 微 生 物 的 研 究 , 特 别 是 利 用 产 油 微生 物 生 产 油 脂 为 生
37、物 柴 油 提 供 原 料 油 脂 方 面 的 研究 , 对 解 决 当 今 世 界 各 国 油 脂 原 料 供 应 问 题 、 促 进生 物 柴 油 的 推 广 使 用 、 解 决 环 境 问 题 和 人 类 能 源 问题 等 都 具 有 重 要 的 意 义 。参 考 文 献 :1 K S T y s o n . B i o d i e s e l r e s e a r c h p r o g r e s s 1 9 9 2 - 1 9 9 7 . N R E LT e c h n i c a l R e p o r t , N R E R / T P - 5 8 0 - 2 4 4 4
38、3 , 1 9 9 82 J V G e r p e n . B u s i n e s s m a n a g e m e n t f o r b i o d i e s e l p r o d u c e r s .N R E L T e c h n i c a l R e p o r t , N R E L / S R - 5 1 0 - 3 6 3 4 2 , 2 0 0 43 C R a t l e d g e , J P W y n n . T h e b i o c h e m i s t r y a n d m o l e c u l a r b i o l o g yo f
39、l i p i d a c c u m u l a t i o n i n o l e a g i n o u s M i c r o r g a n i s m s . A d v A p p lM i c r o b i o l , 2 0 0 2 , 5 1 : 1 5 14 颜 治 , 陈 晶 . 微 生 物 油 脂 及 其 开 发 利 用 研 究 进 展 . 粮 食 与 油 脂 ,2 0 0 3 ( 7 ) : 1 3 1 55 薛 飞 燕 , 张 栩 等 . 微 生 物 油 脂 的 研 究 进 展 及 展 望 . 生 物 加 工 过程 , 2 0 0 5 , 3 ( 1 ) : 2
40、 3 2 76 C R a t l e d g e . M i c r o b i a l L i p i d s V o l 2 . L o n d o n : A c a d e m i c P r e s s ,1 9 8 9 . 5 6 7 6 6 87 施 安 辉 , 谷 劲 松 等 . 高 产 油 脂 酵 母 菌 株 的 选 育 、 发 酵 条 件 的 优化 及 油 脂 成 分 分 析 . 中 国 酿 造 , 1 9 9 7 ( 4 ) : 1 0 1 18 蒲 海 燕 , 货 稚 非 , 刘 春 芬 等 . 微 生 物 功 能 性 油 脂 研 究 概 况 . 粮 食与 油 脂 ,
41、 2 0 0 3 ( 1 1 ) : 1 2 1 49 罗 玉 萍 , 杨 荣 英 , 李 思 光 等 . 产 棕 榈 油 酸 酵 母 菌 的 分 离 和 鉴 定 .微 生 物 学 报 , 1 9 9 5 , 3 5 ( 6 ) : 4 0 0 4 0 31 0 赵 宗 保 . 加 快 微 生 物 油 脂 研 究 为 生 物 柴 油 产 业 提 供 廉 价 原 料 .中 国 生 物 工 程 杂 志 , 2 0 0 5 , 2 5 ( 2 ) : 8 1 11 1 P a p a n i k o l a o u s , M K o m a i t i s , G A g g e l i s .
42、S i n g l e c e l l o i l ( S C O )p r o d u c t i o n b y M o r t i e r e l l a i s a b e l l i n g r o w n o n h i g h - s u g a r c o n -t e n t m e d i a . B i o r e s o u r t e c h n o l , 2 0 0 4 , 9 5 : 2 8 7 2 9 11 2 刘 波 , 孙 艳 等 . 产 油 微 生 物 油 脂 生 物 合 成 与 代 谢 调 控 研 究 进展 . 微 生 物 学 报 , 2 0 0 5
43、, 4 5 ( 1 ) : 1 5 3 1 5 51 3 P W B e h r e n s , D J K y l e . M i c r o a l g a e a s a s o u r c e o f f a t t y a c i d .F o o d L i p i d , 1 9 9 6 , 3 : 2 5 9 2 7 21 4 J B M R a t t r y . B i o t e c h n o l o g y a n d t h e f a t s a n d o i l s i n d u s t r y - A no v e r v i e w . J A m O
44、i l c h e m A o c , 1 9 8 4 , 6 1 : 1 7 0 1 1 7 1 21 5 蒋 霞 敏 , 郑 亦 周 . 1 4 种 微 藻 总 脂 含 量 和 脂 肪 酸 组 成 研 究 . 水 生生 物 学 报 , 2 0 0 3 , 2 ( 3 ) : 2 4 3 2 4 71 6 易 翠 平 , 杨 明 毅 . 三 种 绿 藻 总 脂 肪 和 脂 肪 酸 的 测 定 . 食 品 与 机 9 3 第 2 期 易 绍 金 等 . 产 油 微 生 物 的 研 究 及 其 应 用R e s e a r c h a n d A p p l i c a t i o n o f
45、O l e a g i n o u s M i c r o o r g a n i s mY i S h a o j i n , Z h e n g Y i p i n g( C o l l e g e o f C h e m i s t r y a n d E n v i r o n m e n t a l E n g i n e e r i n g , Y a n g t z e U n i v e r s i t y , J i n g z h o u H u b e i 4 3 4 0 2 3 ) A b s t r a c t T h e p a p e r i n t r o d
46、u c e s m e c h a n i s m o f p r o d u c i n g o i l s f r o m m i c r o o r g a n i s m , e x p o u n d s t h e s p e c i e s o fo l e a g i n o u s m i c r o o r g a n i s m a n d t h e f a c t o r s i n f l u e n c i n g o i l s y n t h e s i s , a n d a n a l y z e s t h e a p p l i c a t i o n
47、 p r o s p e c t o fb i o d i e s e l p r o d u c e d f r o m m i c r o b i a l o i l s . K e y w o r d s o l e a g i n o u s m i c r o o r g a n i s m ; m i c r o b i a l o i l s ; b i o d i e s e l ; i n f l u e n c i n g f a c t o r s械 , 2 0 0 1 , 8 2 : 3 61 7 缪 晓 玲 . 藻 类 可 再 生 能 源 的 利 用 及 藻 细 胞
48、抗 环 境 胁 迫 的 研 究 .北 京 : 清 华 大 学 , 2 0 0 41 8 李 小 松 , 俞 扬 帆 . 微 生 物 油 脂 . 食 品 科 技 , 1 9 9 7 ( 5 ) : 8 91 9 黄 建 忠 , 施 巧 琴 等 . 深 黄 被 孢 霉 高 产 脂 变 株 的 选 育 及 其 发 酵的 研 究 . 微 生 物 学 通 报 , 1 9 9 8 , 2 5 ( 4 ) : 1 8 7 1 9 12 0 徐 华 顺 , 罗 玉 萍 等 . 微 生 物 发 酵 产 油 脂 的 研 究 进 展 . 中 国 油 脂 ,1 9 9 9 , 2 4 ( 2 ) : 3 4 3 62
49、 1 董 欣 荣 , 曹 健 . 微 生 物 功 能 性 油 脂 的 研 究 . 郑 州 粮 食 学 院 学 报 ,1 9 9 9 , 2 0 ( 4 ) : 1 0 1 52 2 李 魁 , 徐 玉 民 等 . 真 菌 油 脂 的 合 成 条 件 及 预 处 理 方 法 . 中 国 油脂 , 1 9 9 6 , 2 1 ( 6 ) : 3 52 3 K S T y s o n , J B o z e l l , R W a l l a c e , e t a l . B i o m a s s o i l a n a l y s i s : R e -s e a r c h n e e d s a n d r e c o m m e n d a t i o n s . N R E L / T P - 5 1 0 - 3 4 7 9 6 , 2 0 0 4( 编 辑 张 峰 )2 0 0 6 年 第 1 1 卷 9 4 中 外 能 源C H I N A F O R E I G N E N E R G Y中 国 将 实
