微生物油脂開發(fā)及研究

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1、微生物油脂開發(fā)及研究摘　要：微生物油脂是一種應(yīng)用前景廣闊的新型油脂資源,正越來越受到人們的重視,該文對產(chǎn)油微生物常見種類、產(chǎn)油機理、微生物油脂的特點及產(chǎn)油微生物的必備條件，微生物油脂的開發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀等方面進行了綜述,展望了其研究的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：微生物油脂；開發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀；生物柴油；研究發(fā)展前景1引言微生物油脂(microbialoils)又稱單細胞油脂(singlecelloil，SCO)，是由酵母、霉菌、細菌和藻類等微生物在一定條件下利用碳水化合物、碳氫化合物和普通油脂為碳源，在菌體內(nèi)產(chǎn)生的大量油脂。微生物油脂主要是由不飽和脂肪酸(PUFAs)組成的甘油三酯(TAG)，在

2、脂肪酸組成上與植物油如菜籽油、棕櫚油、大豆油等相似，是以C16和C18為主的脂肪酸。在一定的條件下，很多微生物如細菌、霉菌、酵母菌及藻類等可在菌體內(nèi)產(chǎn)生大量油脂，有的干菌體含油量高達60%以上。微生物油脂的研究和開發(fā)，不僅豐富了傳統(tǒng)的油脂工業(yè)技術(shù)，而且是工業(yè)化生產(chǎn)油脂的一個重要途徑。尤其在目前人口增長使得油脂需求量與自然資源嚴重短缺的矛盾日益尖銳的情況下，開辟新油源—微生物油脂更具有重要的理論和實際意義[1]。1.1產(chǎn)油微生物種類能夠生產(chǎn)油脂的微生物有酵母、霉菌、細菌和藻類等，其中真核的酵母、霉菌和藻類能合成與植物油組成相似的甘油三酯，而原核的細菌則合成特殊的脂類。目前研究

3、得較多的是酵母、藻類和霉菌?，F(xiàn)在用于生產(chǎn)多不飽和脂肪酸的微生物主要為藻類、細菌和真菌，由于細菌產(chǎn)量低，所以目前主要集中在藻類和真菌[2]。1.2微生物產(chǎn)生油脂機理微生物產(chǎn)生油脂過程，本質(zhì)上與動植物產(chǎn)生油脂過程相似，都是從利用乙酰COA羧化酶的羧化催化反應(yīng)開始，經(jīng)過多次鏈的延長，或再經(jīng)去飽和酶的一系列去飽和作用等，完成整個生化過程。其中去飽和酶是微生物通過氧化去飽和途徑、生成不飽和脂肪酸的關(guān)鍵酶，該過程稱之為脂肪酸氧化循環(huán)。Kendrack等發(fā)現(xiàn)蘋果酸能促進卷枝毛霉(Mucorcircinelloides)微粒體的去飽和作用，使GLA含量增高，這可能是蘋果酸酶為去飽和作用而提

4、供NADPH結(jié)果。綜合目前國外的研究，粘紅酵母油脂合成的機理可分為4個環(huán)節(jié)：兩個前體乙酰COA和3-磷酸甘油的形成；甲羥戊酸的合成，乙酰COA形成脂酰COA和鞘脂；以甲羥戊酸為前體合成甾醇、類胡蘿卜素和碳水化合物；以乙酰COA和3-磷酸甘油為前體合成磷脂酸、甘油二脂、甘油三脂和磷脂[3]。2微生物油脂的特點及產(chǎn)油脂微生物必備條件2.1微生物油脂的特點(1)微生物適應(yīng)性強，生長繁殖迅速，生長周期短，代謝活力強，易于培養(yǎng)和品種改良。(2)微生物產(chǎn)油脂所需勞動力低，占地面積小，且不受場地、氣候和季節(jié)變化等的限制，能連續(xù)大規(guī)模生產(chǎn)。(3)微生物生長所需原材料來源豐富且便宜，可利用農(nóng)

5、副產(chǎn)品、食品加工及造紙業(yè)的廢棄物(如乳清、糖蜜、木材糖化液等)為培養(yǎng)基原料，十分有利于廢物再利用和環(huán)境保護。(4)微生物油脂的生物安全性好。(5)可利用不同的菌株和培養(yǎng)基的產(chǎn)品構(gòu)成變化較大的特點，尤其適合開發(fā)一些功能性油脂，如富含油酸、γ-亞麻酸、AA、EPA、DHA、角鯊烯、二元羧酸等的油脂以及代可可脂[3]。2.2產(chǎn)油脂微生物必備條件(1)具備或改良后具備合成油脂能力，油脂積累量大，含油量穩(wěn)定在50%(體積分數(shù))以上，且油脂轉(zhuǎn)化率不低于15%。(2)能進行工業(yè)化深層培養(yǎng)，培養(yǎng)裝置簡單。(3)生長速度快，抗污染能力強。(4)油脂易提取。3微生物油脂的制備工藝[4]微生物油

6、脂的生產(chǎn)工藝流程如下：菌種篩選→原料→滅菌→菌體培養(yǎng)→菌體收集→預(yù)處理→油脂提取→精煉→成品油脂4微生物油脂開發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀4.1食品工業(yè)4.1.1奶與奶制品一些產(chǎn)油霉菌產(chǎn)生油脂后，可以用高油酸的葵花籽油調(diào)整花生四烯酸的濃度至40%生產(chǎn)的高ARA油（ARASCO），也可以用高油酸的葵花籽油調(diào)整DHA的濃度至40%制成高DHA油（DHASCO）。ARASCO和DHASCO允許在嬰兒食品中使用[5]。目前在歐洲、中東、南亞和澳洲的市場上有許多使用ARASCO和DHASCO的嬰兒食品。這些產(chǎn)品較那些不含此類必需脂肪酸的嬰兒配制食品，更利于嬰兒神經(jīng)系統(tǒng)和視覺系統(tǒng)的發(fā)育。在美國DHASC

7、O也被制成膠囊產(chǎn)品，能顯著提高DHA水平，降低血脂，提高血中高密度脂蛋白膽固醇的含量，但不影響低密度脂蛋白膽固醇的含量，使乳母的乳中DHA含量大幅提高，從而明顯提高喂養(yǎng)嬰兒的血液DHA含量。從被孢霉屬真菌油脂中提取出的γ-亞麻酸[6]，添加到奶或奶粉中可提高其營養(yǎng)價值，使之接近母乳。亨氏公司、貝因美、飛鶴乳業(yè)、銀橋乳業(yè)等知名乳品企業(yè)已添加了武漢福星生物藥業(yè)有限公司生產(chǎn)的富含AA的微生物油脂。4.1.2可可脂[7]可可脂是世界上最貴重的油脂之一，其甘三酯組成主要為β-POS51.9%、β-SOS18.4%、β-POP