微生物油脂的定义

微生物油脂的特点

微生物油脂的生产(1、产油微生物 2、微生物油脂合成的机理)

微生物油脂的应用(1、微生物油脂在食用油方面的应用 2、微生物油脂在生物柴油生产中的应用)

微生物油脂的定义

微生物油脂（microbial oils）又称单细胞油脂（single cell oil，SCO），是由酵母、霉菌、细菌和藻类等微生物在一定条件下利用碳水化合物、碳氢化合物和普通油脂为碳源、氮源、辅以无机盐生产的油脂和另一些有商业价值脂质。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 20%以上, 具有这样表型的菌株称为产油微生物。

微生物油脂的特点

微生物生产油脂不仅具有油脂含量高、生产周期短、不受季节影响、不占用耕地等优点；而且可用细胞融合、细胞诱变等方法，使微生物产生高营养油脂或某些特定脂肪酸组成油脂，如EPA、DHA、类可可脂等。

微生物油脂的生产

1、产油微生物

能够生产油脂的微生物有酵母、 霉菌、 细菌和藻类等 ,其中真核的酵母、 霉菌和藻类能合成与植物油组成相似的甘油三酯,而原核的细菌则合成特殊的脂类。目前研究得较多的是酵母、 藻类和霉菌。现在用于生产多不饱和脂肪酸的微生物主要为藻类、细菌和真菌,由于细菌产量低,所以目前主要集中在藻类和真菌。常见的产油酵母有:浅白色隐球酵母( Cryptococcus albidus) 、 弯隐球酵母( Cryptococcus albidun) 、 斯达氏油脂酵母( Lipomyces) 、 茁芽丝孢酵母( Trichospiron pullulans ) 、 产油油脂酵母 ( Lipomy slipo fer) 、 胶粘红酵母( Rhodotorula giutinis) 、 类酵母红冬饱( Rhodosporidium toru loides)等。常见的产油霉菌有:土霉菌( Asoergullus terreus) 、 紫瘫麦角菌( Clavicepspurpurea) 、 高梁褶抱黑粉菌( Tolyposporium) 、 高山被孢霉( Mortierella alpina) 、 深黄被孢霉( Mortierella isabellina)等。常见的产油海藻有:硅藻( diatom) 和螺旋藻( Spirulina) 。

2、微生物油脂合成的机理

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 CoA 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。在此过程中, 有两个主要的催化酶, 即乙酰 CoA 羧化酶和去饱和酶。其中乙酰 CoA 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复合酶,结构中有多个活性位点, 因此该酶能为乙酰 CoA、ATP 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。

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 CoA 和 3- 磷酸甘油的形成; 甲羟戊酸的合成, 乙酰 CoA 形成脂酰 CoA 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CoA和 3- 磷酸甘油为前体合成磷脂酸、甘油二脂、甘油三脂和磷脂。由此可见, 在酵母细胞内油脂合成的多少, 乙酰 CoA 起了主导作用, 而乙酰 CoA 的形成又受到氮源多少、 AMP 和异柠檬酸脱氢酶活力等诸多因素的影响。

微生物油脂的应用

1、微生物油脂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。20 世纪 80 年代以来, γ - 亚麻酸(GLA)、 花生四烯酸(AA)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 AA 发酵产品投入市场。20 世纪 90 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GLA 的生产, 以及利用微生物培养生产 EPA、 DHA等营养价值高且具有特殊保健功能的功能油脂的

研究。

2、微生物油脂在生物柴油生产中的应用

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 C16 和 C18 系脂肪酸,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(NREL)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物经济的重要研究方向。