选育皮状丝孢酵母发酵玉米秸秆积累油脂的研究

【摘要】：随着日益严重的全球性能源短缺与环境恶化,研究人员从环境保护和资源战略的角度出发,积极探索发展替代燃料及可再生能源,生物柴油就是其中一种。目前,生物柴油多是利用动植物脂肪及餐饮废油为原料制成,受原料成本及收集、运输的影响,经济可行性差。因此,寻找廉价易得的原料成了生物柴油产业化的关键。某些微生物能将纤维素降解物中的碳水化合物和碳氢化合物转化为油脂,无疑可为生物柴油的制备提供更加廉价而广泛的原料。 本文以皮状丝孢酵母(Trichosporon cutaneum) GIM 2.68为出发菌株,利用紫外线(UV)和硫酸二乙酯(DES)进行复合诱变,研究结果表明：利用15 W紫外灯,照射距离为30cm条件下,照射时间60s,可以筛选到油脂得率为30.4%,生物量为1.1354g/100ml的突变菌株(皮-60)。利用DES诱变皮-60时,处理浓度为1%,处理时间为70min,可以筛选到油脂得率为35.7%,生物量为1.2573g/100ml的突变菌株(皮-60-70),较出发菌株,油脂得率提高了33.7%,生物量提高了66.7%。 以玉米秸秆为原料,采用酸处理、酶处理、酸酶处理、碱酶处理以及微生物处理等预处理方法,利用正交试验,通过检测还原糖含量,获得玉米秸秆最佳预处理方法是微生物处理法,最佳预处理工艺条件是：利用产黄纤维单孢菌处理玉米秸秆,产黄纤维单胞菌的接种量为5%,培养温度为31℃,培养时间为3d,在最佳条件下可得还原糖含量为5.720mg/ml玉米秸秆降解物。利用纤维素酶和康宁木霉处理玉米秸秆的最佳条件是纤维素酶添加量为0.15%,康宁木霉接种量为10%,处理温度为30℃,处理时间为6d,在最佳条件下可得还原糖含量为4.326 mg/ml玉米秸秆降解物。 以皮-60-70为发酵生产菌,以产黄纤维单孢菌处理玉米秸秆及纤维素酶和康宁木霉处理玉米秸秆获得的降解物为主要原料,利用正交试验,通过检测发酵产物中油脂产量,获得油脂积累的最佳工艺条件为：起始发酵基质还原糖含量为4.326 mg/ml,皮-60-70接种量为11%,培养温度为28℃,培养时间为7d。在最佳工艺条件下测得每100g发酵产物中,可获得微生物油脂3.321g。 【关键词】：皮状丝孢酵母 复合诱变 菌株选育 发酵 玉米秸秆 微生物油脂
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TE667
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 绪论11-26
• 前言11-13
• 1 微生物油脂的研究进展13-16
• 1.1 微生物发酵生产油脂的优点13
• 1.2 产油微生物种类13-14
• 1.3 微生物油脂研究进展14-16
• 2 微生物菌种的诱变16-20
• 2.1 诱变育种方法16-18
• 2.2 诱变育种的步骤和基本过程18-20
• 3 玉米秸秆开发利用现状20-24
• 3.1 玉米秸秆的产量及化学成分20-21
• 3.2 玉米秸秆综合利用情况及面临的技术问题21-24
• 4 课题研究的目的、意义和主要研究内容24-26
• 4.1 课题研究的目的、意义24-25
• 4.2 主要研究内容25-26
• 第二章 皮状丝孢酵母高产油脂菌株的诱变育种26-35
• 前言26
• 1 材料与方法26-29
• 1.1 材料26-27
• 1.1.1 菌种26
• 1.1.2 培养基26
• 1.1.3 主要试剂26-27
• 1.1.4 主要仪器设备27
• 1.2 试验方法27-29
• 1.2.1 培养基的配制27
• 1.2.2 菌种的活化与扩大培养27-28
• 1.2.3 出发菌株生长曲线的绘制28
• 1.2.4 生物量与油脂含量的测定28
• 1.2.5 紫外线诱变28-29
• 1.2.6 硫酸二乙酯复合诱变29
• 1.2.7 突变菌株的初筛与复筛29
• 2 结果与分析29-34
• 2.1 皮状丝孢酵母生长曲线图29-30
• 2.2 紫外线诱变剂量选择与突变株的筛选30-32
• 2.3 硫酸二乙酯诱变剂量选择与正突变株的筛选32-34
• 2.4 出发菌株与突变株油脂得率34
• 3 本章小结34-35
• 第三章 玉米秸秆的最佳预处理工艺条件研究35-50
• 前言35
• 1 材料与方法35-40
• 1.1 材料35-37
• 1.1.1 菌种35-36
• 1.1.2 主要试剂36
• 1.1.3 主要仪器设备36-37
• 1.2 试验方法37-40
• 1.2.1 培养基的配制37
• 1.2.2 菌种的活化与扩大培养37
• 1.2.3 玉米秸秆的前处理37-38
• 1.2.4 玉米秸秆的酸处理38
• 1.2.5 玉米秸秆的酶处理38
• 1.2.6 玉米秸秆的酸酶处理38
• 1.2.7 玉米秸秆的碱酶处理38
• 1.2.8 玉米秸秆的微生物处理38-39
• 1.2.9 还原糖的测定DNS法39-40
• 2 结果与分析40-48
• 2.1 酸水解玉米秸秆正交试验及数据处理40-41
• 2.2 酶处理玉米秸秆正交试验及数据处理41-42
• 2.3 酸酶处理玉米秸秆正交试验及数据处理42-43
• 2.4 碱酶处理玉米秸秆正交试验及数据处理43-45
• 2.5 微生物处理玉米秸秆正交试验及数据处理45-48
• 3 本章小结48-50
• 第四章 皮状丝孢酵母菌突变株发酵玉米秸秆积累油脂的工艺条件研究50-57
• 前言50
• 1 材料与方法50-53
• 1.1 材料50-52
• 1.1.1 菌种50
• 1.1.2 培养基50-51
• 1.1.3 主要试剂51-52
• 1.1.4 主要仪器设备52
• 1.2 试验方法52-53
• 1.2.1 培养基的配制52
• 1.2.2 菌种的活化与扩大培养52
• 1.2.3 玉米秸秆降解物的制备52-53
• 1.2.4 微生物油脂发酵生产53
• 1.2.5 还原糖含量的测定53
• 1.2.6 油脂含量的测定53
• 2 结果与分析53-56
• 2.1 皮-60-70发酵产黄纤维单孢菌处理玉米秸秆积累油脂最佳工艺条件53-54
• 2.2 皮-60-70发酵纤维素酶和康宁木霉处理玉米秸秆积累油脂最佳工艺条件54-55
• 2.3 结果分析55-56
• 3 本章小结56-57
• 第五章 结论与展望57-59
• 1 结论57
• 2 展望57-59
• 参考文献59-62
• 致谢62-63
• 作者简历63-64
• 在读期间科研学术成果目录64-65

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