發(fā)酵絲孢酵母利用工農(nóng)業(yè)廢棄物合成油脂研究.pdf

1、在過(guò)去的幾年，因微生物生長(zhǎng)周期短，人力消耗少，易于大規(guī)模培養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)，微生物油脂研究受到了廣泛的關(guān)注。然而在應(yīng)用過(guò)程中仍然存在著一些限制因子（比如原料成本）。為了提高微生物油脂生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，工農(nóng)業(yè)廢棄物被用到了發(fā)酵過(guò)程中。因此，本文旨在尋找能高效利用廢棄物資源發(fā)酵的可行措施。與此同時(shí)，我們完成了發(fā)酵絲孢酵母的第一次基因組草圖測(cè)序，并進(jìn)行了比較基因組分析，為高效生產(chǎn)微生物油脂的基因工程改造奠定了基礎(chǔ)。研究結(jié)果如下:
　　(1)通過(guò)與

2、番薯藤水解液(SVH)共發(fā)酵，甘油可以用作發(fā)酵絲孢酵母產(chǎn)生油脂的有效底物。液體深層發(fā)酵結(jié)果表明，發(fā)酵絲孢酵母在加入了10％ SVH的甘油培養(yǎng)基(GlycerolMM-10％ SVH)中培養(yǎng)，最大脂質(zhì)產(chǎn)率為7.45gl-1，生物量為17.95gl-1，比在單純的甘油礦物質(zhì)培養(yǎng)基中培養(yǎng)高出4.34倍。同時(shí)伴有多不飽和脂肪酸含量的急劇增加和甘油利用率的提高。動(dòng)力學(xué)模型分析進(jìn)一步表明，SVH對(duì)于生物量的形成和油脂的積累具有顯著的促進(jìn)效應(yīng)。

3、>　　(2)本課題還進(jìn)行了發(fā)酵絲孢酵母對(duì)糖蜜和SVH共發(fā)酵的研究。在對(duì)純糖蜜進(jìn)行發(fā)酵時(shí)，發(fā)酵絲孢酵母僅得到較低的脂質(zhì)積累;然而加入10％ SVH后，其脂質(zhì)產(chǎn)量變?yōu)樵瓉?lái)的1.35倍。在本課題中，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了敏感度分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)SVH劑量對(duì)脂質(zhì)產(chǎn)量的相對(duì)重要性僅次于發(fā)酵時(shí)間，這也進(jìn)一步證明了SVH對(duì)于脂質(zhì)產(chǎn)量有著顯著的影響。掃描電子顯微鏡和流式細(xì)胞術(shù)的結(jié)果表明培養(yǎng)基中含SVH時(shí)變形的細(xì)胞含量明顯減少。加入SVH后，酵母蘋果酸酶活性

4、由2.4U/mg升高到3.7U/mg。所有的結(jié)果都表明，對(duì)于糖蜜的脂質(zhì)發(fā)酵SVH是一個(gè)良好的添加物。
　　(3)本課題研究了在發(fā)酵絲孢酵母利用高壓或酸堿水解的番薯藤(SV)進(jìn)行生長(zhǎng)和脂質(zhì)積累的過(guò)程中，分步糖化發(fā)酵(SHF)與同步糖化發(fā)酵(SSF)的差異。結(jié)果表明，高壓處理的SV能夠顯著地促進(jìn)發(fā)酵絲孢酵母的脂質(zhì)積累。掃描電子顯微鏡和傅里葉變換紅外光譜法對(duì)不同預(yù)處理方式對(duì)于SV的影響也進(jìn)行了研究。此外，SSF得到的油脂產(chǎn)量（6.98g

5、l-1）比SHF(2.79gl-1)高將近3倍，且油脂含量由SHF的25％提高到SSF的36％。表明通過(guò)采用SSF和高壓處理的SV能明顯促進(jìn)發(fā)酵絲孢酵母的生長(zhǎng)和脂質(zhì)產(chǎn)生。
　　(4)在本研究中，對(duì)該酵母進(jìn)行了初步的基因組分析，得到了31.3Mb的基因組數(shù)據(jù)和并預(yù)測(cè)了12702個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因。與其他產(chǎn)油酵母相比，發(fā)酵絲孢酵母多拷貝基因和特有基因較多;與圓紅冬孢酵母NP11和解脂耶氏酵母CLIB122相比，發(fā)酵絲孢酵母中與脂肪酸延伸