微生物油脂开发及研究

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1、微生物油脂开发及研究摘　要：微生物油脂是一种应用前景广阔的新型油脂资源,正越来越受到人们的重视,该文对产油微生物常见种类、产油机理、微生物油脂的特点及产油微生物的必备条件，微生物油脂的开发应用现状等方面进行了综述,展望了其研究的发展前景。关键词：微生物油脂；开发应用现状；生物柴油；研究发展前景1引言微生物油脂(microbialoils)又称单细胞油脂(singlecelloil，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，在菌体内产生的大量油脂。微生物油脂主要是由不饱和脂肪酸(PUFAs)组成的甘油三酯(TAG)，在

2、脂肪酸组成上与植物油如菜籽油、棕榈油、大豆油等相似，是以C16和C18为主的脂肪酸。在一定的条件下，很多微生物如细菌、霉菌、酵母菌及藻类等可在菌体内产生大量油脂，有的干菌体含油量高达60%以上。微生物油脂的研究和开发，不仅丰富了传统的油脂工业技术，而且是工业化生产油脂的一个重要途径。尤其在目前人口增长使得油脂需求量与自然资源严重短缺的矛盾日益尖锐的情况下，开辟新油源—微生物油脂更具有重要的理论和实际意义[1]。1.1产油微生物种类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

3、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[2]。1.2微生物产生油脂机理微生物产生油脂过程，本质上与动植物产生油脂过程相似，都是从利用乙酰COA羧化酶的羧化催化反应开始，经过多次链的延长，或再经去饱和酶的一系列去饱和作用等，完成整个生化过程。其中去饱和酶是微生物通过氧化去饱和途径、生成不饱和脂肪酸的关键酶，该过程称之为脂肪酸氧化循环。Kendrack等发现苹果酸能促进卷枝毛霉(Mucorcircinelloides)微粒体的去饱和作用，使GLA含量增高，这可能是苹果酸酶为去饱和作用而提

4、供NADPH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4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[3]。2微生物油脂的特点及产油脂微生物必备条件2.1微生物油脂的特点(1)微生物适应性强，生长繁殖迅速，生长周期短，代谢活力强，易于培养和品种改良。(2)微生物产油脂所需劳动力低，占地面积小，且不受场地、气候和季节变化等的限制，能连续大规模生产。(3)微生物生长所需原材料来源丰富且便宜，可利用农

5、副产品、食品加工及造纸业的废弃物(如乳清、糖蜜、木材糖化液等)为培养基原料，十分有利于废物再利用和环境保护。(4)微生物油脂的生物安全性好。(5)可利用不同的菌株和培养基的产品构成变化较大的特点，尤其适合开发一些功能性油脂，如富含油酸、γ-亚麻酸、AA、EPA、DHA、角鲨烯、二元羧酸等的油脂以及代可可脂[3]。2.2产油脂微生物必备条件(1)具备或改良后具备合成油脂能力，油脂积累量大，含油量稳定在50%(体积分数)以上，且油脂转化率不低于15%。(2)能进行工业化深层培养，培养装置简单。(3)生长速度快，抗污染能力强。(4)油脂易提取。3微生物油脂的制备工艺[4]微生物油

6、脂的生产工艺流程如下：菌种筛选→原料→灭菌→菌体培养→菌体收集→预处理→油脂提取→精炼→成品油脂4微生物油脂开发应用现状4.1食品工业4.1.1奶与奶制品一些产油霉菌产生油脂后，可以用高油酸的葵花籽油调整花生四烯酸的浓度至40%生产的高ARA油（ARASCO），也可以用高油酸的葵花籽油调整DHA的浓度至40%制成高DHA油（DHASCO）。ARASCO和DHASCO允许在婴儿食品中使用[5]。目前在欧洲、中东、南亚和澳洲的市场上有许多使用ARASCO和DHASCO的婴儿食品。这些产品较那些不含此类必需脂肪酸的婴儿配制食品，更利于婴儿神经系统和视觉系统的发育。在美国DHASC

7、O也被制成胶囊产品，能显著提高DHA水平，降低血脂，提高血中高密度脂蛋白胆固醇的含量，但不影响低密度脂蛋白胆固醇的含量，使乳母的乳中DHA含量大幅提高，从而明显提高喂养婴儿的血液DHA含量。从被孢霉属真菌油脂中提取出的γ-亚麻酸[6]，添加到奶或奶粉中可提高其营养价值，使之接近母乳。亨氏公司、贝因美、飞鹤乳业、银桥乳业等知名乳品企业已添加了武汉福星生物药业有限公司生产的富含AA的微生物油脂。4.1.2可可脂[7]可可脂是世界上最贵重的油脂之一，其甘三酯组成主要为β-POS51.9%、β-SOS18.4%、β-POP