專利名稱：木薯發(fā)酵生產(chǎn)生物油脂的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬生物發(fā)酵生產(chǎn)油脂技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著石油資源的日益緊缺、石油價格的不斷上漲、油品供需矛盾的日漸顯現(xiàn)及環(huán) 境污染問題的更加突出，多渠道開發(fā)可再生油脂資源成為必然。柴油是重要的油品，生物 柴油具有能量密度高、含硫量低、燃燒充分、潤滑性好等優(yōu)良性能，還具有可再生、易生物降 解、儲運安全、抗爆性能好等特點，可作為優(yōu)質(zhì)的石化柴油代用品。目前，國外用于生產(chǎn)生物 柴油的原料主要是植物油，但原料成本占到總成本的70% 85%，經(jīng)濟可行性差。產(chǎn)油微 生物具有資源豐富、油脂含量高、碳源利用譜廣等特點，開發(fā)潛力大，所以微生物油脂具有 良好的發(fā)展前景，可能在未來生物柴油產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮重要的作用。木薯(Manihot)是多年生植物，廣泛種植于熱帶和亞熱帶的丘陵地帶。木薯生長 適應(yīng)性強，耐旱、耐貧瘠，在各種土壤中都能生長，是一種不與糧食爭地的作物。木薯的塊根 含30 %的淀粉，木薯干則含有70 %的淀粉，是被譽為“淀粉之王”，是很有前途的微生物油 脂生產(chǎn)原料。微生物油脂(Microbial oils)又稱為單細胞油脂(Single cell oil，SCO)，是由 微生物在一定的條件下，利用碳水化合物、碳氫化合物和普通油脂作為碳源，在菌體內(nèi)產(chǎn)生 的大量油脂。木薯生物油脂的研究和產(chǎn)業(yè)化，可以加速國家擺脫石油危機、減少環(huán)境污染， 具有很大的戰(zhàn)略意義和社會效益；并且可以幫助農(nóng)民致富，對農(nóng)村問題的解決有促進作用。 但是，目前還沒有一種有效的技術(shù)將木薯轉(zhuǎn)化成油脂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種有效地、可產(chǎn)業(yè)化地通過微生物的作用將木薯轉(zhuǎn)化成 微生物油脂產(chǎn)物的木薯發(fā)酵生產(chǎn)生物油脂的方法。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，依次包括木薯漿化過程、糖化過程、液體種子制備過程、糖 化液發(fā)酵過程、生物油脂提取過程；木薯漿化過程是以木薯為原料制造糊漿；糖化過程是 將糊漿在酶的作用下將糊漿糖化成糖化液；液體種子制備過程包括往濃度為50 200g/L 糖化液加入尿素、豆粕中的一種或者兩種的混合物，尿素、豆粕中的一種或者兩種的混合物 的用量為2 10g/L，按照每升的加入量分別加入無機鹽離子MgSO4 0. 5 1. 5g、KH2P042 3g、ZnS04 2 6mg、MnCl2 0. 1 0. 3umol、CuS04 0. 1 0. 3mg，補足余量水，調(diào) pH5. 0 7. 0， 接入產(chǎn)油微生物菌株，在搖床作用下及25 35°C氛圍下培養(yǎng)48 96h，制得液體種子；糖 化液發(fā)酵過程包括往濃度為50 200g/L的糖化液中加入尿素、豆粕中的一種或兩種混合 物，尿素、豆粕中的一種或兩種混合物的用量為2 10g/L，按照每升的加入量分別加入無 機鹽離子 MgSO4 0. 5 1. 5g、KH2PO4 2 3g、ZnSO4 2 6mg、MnCl2 0. 1 0. 3umol、CuSO4 0. 1 0. :3mg，補足余量水，調(diào)pH5. 0 7. 0，按照液體種子糖化液重量比為5 20%的 比例接入液體種子，在搖床作用下及25 35°C氛圍下，發(fā)酵培養(yǎng)48 得發(fā)酵液；生物油脂提取過程包括發(fā)酵液離心作用5 15min收集菌體，然后采用超聲波細胞破碎方法破 碎菌體細胞，再以有機溶劑提取細胞破碎后的油脂，有機溶劑成分包括氯仿、甲醇，氯仿 甲醇的重量比為1 1 3，提取后通過減壓蒸發(fā)回收溶劑，得生物油脂；或者以改進的 有機溶劑提取細胞破碎后的油脂，改進的有機溶劑包括乙醚、乙醇，乙醚、乙醇的重量比為 1 1 3，然后振蕩后靜置5 lOmin，離心取上清，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器或者減壓蒸餾回收乙醚 乙醇，得生物油脂。這里，發(fā)酵廢棄物中廢液可用于生產(chǎn)沼氣，廢渣可用于生產(chǎn)飼料。木薯漿化過程包括木薯細粉化過程、制漿過程，木薯細粉化過程包括木薯原料洗 凈，晾干，經(jīng)粉碎后過篩得細粉末；制漿過程包括粉末與40 60°C溫水按粉末溫水重量 比例為13 8混合攪拌調(diào)漿成為糊漿。糖化過程包括按照a_淀粉酶糊漿重量比為IOu 40u 1往糊漿中加入淀 粉酶，調(diào)節(jié)PH值為5 7，加熱至70 90°C保溫液化30 80min，然后冷卻至55 65°C， 然后按糖化酶糊漿重量比為IOOu 200u往糊漿中加入糖化酶，調(diào)pH值4 5，保溫糖化 50 80min，得糖化液。液體種子制備過程中的搖床的轉(zhuǎn)速為100 300r/min。糖化液發(fā)酵過程中的搖床轉(zhuǎn)速為100 300r/min。生物油脂提取過程的離心機的轉(zhuǎn)速在3000 6000rpm，離心時的氛圍為常溫。本發(fā)明的優(yōu)點是能有效地、可產(chǎn)業(yè)化地通過微生物的作用將木薯轉(zhuǎn)化成微生物油 脂產(chǎn)物。
具體實施例方式現(xiàn)結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述本發(fā)明依次包括木薯細粉化過程、制漿過程、糖化過程、液體種子制備過程、糖化 液發(fā)酵過程、生物油脂提取過程；木薯細粉化過程包括木薯原料洗凈，晾干，經(jīng)粉碎后過篩 得細粉末；制漿過程包括粉末與40 60°C溫水按粉末溫水重量比例為1 3 8混合 攪拌調(diào)漿成為糊漿；糖化過程包括按照a-淀粉酶糊漿重量比為IOu 40u 1往糊漿中 加入a-淀粉酶，調(diào)節(jié)pH值為5 7，加熱至70 90°C保溫液化30 80min，然后冷卻至 55 65°C，然后按糖化酶糊漿重量比為IOOu 200u往糊漿中加入糖化酶，調(diào)pH值4 5，保溫糖化50 80min，得糖化液；液體種子制備過程包括往濃度為50 200g/L糖化液 加入尿素、豆粕中的一種或者兩種的混合物，尿素、豆粕中的一種或者兩種的混合物的用量 為2 10g/L，按照每升的加入量分別加入無機鹽離子MgSO4 0. 5 1. 5g、KH2PO4 2 3g、 ZnSO4 2 6mg、MnCl20. 1 0. 3umol、CuS04 0. 1 0. 3mg，補足余量水，調(diào) pH5. 0 7. 0，接 入產(chǎn)油微生物菌株，在100 300r/min的搖床作用下及25 35°C氛圍下培養(yǎng)48 96h， 制得液體種子；糖化液發(fā)酵過程包括往濃度為50 200g/L的糖化液中加入尿素、豆粕中的 一種或兩種混合物，尿素、豆粕中的一種或兩種混合物的用量為2 10g/L，按照每升的加 入量分別加入無機鹽離子MgSO4 0. 5 1. 5g、KH2PO4 2 3g、ZnSO4 2 6mg、MnCl2 0. 1 0. 3umol、CuSO4 0. 1 0. :3mg，補足余量水，調(diào)pH5. 0 7. 0，按照液體種子糖化液重量比 為5 20%的比例接入液體種子，在轉(zhuǎn)速為100 300r/min搖床作用下及25 35°C氛圍 下，發(fā)酵培養(yǎng)48 得發(fā)酵液；生物油脂提取過程包括發(fā)酵液在3000 6000rpm常溫離心作用5 15min收集菌體，然后采用超聲波細胞破碎方法破碎菌體細胞，再以有機溶劑 提取細胞破碎后的油脂，有機溶劑成分包括氯仿、甲醇，氯仿甲醇的重量比為1 1 3， 提取后通過減壓蒸發(fā)回收溶劑，得生物油脂；或者以改進的有機溶劑提取細胞破碎后的油 脂，改進的有機溶劑包括乙醚、乙醇，乙醚、乙醇的重量比為1 1 3，然后振蕩后靜置5 lOmin，在3000 5000r/min轉(zhuǎn)速下離心取上清，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器或者減壓蒸餾回收乙醚乙 醇，得生物油脂。
權(quán)利要求
1.一種木薯發(fā)酵生產(chǎn)生物油脂的方法，其特征在于依次包括木薯漿化過程、糖化過程、 液體種子制備過程、糖化液發(fā)酵過程、生物油脂提取過程；木薯漿化過程是以木薯為原料制 造糊漿；糖化過程是將糊漿在酶的作用下將糊漿糖化成糖化液；液體種子制備過程包括往 濃度為50 200g/L糖化液加入尿素、豆粕中的一種或者兩種的混合物，尿素、豆粕中的一 種或者兩種的混合物的用量為2 10g/L，按照每升的加入量分別加入無機鹽離子MgSO4 0. 5 ~ 1. 5g、KH2PO4 2 3g、ZnSO4 2 6mg、MnCl2 0. 1 ~ 0. 3umol、CuSO4O. 1 0. 3mg，補 足余量水，調(diào)PH5. 0 7. 0，接入產(chǎn)油微生物菌株，在搖床作用下及25 35°C氛圍下培養(yǎng) 48 96h，制得液體種子；糖化液發(fā)酵過程包括往濃度為50 200g/L的糖化液中加入尿 素、豆粕中的一種或兩種混合物，尿素、豆粕中的一種或兩種混合物的用量為2 10g/L，按 照每升的加入量分別加入無機鹽離子MgSO4 0. 5 1. 5g、KH2PO4 2 3g、ZnSO4 2 6mg、 MnCl2 0. 1 0. 3umol、CuSO4 0. 1 0. 3mg，補足余量水，調(diào)pH5. 0 7. 0，按照液體種子 糖化液重量比為5 20%的比例接入液體種子，在搖床作用下及25 35°C氛圍下，發(fā)酵 培養(yǎng)48 得發(fā)酵液；生物油脂提取過程包括發(fā)酵液離心作用5 15min收集菌體，然 后采用超聲波細胞破碎方法破碎菌體細胞，再以有機溶劑提取細胞破碎后的油脂，有機溶 劑成分包括氯仿、甲醇，氯仿甲醇的重量比為1 1 3，提取后通過減壓蒸發(fā)回收溶劑， 得生物油脂；或者以改進的有機溶劑提取細胞破碎后的油脂，改進的有機溶劑包括乙醚、乙 醇，乙醚、乙醇的重量比為1 1 3，然后振蕩后靜置5 lOmin，離心取上清，用旋轉(zhuǎn)蒸 發(fā)器或者減壓蒸餾回收乙醚、乙醇，得生物油脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木薯發(fā)酵生產(chǎn)生物油脂的方法，其特征在于糖化過程包括按 照a-淀粉酶糊漿重量比為IOu 40u 1往糊漿中加入a_淀粉酶，調(diào)節(jié)pH值為5 7， 加熱至70 90°C保溫液化30 80min，然后冷卻至55 65°C，然后按糖化酶糊漿重量 比為IOOu 200u往糊漿中加入糖化酶，調(diào)pH值4 5，保溫糖化50 80min，得糖化液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的木薯發(fā)酵生產(chǎn)生物油脂的方法，其特征在于木薯漿化過 程包括木薯細粉化過程、制漿過程，木薯細粉化過程包括木薯原料洗凈，晾干，經(jīng)粉碎后過 篩得細粉末；制漿過程包括粉末與40 60°C溫水按粉末溫水重量比例為1 3 8混 合攪拌調(diào)漿成為糊漿。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的木薯發(fā)酵生產(chǎn)生物油脂的方法，其特征在于木液體種子 制備過程中的搖床的轉(zhuǎn)速為100 300r/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的木薯發(fā)酵生產(chǎn)生物油脂的方法，其特征在于糖化液發(fā)酵過程 中的搖床轉(zhuǎn)速為100 300r/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5所述的木薯發(fā)酵生產(chǎn)生物油脂的方法，其特征在于生物油 脂提取過程的離心機的轉(zhuǎn)速在3000 6000rpm，離心時的氛圍為常溫。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的木薯發(fā)酵生產(chǎn)生物油脂的方法，其特征在于生物油脂提取過 程的離心機的轉(zhuǎn)速在3000 6000rpm，離心時的氛圍為常溫。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的木薯發(fā)酵生產(chǎn)生物油脂的方法，其特征在于生物油脂提取過 程的離心機的轉(zhuǎn)速在3000 6000rpm，離心時的氛圍為常溫。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的木薯發(fā)酵生產(chǎn)生物油脂的方法，其特征在于生物油脂提取 過程的離心機的轉(zhuǎn)速在3000 6000rpm，離心時的氛圍為常溫。
全文摘要
一種木薯發(fā)酵生產(chǎn)生物油脂的方法，其特征在于依次包括木薯漿化過程、糖化過程、液體種子制備過程、糖化液發(fā)酵過程、生物油脂提取過程。本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有能有效地、可產(chǎn)業(yè)化地通過微生物的作用將木薯轉(zhuǎn)化成微生物油脂產(chǎn)物的優(yōu)點。
文檔編號C12P7/64GK102061317SQ20101054538
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月9日
發(fā)明者畢桂燦, 謝君, 趙志明 申請人:佛山市正合生物能源有限公司