一种利用玉米秸秆为原料发酵生产微生物油脂及酯化的方法

摘要

本发明提供一种利用玉米秸秆为原料发酵生产微生物油脂及酯化方法，包括玉米秸秆酸处理，玉米秸秆滤渣酶水解，玉米秸秆水解液的中和，油脂微生物发酵培养，微生物油脂制备和微生物油脂酯化。使用价格低廉的玉米秸秆，减少了秸秆废弃物对环境的污染。所得微生物油脂经酯化可作为生物柴油。本发明的方法经预处理水解后的玉米秸秆，除生产微生物油脂外，其剩余的玉米秸秆滤渣及提油后菌粕仍可满足作为饲料的需要。而且，玉米秸秆经预酸处理酶水解后获得的可发酵糖可作为微生物发酵的培养液用于生产各种生物发酵产品，实现了对玉米秸秆综合利用的延伸及发展。

主权项

一种利用玉米秸秆为原料发酵生产微生物油脂及酯化的方法，其特征在于，步骤和条件如下：（1）玉米秸秆酸处理     在反应釜中加入碎粉至40‑200目玉米秸秆，按照干燥的玉米秸秆的质量g与水的体积mL的配比为1:8‑14加入水，再加入该溶液总体积比的0.5‑1.25%的硫酸，于100‑160℃恒温60‑150min，采用过滤或离心的方法得到玉米秸秆酸处理的上清液和玉米秸秆酸处理的滤渣；（2）玉米秸秆滤渣酶水解在反应釜中加入步骤（1）玉米秸秆酸处理的滤渣，按该滤渣干重g与水的体积mL的配比为1: 6‑12加入水，并按该滤渣干重再加入25FPU/g的纤维素混合酶，该混合酶的活性为80‑160IU/mL，于40‑60℃保温50‑80h，采用过滤或离心的方法得到玉米秸秆酶解的上清液；（3）玉米秸秆水解液的中和将步骤（1）和（2）得到的上清液混合，再将其浓缩至所含的还原糖质量浓度为60‑80 g /L，用Ca(OH)₂调pH值为6.0‑7.5，40‑70℃恒温20‑30min，离心除去沉淀，得到玉米秸秆水解液；（4）油脂微生物发酵培养a.种子培养：在无菌条件下将已长满深黄被孢霉（Mortierella isabellina）分生孢子的试管斜面加入2‑3mL无菌水，轻轻振荡使之悬浮于无菌水中，吸取孢子悬浮液加入已灭菌的马铃薯葡萄糖培养基中，摇瓶培养温度28‑30℃，摇瓶转速80‑100r/min，培养时间20‑24h，得到种子液；所述的马铃薯葡萄糖培养基的组成为：质量／体积浓度为20%的土豆汁1000mL，葡萄糖20g，KH₂PO₄ 3g，MgSO₄∙7H₂O 1.5g，pH 6.0；所述的所述的马铃薯葡萄糖培养基在121℃条件下灭菌15min；b.发酵培养：在步骤（3）得到的玉米秸秆水解液中，添加玉米秸秆水解液体积的0.8‑1.4g/L硫酸铵，在玉米秸秆水解液中接入步骤（4）的a得到种子液，接入的种子液是玉米秸秆水解液体积的6‑10%，在全自动发酵装置中进行培养，发酵温度28‑30℃，通气量0.5‑0.8vvm, 搅拌转速120‑200r/min，发酵周期72‑120h，过滤或离心获得油脂微生物菌体；所述的玉米秸秆水解液在121℃条件下灭菌15min；（5）微生物油脂制备将步骤（4）的b得到的油脂微生物菌体干燥，采用超临界二氧化碳萃取干燥的油脂微生物菌体细胞内油脂，条件为：二氧化碳流量20‑25kg/h、萃取时间1‑3h、萃取压力20‑35MPa、萃取温度30‑45℃、分离I温度50℃、分离I压力8Mpa、分离II温度38℃、分离II压力4.8Mpa，得到微生物油脂；（6）微生物油脂酯化在反应釜中加入步骤（5）得到的微生物油脂，按照微生物油脂与甲醇的摩尔比1∶8‑14加入甲醇，再加入微生物油脂质量0.5‑1.4wt%的KOH，搅拌，搅拌速度400r/min，反应温度55‑70℃，反应1‑3h后，停止搅拌，静置，水洗涤分离，干燥，获得脂肪酸酯。