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深黄被孢霉固态发酵生产油脂的工艺参数及机制研究

作　者: 孙若芸
导　师: 陈代文；余冰
学　校: 四川农业大学
专　业: 动物营养与食品工程
关键词: 深黄被孢霉 固态发酵 单细胞油脂 发酵条件优化 理化性质分析
分类号: S816.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本研究旨在利用高产油微生物固态发酵农业副产物以获取微生物油脂,并对其产油脂的可能机制做了初步探索。试验以液态发酵生产多不饱和脂肪酸(PUFAs)的深黄被孢霉为发酵菌株,通过筛选发酵底物、优化发酵条件,进而生产产品,并分析比较了发酵底物及产品的理化性质。本研究共包括以下3个试验。试验一深黄被孢霉液态发酵向固态发酵转化的研究本试验旨在对利用深黄被孢霉固态发酵农业副产物的可行性做初步探索。对购买的原始菌种的产油性质做了基本鉴定,并采用单因素试验设计筛选出液态发酵培养基最适的C源、N源,进而确定了固态发酵培养基营养液的C源、N源成分。固态发酵采用液态发酵的最适培养条件,以玉米淀粉和麸皮的混合物(1：1)作为发酵底物,连续发酵9 d,分别于发酵的第5d、7d、9d取样,并测定其粗脂肪、总能及还原糖含量。结果表明：在液态发酵过程中,发酵液pH值略有下降(从6.0降至5.5)；在发酵的第120 h、144 h,生物量和油脂产量分别达到峰值,为5.25 g/L和3.02 g/L；液态发酵培养基最适C源、N源分别为葡萄糖和酵母膏。在固态发酵过程中,发酵底物中还原糖浓度先升高后下降；发酵第5d、7d、9d的总能分别较发酵前提高了7.32%、8.28%和7.76%；油脂含量与发酵前相比有了极显著的提高(P<0.01),尤其是发酵第9d,油脂产量可达7.25g/100 g。试验二固态发酵底物筛选及发酵条件优化的研究本试验旨在进一步提高固态发酵的油脂产量。采用单因素试验设计与正交试验设计相结合,分别对发酵底物组成及发酵条件进行优化。结果表明：最适的固态发酵培养基为玉米淀粉和麸皮的混合物。最佳发酵条件为玉米淀粉：麸皮(1：3),接种量30%,含水量60%,装料量60g/250 mL,其中,含水量和装料量这两个因素对油脂产量影响极显著(P<0.01)。验证试验表明,油脂产量可达10.18 g/100 g；PUFAs中的γ-亚麻酸(GLA)和二十二碳六烯酸(DHA)分别占粗脂肪总量的4.03%和1.70%；总能从发酵前的3779.77 cal/g提高到了4885.39 cal/g。试验三深黄被孢霉产油机制的研究采用化学分析和扫描电镜分析及X-射线衍射分析法检测发酵前后底物的理化性质以揭示微生物的作用机制。结果表明：发酵降低了底物中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤木质素(ADL)、总淀粉、直链淀粉的含量,提高了产品还原糖浓度和蛋白质浓度；扫描电镜分析(SEM)表明,发酵后玉米淀粉颗粒被腐蚀,小颗粒淀粉增多；X-射线衍射图谱显示发酵使得玉米淀粉晶型结构消失。综上所述,利用深黄被孢霉固态发酵玉米淀粉和麸皮的混合物可生产含高不饱和脂肪酸的单细胞油脂,其机制与发酵底物结构改变以利于微生物利用有关。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-10
符号说明  10-11
目录  11-15
1 前言  15-16
2 文献综述  16-24
  2.1 微生物油脂的研究进展  16-17
    2.1.1 国外微生物油脂的研究进展  16
    2.1.2 国内微生物油脂的研究进展  16-17
  2.2 产油微生物的种类  17-18
    2.2.1 细菌  17
    2.2.2 酵母  17-18
    2.2.3 霉菌  18
    2.2.4 微藻  18
  2.3 霉菌产油脂及研究现状  18-24
    2.3.1 产油被孢霉及其产单细胞油脂(SCO)特点  19
    2.3.2 利用深黄被孢霉发酵生产SCO已有研究报道  19-21
    2.3.3 SCO的合成代谢途径  21-22
    2.3.4 GLA、EPA和ARA生物学功能及其应用  22-24
3 存在问题  24
4 研究目的、意义及技术路线  24-25
试验一 深黄被袍霉液态发酵向固态发酵转化的研究  25-34
  摘要  25
  1 材料与方法  25-28
    1.1 材料与试剂  25-26
    1.2 仪器与设备  26
    1.3 方法  26-28
      1.3.1 测定指标及方法  26-27
      1.3.2 菌种活化及种子液的准备  27
      1.3.3 菌体形态观察  27
      1.3.4 深层液态发酵动态曲线绘制  27
      1.3.5 固态发酵营养液C源,N源筛选  27-28
      1.3.6 固态发酵动态曲线的绘制  28
    1.4 数据统计与分析  28
  2 结果  28-31
    2.1 菌种形态观察  28-29
    2.2 深层液态发酵动态曲线  29
    2.3 最适C源,N源筛选结果  29-31
    2.4 固态发酵动态曲线  31
  3 讨论  31-33
  4 小结  33-34
试验二 固态发酵底物筛选及发酵条件优化的研究  34-42
  摘要  34
  1 材料与方法  34-36
    1.1 材料与试剂  34-35
    1.2 仪器与设备  35
    1.3 方法  35-36
      1.3.1 种子液的准备  35
      1.3.2 发酵底物的筛选  35
      1.3.3 发酵条件的优化  35-36
      1.3.4 验证试验  36
    1.4 数据统计与分析  36
  2 结果与分析  36-40
    2.1 发酵底物的确定  36-37
    2.2 发酵条件的确定  37-39
    2.3 验证试验结果  39-40
  3 讨论  40-41
  4 小结  41-42
试验三 深黄被袍霉产油机制的研究  42-52
  摘要  42
  1 材料与方法  42-43
    1.1 材料  42-43
      1.1.1 检测对象  42
      1.1.2 主要试剂  42-43
    1.2 主要仪器  43
    1.3 考察指标与方法  43
  2 结果  43-48
    2.1 发酵前后底物化学结构变化  43-46
      2.1.1 还原糖及蛋白质浓度测定结果  43-44
      2.1.2 CF、NDF、ADF和ADL测定结果  44-46
      2.1.3 淀粉及直链淀粉测定结果  46
    2.2 发酵前后底物物理结构变化  46-48
      2.2.1 扫描电镜分析结果  46-47
      2.2.2 X-射线衍射图谱  47-48
  3 讨论  48-51
    3.1 固态发酵对底物还原糖和蛋白质含量的影响  48-49
    3.2 固态发酵对底物中纤维组成的影响  49-50
    3.3 固态发酵对玉米淀粉理化性质的影响  50-51
  4 小结  51-52
全文结论  52
有待进一步研究的问题  52-53
参考文献  53-60
致谢  60

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中图分类: > 农业科学 > 畜牧、动物医学、狩猎、蚕、蜂 > 普通畜牧学 > 饲料 > 蛋白质饲料、能量饲料
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