粘红酵母在高氮环境中的油脂合成与关键酶的研究

论文摘要

油价的波动飙升,使生物柴油的前景更加光明。但是较高的生产成本仍然是制约生物柴油规模化的关键因素。利用粘红酵母发酵味精废水生产微生物油脂,既可以减轻大量的有机废水对环境的压力,同时又可得到微生物油脂。因此,该项研究以其经济和环保的双重意义备受关注。然而味精废水中往往含有较高浓度的铵盐（15-25g·L-1）,这严重影响了微生物生产油脂。本文重点利用摇瓶发酵对经诱变后的粘红酵母在高氮环境下的生长代谢、油脂积累情况及油脂合成的关键酶—柠檬酸裂解酶和苹果酸酶进行了研究。在高氮简单培养基中,粘红酵母经过摇瓶培养72h后,硫酸铵浓度为140g·L-1时的最大生物量为6.3g·L-1,仅是20g·L-1时的51.14%。培养液中硫酸铵浓度高于20g·L-1时,单细胞油脂含量随着硫酸铵浓度的增加并没有明显的降低反而呈现轻微的上升趋势。硫酸铵浓度为60g·L-1时,ATP：柠檬酸裂解酶的总酶活和比酶活都达到最大值。油脂的脂肪酸主要为棕榈酸（C16:0）,硬脂酸（C18:0）,油酸（C18:1）和亚油酸（C18:2）。在混合废水中,生长情况和在高氮简单培养基中的生长情况具有相似的变化规律。虽然在同一硫酸铵浓度的环境中,粘红酵母的生物量比在高氮简单培养基中低的多,但是油脂的脂肪酸组成却完全相同。此外,粘红酵母的油脂含量和苹果酸酶的总酶活呈简单的线性关系,其中相关系数R2=0.9697。这为微生物油脂在高氮环境下的规模化生产提供了理论支持和指导方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 国内外能源的现状和发展前景
• 1.2 味精废水简介
• 1.3 微生物油脂的相关研究
• 1.3.1 产油微生物的种类和微生物油脂简介
• 1.3.2 微生物油脂的研究现状
• 1.3.3 生产微生物油脂的原料
• 1.3.4 微生物油脂的代谢
• 1.3.4.1 脂肪酸的合成代谢
• 1.3.4.2 脂肪酸的分解代谢
• 1.4 选题依据、研究意义及研究思路
• 1.4.1 选题的依据及研究意义
• 1.4.2 研究思路
• 1.4.2.1 粘红酵母在高氮优化培养基中的培养培养
• 1.4.2.2 粘红酵母在混合味精废水中的培养
• 1.4.2.3 粘红酵母油脂代谢关键酶的研究
• 第二章 实验材料和方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 实验仪器
• 2.1.3 菌种
• 2.1.4 培养基
• 2.2 菌种培养方法
• 2.3 分析方法
• 2.3.1 生物量的测定
• 2.3.1.1 称重法
• 2.3.1.2 浊度比色法
• 2.3.2 发酵液中葡萄糖含量的测定
• 2.3.3 氨态氮的测定
• 2.3.4 pH值测定
• 2.3.5 油脂的提取
• 2.3.6 油脂脂肪酸成分的测定
• 2.3.7 酶活的测定
• 2.3.7.1 检测方法
• 2.3.7.2 粗酶液的制备
• 2.3.7.3 蛋白质浓度的测定
• 2.3.7.4 酶活性检测
• 第三章 粘红酵母在高氮简单培养基中的生长与油脂积累
• 3.1 前言
• 3.2 实验材料
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 实验仪器
• 3.2.3 菌种
• 3.2.4 培养基
• 3.3 菌种培养方法
• 3.4 分析方法
• 3.4.1 生物量测定
• 3.4.2 发酵液中葡萄糖含量的测定
• 3.4.3 氨态氮的测定
• 3.4.4 pH值测定
• 3.4.5 油脂的提取
• 3.4.6 油脂脂肪酸成分的测定
• 3.5 结果和讨论
• 3.5.1 硫酸铵浓度对粘红酵母生长的影响
• 3.5.2 糖及氨氮的利用情况
• 3.5.3 底物转化情况
• 3.5.4 油脂成分的分析
• 3.6 小结
• 第四章 粘红酵母在高氮味精废水中的生长及油脂积累
• 4.1 前言
• 4.2 实验材料
• 4.2.1 实验试剂
• 4.2.2 实验仪器
• 4.2.3 菌种
• 4.2.4 培养基
• 4.3 菌种培养方法
• 4.4 分析方法
• 4.4.1 生物量测定
• 4.4.2 发酵液中葡萄糖含量的测定
• 4.4.3 氨态氮的测定
• 4.4.4 pH值测定
• 4.4.5 油脂的提取
• 4.4.6 油脂脂肪酸成分的测定
• 4.5 结果与讨论
• 4.5.1 粘红酵母在味精废水中的生长情况
• 4.5.2 粘红酵母在味精废水中氨氮的代谢
• 4.5.2.1 粘红酵母对氨氮的利用
• 4.5.2.2 氨氮在细胞中的分配
• 4.5.3 粘红酵母在混合味精废水中pH的变化
• 4.5.4 混合味精废水中粘红酵母油脂含量及成分分析
• 4.5.4.1 混合味精废水中粘红酵母油脂含量
• 4.5.4.2 混合味精废水中粘红酵母油脂成分分析
• 4.6 小结
• 第五章 粘红酵母油脂合成代谢中关键酶的研究
• 5.1 前言
• 5.2 实验材料
• 5.2.1 实验试剂
• 5.2.2 实验仪器
• 5.2.3 菌种
• 5.2.4 培养基
• 5.3 菌种培养方法
• 5.4 分析方法
• 5.4.1 生物量测定
• 5.4.2 油脂的提取
• 5.4.3 酶活的测定
• 5.5 结果和讨论
• 5.5.1 粘红酵母苹果酸酶活性的研究
• 5.5.1.1 粘红酵母在氮源浓度较低的高氮简单培养基中油脂产量及苹果酸酶的活性
• 5.5.1.2 混合味精中粘红酵母在废水中苹果酸酶中的活性
• 5.5.2 ATP:柠檬酸裂解酶的酶活
• 5.6 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 附录一 实验所用试剂
• 附录二 实验所用仪器
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者与导师简介
• 北京化工大学