产黑色素短梗霉P5菌株产重油的研究

刘园园

中国海洋大学

摘要：

随着经济的发展，生物能源的相关研究备受关注，现阶段其中备受看好的燃料乙醇和生物柴油在生产和使用上具有许多缺点，比如生产成本高、能量密度低、热值低。研究较多的微生物油脂位于细胞内，提取工艺复杂，在生产生物柴油上具有一定的应用限制。烷烃广泛存在于自然界中，在结构和性质上都与石油主要成分相似，现今发现一些细菌、真菌、微藻能产胞内和胞外烃类，因此利用微生物直接产胞外烷烃具有重要的现实意义，能直接取代石油主要成分烷烃。海洋酵母是否可以产胞外烷烃是本研究的主要内容。　　本研究从分离自红树林生态系统的100株海洋酵母菌中筛选出一株高产胞外重油的P5菌株，培养液中重油浓度最高为22.5 g/l。通过形态特征观察、生理生化反应、分子生物学3个方面的结果，P5菌株被鉴定为产黑色素短梗霉（Aureobasidium melanogenum）。通过单因子实验法优化P5菌株产重油的培养基和培养条件，确定P5菌株产重油的最佳培养基成分(w/v):12.0％葡萄糖，0.1％ NH4NO3,0.01％ KH2PO4,0.02％ MgSO4·7H2O,0.05％KCl，0.1％玉米浆，培养时间为7d，最优条件下培养液中重油浓度达31.8 g/l,菌体生长量达22.7 g/l。然后对P5菌株进行10-1发酵罐发酵，经168 h后，发酵液中重油浓度达32.5 g/l，菌体生长量达23.0 g/l。　　用气相色谱-质谱联用仪分析P5菌株所产重油的组成，发现其主要成分为C20以上的长链正烷烃，其中二十六烷、二十七烷和二十八烷分别占8.65％、8.76％和32.31％。这是首次报道有关酵母菌可以产胞外长链正烷烃。尽管本研究中P5菌株所产的正烷烃不能直接作为柴油和汽油原料，但可以作为石油精炼的原料，利用现有的石油精炼工艺通过催化剂催化制造生产不同碳链长度的烷烃。分析6个可能的烷烃生物合成途径，通过研究发现产黑色素短梗霉(A.melanogenum)基因DNA中具有类似于植物合成长链烷烃的CER6、CER1和CER3基因，这些基因编码的氨基酸序列和催化结构域也类似，推测产黑色素短梗霉（A.melanogenum）中可能存在类似于植物的烷烃合成途径，不过还有待于进一步验证。但是，用气相色谱仪分析P5菌株所产的胞内油脂成分，发现其主要成分是C16∶0(21.2％)、C16∶1(2.8％)、C18∶0(2.9％)，、C18∶1(39.8％)、C18∶2(33.3％)，与植物和其他酵母菌油脂的成分相似，是制备生物柴油的良好来源，而没有长链烷烃。

关键词：生物柴油;海洋酵母菌;化学成分;黑色素短梗霉

授予单位：中国海洋大学

授予学位：硕士

学科专业：微生物学

导师姓名：池振明

学位年度：2015

语种：中文

分类号：TE667

页数：92

在线出版日期：2016-03-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）