微生物油脂产业化应用研究进展.pdf

1 0 C HI NA 0l L S AND F AT S 2 O 1 0 V0 1 ． 3 5 N o ． 1 1 微 生物油脂产 业化应用研究进展 李翔 ， 黎冬明 ， 郭晓敏 ， 葛 霞 ， 申鹏华 1 ．江西农业 大学 食 品科 学与 工程 学院 ， 南昌 3 3 0 0 4 5 ； 2 ．国家粮食储备局 西安 油脂科学研究设计院 ， 西安 7 1 0 0 8 2 摘要 对产油微生物的特点进行 了介绍 ， 并对主要微生物如酵母 、 霉菌、 细菌、 显微藻类各 自的产油 情况进行 了分析。微生物油脂 目前存在的主要 问题是产油率低、 成本较 高， 但是微生物油脂应用广 泛。随着研究的深入， 微生物油脂有望实现工业化生产并在营养保健、 新油源开发及生物柴油原料 等方面具有发展前景。 关键词 微 生物油脂 ； 应用； 产业化 中图分类号 T S 2 2 5 ； Q 9 3 9 ． 9 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 3 7 9 6 9 2 0 1 0 l 1 0 0 1 0 0 5 Re s e a r c h pr o g r e s s o n i n d us t r i a l i z e d a p pl i c a t i o n o f m i c r o bi a l o i l s L I Xi a n g ，LI Do n g mi n g ，GUO Xi a o mi n ，GE Xi a ， S HEN Pe n g h u a 1 ． C o l l e g e o f F o o d S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g ， J i a n g x i A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y ， N a n c h a n g 3 3 0 0 4 5 ， C h i n a ； 2． Xi ’ a n Oi l s Fa t s Re s e a r c h De s i g n I ns t i t u t e． S t a t e Ad mi n i s t r a t i o n o f Gr a i n Re s e r v e o f P ． R． C ． ， X i ’ a n 7 1 0 0 8 2 ， C h i n a Abs t r a c t T he c h a r a c t e ris t i c s o f o i l sp r o d u c i ng mi c r o o r g a n i s ms we r e i n t r o d u c e d． Th e o i l s a nd o i l sp r o d u c i n g c a p a c i t y o f t h e ma i n mi c r o o r g a ni s ms， s u c h a s y e a s t ， mo l d， ba c t e ria a n d mi c r o s c o p i c a l g a， we r e a na - l y z e d ． I n p r e s e n t t h e ma i n p r o b l e ms o n mi c r o b i a l o i l s we r e l o w o i l sp r o d u c i n g c a p a c i t y a n d h i g h c o s t ， b u t t h e mi c r o b i a l o i l s w e r e wi d e l y u s e d ． Wi t h f u r t h e r r e s e a r c h， t h e mi c r o b i a l o i l s p r o d u c t i o n w a s e x p e c t e d t o r e a l i z e i n d u s t ria l i z a t i o n， a n d t h e mi c r o b i a l o i l s h a d wi d e p r o s p e c t o n a p p l i c a t i o n i n n u t rit i o n a n d h e a l t h o i l ， n e w o i l s o u r c e a n d b i o di e s e l f e e ds t o c k． Ke y wo r d s mi c r o b i a l o i l s；a p p l i c a t i o n；i n d u s t ria l i z a t i o n 微 生物油脂 mi c r o b i al o i l s 又称单 细胞 油脂 s i n g l e c e l l o i l ， 具有潜在商业化价值 ， 可应用 于营 养保健品、 药物 、 水产养殖饲料和生物柴油原料等方 面¨ J 。早在一 、 二 战期 间， 德 国就利用 内孢霉属 和 单细胞藻类镰刀属的某些菌种生产油脂 以解决食用 油匮乏问题 ， 但 因经济技术等因素 中止了研究。微 生物油脂的研究 已历经近半个世纪 ， 随着现代 生命 科学 、 分子生物学 、 基因工程学、 生物学 、 化学等相关 学科的发展与相互渗透 ， 围绕筛选 高产油脂菌株制 备生物柴油 ， 开发富含 P U F A油脂 的保健 品已成为 微生物学和食品科学领域的研究热点。 1 产油微生物 收稿 日期 2 0 1 00 31 6 ； 修 回日期 2 0 1 0 0 9 0 2 作者简介 李翔 1 9 8 5 ， 女 ， 在读 硕士 ， 研 究方 向为食物 资 源开发与利用。 通讯作者 黎冬明， 讲师 E m a i l d ml i 2 0 0 6 1 6 3 ． c o rn。 某些微生物在一定条件下能将碳水化合物 、 碳 氢化合物和普通油脂等碳源转化为菌体内大量贮存 的油脂 ， 如果油脂含 量能超过生物 总量 的 2 0 ％ ， 即 称为产油微生物 J 。产油微生物资源丰富 ， 能在多 种培养条件下生长并进行工业化规模生产和开发 ， 因此有着 巨大的应用潜力。 1 ． 1 产油微生物的特点 用于工业化生产的菌株必须具备以下条件 ① 具备或改 良后具备合成油脂 的能力， 油脂积累量大 ， 含油量稳定并保持在 5 0 ％以上， 油脂转化率不低于 1 5 ％； ②能利用农副产品及工业废水、 废料进行工业 化深层培养且装置简单； ③所产油脂食用安全， 具有 良好的风味和消化吸收性； ④生长速度快， 抗污染能 力强， 沉淀、 过滤、 分离油脂容易 ． 2 J 。 1 ． 2 产 油微 生物 的种类 能够生产油脂的微生物有酵母 、 霉菌、 细菌和显 微藻类等， 其中真核的酵母、 霉菌和显微藻类能合成 2 0 1 0年 第 3 5卷 第 1 1 期 中国油脂 与植物油组成相似的甘油三酯 ， 而原核的细菌则合成 特殊的脂类。目前用于生产富含 P U F A油脂 的微生 物主要为真菌、 显微 藻类和细菌。由于细菌产油量 低 ， 所以 目前的研究主要集 中在显微藻类和真菌上。 1 ． 2 ． 1 酵母和霉菌 酵母和霉菌主要用于生产 富 含 P U F A的油脂 ， 其生产 的油脂 中脂肪酸大多为 1 6 和 1 8 个碳原子 ， 与许多植物油脂相似。 自二战期 问 发现高产油脂 的斯达油脂酵母 L ip o m y c e s s t a r k e y i 、 粘红酵母属 R h o d o t o r u l a g l u t i n i s 和 曲霉属 A s p e r g i l Z 以及毛霉属 Mu c o r 等微生物以来 ， 产油菌种 的 筛选取得突破 ， 为进一步形成 生产力提供 了技术依 据 j 。S t r e d a n s k a等 人筛选到产生 A R A的真菌， 总脂 中 A R A的含量达到 4 2 ％ ～5 5 ％。史 国利等 人利用气相色谱法研究假丝酵母 的分类 ， 其研究结 果对于利用假丝酵母生产微生物油脂的研究有着重 要的参考价值。R a d a v a n等 人 优化培养 基 ， 并对 T h r a u s t o c h y t r i u m A T C C 2 8 2 1 0进行培养 ， 5 d后 D H A 产量达到 1 0 6 1 m g ／ L 。施 安辉等 人 对粘红酵母 G R L 5 3 1 生产油脂发 酵条件进 行 了探讨 ， 发现油脂 产量可达菌体干重的 6 7 ． 2 ％。王莉 等 人对发 酵 性丝孢酵母发酵产油脂 条件进 行初步优化 ， 菌体生 物量达到 1 8 ． 2 g ／ L ， 干细胞的油脂 含量为 6 8 ． 5 ％。 马丽娟等 人采用细胞形 态学方法与 细胞 化学方 法选育出 1 株产油霉 菌菌株 ， 在最优培养条件下其 油脂含量达 7 5 ． 2 1 ％ ， 菌体生物量为 3 0 ． 4 0 L ， 不 饱和脂肪酸含量高达 6 8 ％。 1 ． 2 ． 2 显微藻类微藻中油脂含量可观 ， 直接从微 藻中提取得到的油脂成分与植物油相似。微藻中油 脂含有大量的P U F A ， 且具有营养需求简单、 生长周 期短等优点 ， 其 P U F A的含量可通过培养条件的控 制予 以提高 ， 因此微藻油脂成为鱼油 n一 3 P U F A的 替代品 ， 具有广阔的应用前景 。目前 ， 国内外研究主 要集中在筛选菌株 、 鉴定其生物量 、 测定总脂含量和 菌 种筛 选 l P U F A E P A ／ D H A的组成方面 ， 报道较多的是小球 藻 C h l o r e l l a s p ． 、 球等鞭金藻 I s o c h r y s i s g a l b a n a 、 三角褐指藻 P h a e o d a c ty l u m t r i c o r n u t u m 等¨ ， 其总 脂含量高达细胞 干重 的 1 2 ． 1 ％。林学政等 人研 究了 1 1种微藻在可比较条件下的生物量 、 总脂含量 和 P U F A E P A ／ D H A的组 成 ， 结果表 明叉 鞭金藻 总脂含量最 高， 占细胞干重 的 1 3 ． 1 ％， 球等鞭金藻 次之 ， 占细胞干重的 1 2 ． 1 ％。在绿色巴夫藻 中， E P A 和 D H A分别 占总脂肪酸 的 2 5 ％ 和 6 ％；小球 藻的 E P A含量 为 2 8 ％ ； 南 极冰 藻 的 E P A含量 为 1 9 ％ 。 M a g e d等 ¨ 人研究 稳定期 内 9种微藻 的脂质 和脂 肪酸组分 ， 发现一种类 似 N a v i c u l a的硅藻 C S一 7 8 6 含有较高 的 E P A 5 ． 8 m g ／ L ； 硅藻 H e t e r o c a p s a n i e i 含有较高 的细胞脂质 和 D H A， 每个细胞分别为 1 7 1 p g和 1 3 ． 7 p g ， 可作为 D H A的来源。 1 ． 2 ． 3 产油细菌 细菌在高葡萄糖时可产生不饱 和的甘油三酯。常见的有嗜酸乳杆菌 L ． a c i d o p h i l u s C R L 6 4 0 、 混浊红球菌 R h o d o c o c c u s o p a c u s P D 6 3 0 、 弧 菌 6 o C C U G 3 5 3 0 8等。混浊红球菌 P D 6 3 0在葡 萄糖或橄榄油中生长时 ， 甘油酯中的脂肪酸含量 占细 胞干重的7 6 ％ ～ 8 7 ％。弧菌 C C U G 3 5 3 0 8 脂肪酸主要 为偶碳链脂肪酸 1 6 0 、 1 6 1 、 1 8 1和2 0 5 ， 可用于 E P A的生产研究 。目前发现的可生产富含 P U F A油 脂 的细菌全部是 深海细菌和极地细菌。通过 5 S和 1 6 S r D N A序列分析 ， 这些海 洋细菌为革 兰 氏阴性 菌， 分 别 属 于 C o l w e l l i a 、S h e w a n e U a 、 A l t e r o m o n a s 、 风e d 0 口 r 0 瑚 傩 和 舢 [ 1 3 ] 。其 中 C o l w e U i a 和 S h e w a n e l l a被认为是生产富含 P U F A油脂的主要 海洋细菌种属。1 w a n a m i 等H 人从海洋弧菌 中得到 两种特殊的脂肪 酸脱氢酶 D 1 5和 D 1 7 ， 这种弧菌 可以转化 A R A为 E P A。 2微生物油脂 的生产 2 ． 1 微 生物 油脂 的 生产 工 艺 见 图 1 菌种筛选一 原料一 灭菌一 发酵一 菌体收集一 预处理一 油脂提取一 精炼一 成品油 图 1 微生物油脂生产工艺流程 2 ． 2 培养条件对微生物油脂生产的影响 菌种选育是生产微生物油脂的关键 。培养基组 成、 培养温度、 培养时间、 p H、 通气量、 光照等是影响 各类菌种产油率的重要因素 ， 必须综合考虑_ I 。在 这方面蒲海燕[ 1 、 相光明_ l 、 王莉娟¨ 等人做了大 量的研究工作 。他们认 为碳源充足而其他营养成分 缺乏是高产油脂的一个关键因素。在培养基 中适 当 增加无机盐和微量元素 ， 可提高油脂合成速度和产 油率。通常油脂合成的最适温度为 2 5℃， 生产油脂 最适 p H随微 生物种类 不同而异 ， 不 同菌种合成油 脂所需时间各异。氧气和光照也是 影响菌种合成 P U F A的因素， 使产油菌达到最佳孢子数量， 有利于 保持菌体的增殖能力和产油生理状态。 表 1 是不同菌种在相同培养条件下的油脂含量 及脂肪酸组成。 1 2 C HI NA OI L S AN D F AT S 2 0 1 0 V o 1 ．3 5 No ．1 1 3 微生物油脂的应用 目前对微生物油脂的研究和开发主要集 中在利 用微生物生产附加值高的功能性油脂和特殊用途方 面 如制备具有医药营养保健作用的 P U F A 。美国 Ma r t e k B i o s c i e n c e ’ S公 司研 究人 员对 硅藻 异养 菌 N i t z s c h i a a l b a机械搅拌罐培养 6 4 h后 ， 硅藻油含量 高达干重的 5 0 ％， E P A占油总量的 4 ％ 一5 ％。 日本 筛选和养殖一种 海藻 C h l o r e l l a m i m u t i s s m a ， 其脂 肪酸中含有 9 9 ％的 E P A ¨ 。而对于探索微生物菌 株产 G L A始于 1 9 4 8年 ， B e r n h a r d和 A l b e r c h t 首先从 布拉克须霉的菌丝体脂肪 中鉴定 出真菌 G L A， 含量 达 1 6 ％， N u g t e r n证 明其结构与月见草种 子油 G L A 相似。1 9 8 6年 以来 ， 英国 S s l b y F a c t o r y o f S t u r g e B i o ． c h e mi c a l s 、 日本出光化学公司已有微生物 G L A产品 上市， 主要用于医药 、 保健食品、 功能性饮料和高级 化妆品 J 。关于微生物细胞积累 A R A的研究报道 不多，L i z u k a等人 发现青 霉属 P e n i c i l l i u m c y a n e u m 在细胞内明显积 累 A R A， 用烷烃作 为 主要碳 源培 养， 其花生四烯酸含量 干细胞 为0 ． 2 m g ／ g 。2 0 世 纪 9 0年代 ， 日本 的 Y o fl i f u m i s h i n m a n用高 山被孢霉 I S一 4生产 A R A， 产油脂达 9 ％。武汉烯王生物工程 有限公司曾于 2 0 0 0年引进 中国科学院等离子体物 理研究所 的 A R A高产 菌发酵技术 ， 在 5 0 t 罐生产 时 ， A R A含量在 5 0 ％ 以上 ， 干菌体得率超过 3 ％ ， 总 油脂超过 3 0 ％ ” 。 在奶制品中添加从被孢霉属真菌油脂 中提取出 的 G L A可提高其营养价值 ， 使 口味接近母乳 。在新 鲜牛奶中添加 A R A和 D H A 脑黄金可提高婴幼 儿和青少年智商和视力敏锐度 ； 可以溶解中老年人 血管 中的胆 固醇 ，防止动脉硬化 ，起到降脂、 护心 的作用。用富含亚油酸的微生物油脂作为油脂来 源 ， 可使亚油酸及其他活性物质产生协同增效作用 ， 对高血压、 动脉硬化亦能起到积极的预防效果。以 富含 P U F A的功能性油脂 为油相 ， 用乳糖酶对脱脂 乳中的乳糖进行水解 ， 以此溶液为水相 ， 添加适量乳 化剂 ， 制成水包油型乳化饮料代替牛乳 ， 既可避免乳 糖不适症 ， 又可预防动脉硬化。粗制品作为微生物 饲料添加剂加入饲料中， 可明显提高畜禽 的消化吸 收率， 改善肉类和蛋的品质等。刘宏娟等u 2 人发现 粘红 酵母 可 替代 植 物油 脂 生产 生 物柴 油。陈 忠 菊 采用氧化法对微生物油脂进行改性 ， 得到改性 微生物油脂型润滑基础油。 一 总之 ， 微生物油脂的研究方兴未艾 ， 从食用到粉 末涂料 、 可塑剂、 润滑油 、 香料和农药等生产 的出发 原料和精细化工中间体 ， 在工业上有着广泛的用途 。 4 微生物油脂 的相关新技术 采用现有的微生物油脂生产工艺 ， 只能是针对 附加值较高的富含 P U F A的功能性油脂产品。工业 化生产主要采用液态分批发酵的方式 ， 生物量不超 过 5 ％ 菌体干重 ， 产脂能力最高 7 0 ％ 占干菌体 左右 ， 这样发酵产脂最高水平为 3 5 g ／ L ， 而 9 6 ． 5 ％ 是废水 ， 如此低 的生产效 率， 对于作为普通油脂产 品， 其成本是无法 与大豆油、 菜籽油等植物油竞 争 的。因此 ， 产脂 微生物 的固态发酵 S S F 是最有 可 能， 也将是最快使微生物油脂成为生物柴油原料实 现产业化的技术途径口 引。 高成本是制约微生物油脂产业化的一个关键障 碍。可利用谷物、 橘皮、 稻草进行固态发酵以节省成 本和扩大生产规模来满足市场对微生物油脂的巨大 需求 。因此， 对微生物油脂的含量进行准确评定判 断发酵 效 果对 于促 进其 产业 化发 展 显得 尤 为必 要 。据 F o l c h等人描述 ， 经典的评定微生物油 脂含量的方法是复杂 的、 耗 时的， 并且试剂消耗量 大 ， 不适合大批量 的样品测量。K i m u r a等 人发现 另一种快速测量微生物油脂 的方 法尼红荧光 法 ， 但此法并不适合固态发酵的样品测定 。 近年来 ， 随着红外反射光谱技术和化学统计学 的发展 ， 快速检测化学物质 已经广泛应用于食 品化 学领域 。相 比其他 经典 的物理化 学检测方 法 ， N I R S是一种相对完善的检测方法， 有其 自身的很多优 点 。其中一个优点表现在 MR S可以记录有机分 子涉及到一些分子键如 c H ，N ． 一 H ， C O 和 0 一H 反应 的多频和共频信息 ， 然后这些印迹将通 过光谱 的特征表现出来。 P e n g等 人使用 N I R S法快速测定 固态发酵 微生物油脂含量取得了验证。此法基于多元校准的 2 0 1 0年 第 3 5卷 第 1 1 期 中国油脂 1 3 模型和红外光谱 ， 然后结合常规 方法获得 的化学分 析结果。N I R S过去常用 N I R多元校准模型来预测 大量 已发酵的微生物油脂的含油量。而此方法 的确 立能够使 固态发酵微生物油脂含量的测定变得更加 迅速和精确。 5 结束语 微生物油脂 的研究开发至今 已经历了近半个世 纪 ， 目前 已走向工业化 ， 但还未能实现规模化生产 。 通过形成一定生产能力的工程技术从而拥有一个稳 定的油脂资源是我们 的研究 目标 ， 只有这样 才能摆 脱微生物油脂的利用主要集中在功能性油脂方面的 局限性 。要实现微生物油脂产业化 的关键是降低成 本 ， 寻找廉价的、 可规模化收集 的油脂资源是今后工 作的重心。借助基因工程和原生质融合等现代生物 技术 ， 对藻种进行基 因工程改造 、 筛选 ， 优化培养条 件以及建立有效的培养体系才能使微藻生产 P U F A 应用于工业化生产。油脂含量测定方法的不断完善 对于微生物油脂走 向工业化起着积极地推动作用 。 微生物油脂的研究对促进人类营养保健， 弥补生物 柴油原料短缺等方 面具有深远意义 ， 它的产业化必 将具有广阔的市场前景 。 参考文献 [ 1 ]M I A O X i a o l i n g ，WU Q i n g y u ．B i o d i e s e l p r o d u c t i o n f r o m h e t e r o t r o p h i c m i c r o a l g a l o i l [ J ] ．B i o r e s o u r T e c h n o l ， 2 0 0 6， 9 7 6 8 4 1 8 4 6 ． [ 2 ]咸漠 ， 葛晓萍．产脂微生物的研究进展 [ J ] ．青岛化工 学院学报 ， 2 0 0 2 ， 2 3 4 2 3 2 6 ． [ 3 ]杜鹃．真菌处理甘薯淀粉废水获取油脂的研究[ D] ．武 汉 华 中科技大学 ， 2 0 0 7 ． [ 4 ]S T R E D A N S K A S ， S A J B I D O R J ． O l i g o u n s a t u r a t e d f a t t y a c i d p r o d u c t i o n b y s e l e c t e d s t r a i n s o f mi c r o m y c e t e s [ J ] ．F o l i a Mi c r o b i o l ， 1 9 9 2 ， 3 7 5 3 5 7～ 3 5 9 ． [ 5 ]史国利，吕宪禹， 周与臣全细胞长链脂肪酸在假丝酵 母属分类 中的应用 初探 [ J ] ．真菌学报，1 9 9 2 2 1 5 0一l 5 7． [ 6 ]R A D A V A N S S ， Z R E I K M M， MU L D E R J L ．D i s t r i b u t i o n o f a r a c h i d o n i e a c i d a mo n g l i pi d c l a s s e s d uring c u l t ur e a g e i n g o f fi v e Z y g o m y c e t e s p e c i e s [ J ] ．My c o l o g i c a l R e s e a r c h ， 1 9 9 6 ， l O O 1 1 1 31 1 6 ． [ 7 ]施安辉，谷劲松，刘淑君，等．高产油脂酵母菌株的选 育发酵条件的优化及 油脂成分分析 [ J ] ．中国酿 造， 1 9 9 7 4 1 01 3 ． [ 8 ]王莉， 孙玉梅， 刘英新，等．发酵性丝孢酵母发酵产油 脂的研究[ J ] ．工业微生物， 2 0 0 7 1 3 9 4 2 ． [ 9 ]马丽娟， 邢大辉，王红蕾，等．培养条件对产油微生物 生长的影响[ J ] ．生物工程学报， 2 0 0 9 1 5 5 5 9 ． [ 1 0 ]蒋霞敏，郑亦周．1 4种微藻总脂含量和脂肪酸组成研 究[ J ] ．水生生物学报， 2 0 0 3 ， 2 7 3 2 4 32 4 7 ． [ 1 1 ]林学政， 李光友．1 1种微藻脂类和 E P A ／ D H A组成的 研究[ J ] ．渤海海洋， 2 0 0 0 2 3 6 4 0 ． [ 1 2 ]M A G E D P M， D I O N M F F ， P E T E R D N， e t a1．L i p i d a n d f a t t y a c i d y i e l d o f ni n e s t a t i o na r y ph a s e mi c r o a l g a e a p pl i c a t i o ns a n d un u s u a l C2 4 一 C2 8 p o l y un s a t u r a t e d f a t t y a c i d s[ J ] ．J A p p l P h y c o l ， 2 0 0 5 ， 1 7 4 2 8 73 0 0 ． [ 1 3 ]R O S S E L L OMO R A R A， L U D WI G W， K A MP F E R P ， e t a 1 ．F e r r i mo n a s b a l e a r i c a g e n ． n o v ． ， s p e c ． n o v ．，a n e w m a r i n e f a c u l t a t i v e F e 1 l I 一r e d u c i n g b a c t e r i u m[ J ] ．S y s t Ap pl Mi c r o bi o l ， 1 99 5， 1 8 1 9620 2． [ 1 4 ]I WA N A M I H，Y A MA G U C HI T，T A K E U C H I M．F a t t y a c i d me t a b ol i s m i n ba c t e r i a t ha t p r o du c e e i c 0 s a pe n t a e n o i c a c i d i s o l a t e d fro m s e a u r c hi n S t r on g y l o c e nt r o t u s nu du [ J ] ．N i p p o n S u i s a n G a k k a i s h i ，1 9 9 5 ， 6 1 2 0 5 2 1 0 ． [ 1 5 ]蔡静平．粮油食品微生物学[ M] ．北京 中国轻工业出 版社 ， 2 0 0 3 ． [ 1 6 ]蒲海燕 ， 货稚非， 刘春芬， 等．微生物功能性油脂研究 概况[ J ] ．粮食与油脂， 2 0 0 3 1 1 l 2一l 4 ． [ 1 7 ]相 光 明 ，刘 建 军 ，赵 祥颖 ．产 油 微生 物 研 究及 应 用 [ J ] ．粮食与油脂 ， 2 0 0 8 6 71 1 ． [ 1 8 ]王莉娟．提高被孢霉油脂含量的方法研究及其制备生 物柴油的初步探讨[ D ] ．西安 西北大学， 2 0 0 8 ． [ 1 9 ]马艳玲．微生物油脂及其生产工艺的研究进展[ J ] ． 生 物 加工过程 ， 2 0 0 6 ， 4 4 71 1 ． [ 2 0 ]薛照辉，吴谋成．微生物油脂进展[ J ] ．山西食品工 业 ， 2 0 0 2 2 1 01 1 ． [ 2 1 ]刘宏娟， 张建安 ， 墨玉欣 ， 等．利用微生物油脂制备生 物柴油[ J ] ．化学反应工程与工艺， 2 0 0 8 6 2 6 3 26 7． [ 2 2 ]陈忠菊．微生物油脂型润滑油的制备[ D] ．武汉 武汉 工业学 院 ， 2 0 0 8 ． [ 2 3 ]谢必峰．能源微生物油脂的研究进展及产业化研究对 策[ J ] ． 江苏食品与发酵 ， 2 0 0 8 4 61 0 ． [ 2 4 ]C O N T I E， S T R E D A N S K Y M， S T R E D A N S K A S ， e t a 1 ． L i n o l e n i c a c i d p r o d u c t i o n b y s o l i d s t a t e f e r me n t a t i o n o f Mu c o r a l e s s t r a i n s o n c e r e a l s[ J] ． B i o r e s o u r T e c h n o l ， 20 01， 76 28 32 8 6． [ 2 5 ]G E MA H， K A V A K I A A， D I MO U D， e t a 1 ．P r o d u c t i o n o f y l i n o l e n i c a c i d b y C u n n i n g h a me l l a e c h i n u l a t a c u h i v a t e d o n g l u c o s e a n d o r a n g e p e e l [ J ] ．A p p l Mi c m b i o l B i o t e c h n o l ， 2 0 0 2 ， 5 8 3 3 0 33 0 7 ． [ 2 6 ]P E N G X i a o w e i ， C HE N H o n g z h a n g ． M i c r o b i a l o i l a c c u m u l a t i o n a n d c e l l u l a s e s e c r e t i o n o f t h e e n d o p h y t i c f u n g i f r o m o l e a g i n o u s p l a n t s [ J ] ．A n n a l s o f Mi c r o b i o l o g y ， 2 0 0 7 ， 5 7 2 2 3 92 4 2 ． [ 2 7 ]K I MU R A K， Y A MA O K A M， K A MI S A K A Y．R a p i d e s t i - ma t i o n o f l i p i d s i n o l e a g i n o u s f u n g i a n d y e a s t s u s i n g N i l e r e d f l u o r e s c e n c e[ J ] ． J M i c r o b i o l ， Me t h ， 2 0 0 4， 5 6 3 3 3 13 3 8 ． [ 2 8 ]C E N H a i y a n， HE Y o n g． T h e o r y a n d a p p l i c a t i o n o f n e a r C HI N A 0I L S AND F AT S 2 0l 0 Vo 1 ． 3 5 No ． 1 1 花生粕直接酶水解工艺研究 刘大川 ， 胡忠媛 ， 王祖奎 ， 卢春成 ， 张 亮 ， 陈振林 1 ． 武汉工业学院 食品科学与工程学院， 武汉 4 3 0 0 2 3 ； 2 ． 湖北省宜城市天鑫油脂有限公司， 湖北 宜城 1 4 00 摘要 以脱脂花生粕为原料 ， 采用 A l c a l a s e 碱性蛋 白酶水解制备花生蛋白水解产品。以水解度和氮 回收率为指标 ， 通过单因素试验和正交试验确定最佳水解条件为 底物质量浓度 3 0 g ／ L ， p H 9 ． 5 ， 温 度 6 0 ℃ ， 酶加量 7 ％ ， 时间4 h 。对水解液进行脱 色， 以脱色率和氮回收率为指标 ， 确定最佳脱 色工 艺条件为 活性炭用量 3 ％， p H 4， 温度 6 0 c I ， 时间4 0 ra i n 。在最佳工艺条件下， 用碱性蛋 白酶对花 生粕直接进行水解， 其水解度可达 2 7 ． 8 1 ％ ， 氮回收率为 7 0 ． 0 l ％。 关键词 脱脂花生粕； 碱性蛋 白酶； 酶水解 中图分类号 T S 2 2 9 ； T Q 9 3 6 ． 2 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 3 7 9 6 9 2 0 1 0 l l 一 0 0 1 4 0 5 Di r e c t l y e nz y ma t i c h y dr o l y s i s o f pe a nu t me a l L I U Da c h u a n ， HU Zh o n g y u a n ， W ANG Zu k u i ， LU Ch u n c h e n g ， ZHANG Li a n g ， CHEN Zh e n l i n 1 ． De p a r t me n t o f F o o d S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g ， Wu h a n P o l y t e c h n i c U n i v e r s i t y ， Wu h a n 4 3 0 0 2 3， C h i n a ； 2 ． Y i c h e n g T i a n x i n O i l C o ． ， L t d ． ， Y i c h e n g 4 4 1 4 0 0 ， H u b e i ， C h i n a Abs t r a c t Pe a nu t me a l wa s h y d r o l y z e d wi t h Al c a l a s e a l k a l i n e p r o t e a s e t o ma k e p e a n u t pr o t e i n h y d ml y z a t e ． Th e i n i l H e n c e f a c t o r s， s u c h a s t i me， t e mp e r a t u r e， p H v a l u e， c o n c e n t r a t i o n o f s u bs t r a t e a n d t h e a mo u n t o f e n z y me w e r e s t u d i e d ． T h e h y d r o l y s i s d e g r e e a n d r e c o v e r y r a t e o f n i t r o g e n w e r e u s e d a s i n d e x e s ， a n d t h e o p t i mum h y d r o l y s i s c o n d i t i o n s we r e d e t e r mi n e d t h r o u g h t h e s i n g l e f a c t o r t e s t a n d o rtho g o n a l e x p e rime n t as f o l l o ws ma s s c o n c e nt r a t i o n o f s u bs t r a t e 3 0 g ／L， pH 9． 5， t e mp e r a t ur e 6 0 o C ， t h e a mo u n t o f e n zyme 7％ ， t i me 4 h． Th e c r ud e p r o du c t wa s d e c o l o r i z e d． a n d t h e o p t i mu m c o nd i t i o n s f o r d e c o l o r i z a t i o n we r e a s f o l l o ws t he a mo u n t o f a c t i v e c a r b o n 3 ％ ， p H 4， t e mp e r a t u r e 6 0℃ ， t i me 4 0 mi n．Un d e r t h e o p timu m c o nd i - t i o n s．t h e d e g r e e o f hy d r o l y s i s wa s 2 7． 81 ％a n d n i t r o g e n r e c o v e ry r a t e wa s 7 0． 01 ％ ． Ke y wo r ds d e f a t t e d p e a n ut me a l ； a l k a l i n e p r o t e a s e； e n z y ma t i c h y d r o l y s i s 花生是我 国主要的油料作物之一， 根据 国家粮 油 信息 中心 的统计数字 ， 2 0 0 8 年我国花生产量为 收稿 日期 2 0 1 00 7 0 2 基金项目 湖北省2 0 0 8年度重大科技专项 Z D N 0 0 0 5 作者简介 刘大川 1 9 4 3 ， 男 ， 教授 ， 主要从事油脂及植物蛋 白方面的研究工作 T e 1 0 2 76 2 5 5 2 9 7 8 。 1 3 6 0万 t ， 2 0 0 9年为 1 3 5 0万 t 。在我 国， 花生除直 接食用外， 主要用于制油。经传统方式压榨或浸出 制油后的花生饼粕 中蛋 白质含量高达 4 0 ％以上 ， 但 因其溶解性差 ， 无法应用于食品工业 ， 目前主要用于 动物饲料和肥料， 花生这种优质蛋白资源尚未得到 合理利用 。 ．-．一◆- ．-¨-．-◆一◆一◆一◆一 ◆-◆-◆- ◆-◆m◆- ．- i n f r a r e d r e f l e c t a nc e s pe c t r o s c o p y i n de t e r mi na t i o n o {f o o d q u a l i t y [ J ] ． T r e n d s F o o d S c i T e c h ， 2 007 ， 1 8 2 7 2 8 3 ． [ 2 9 ]B R E N N A O V，B E R A R D O N ．A p p l i c a t i o n o f n e B l “ 一i n f r are d r e fl e c t a n c e s p e c t r o s c o p y t o t h e e v alu a t i o n o f c a r o t e n o i d s c o n t e n t i n m a i z e [ J ] ． J A g r i c F o o d C h e m， 2 0 0 4， 5 2 55 7 75 58 2． [ 3 0 ]P O N T E S M J C ， S A N T O S S R B ， A R A U J O M C U， e t a 1 ． C l a s s i fic a t i o n o f d i s t i l l e d alc o h o l i c b e v e r a g e s a n d v e r i f i c a - t i o n o f a d u l t e r a t i o n b y n e a r i n f r a r e d s p e c t r o m e t r y[ J ] ． F o o d Re s I n t ， 2 0 0 l6． 3 9 1 8 2 1 8 9． [ 3 1 ]P E N G X i a o w e i ， C HE N H o n g z h a n g ．R a p i d e s t i ma t i o n o f s i n g l e c e l l o i l c o n t e n t o f s o l i d s t a t e f e r me n t e d ma s s u s i n g n e ar i nf r a r e d s p e c t r o s c o p y [ J ] ．B i o r e s o u r c e Te c h n o l ， 2 0 08， 9 9 8 8 698 87 2．