[发明专利]利用木材水解液制备微生物油脂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微生物发酵领域，尤其涉及一种利用木材水解液制备微生物油脂的方法。

背景技术

传统的能源物质煤、石油及天然气的大量消耗使得寻找可替代的再生能源日益紧迫。生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，在整个能源系统中占有重要地位，它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，是一种可再生的绿色能源。木质生物质能是生物质能的重要组成部分。中国陆地林木生物质资源总量在180亿吨以上，但长期以来直接燃烧一直是我国对木质生物质能源的主要利用方式。近年来，木质生物质能源的研究和应用有了快速发展，不仅可应用于制浆造纸工业，也可替代有限的石化资源用于生产化学品、合成材料和再生能源等。然而，木质生物质结构复杂，纤维素，半纤维素与木质素紧密结合，相互缠绕，严重制约了其转化效率。预处理技术作为生物质精炼高效转化的关键步骤，已成为世界各国的研究热点。其中，热水预处理是分离半纤维素的一种有效方法，木质生物质以水作为反应介质，高温高压下半纤维素中的乙酰化聚糖释放出乙酸，导致半纤维素聚糖溶出，聚糖可不同程度分解为葡萄糖，木糖，甘露糖，半乳糖等。已有研究者将水解液中的半纤维素衍生糖类进行微生物发酵制取乙醇等化学物质。

生物柴油是一种可再生的油脂原料，由动物脂肪，植物油脂和微藻，通过其与醇类（如甲醇）在催化剂作用下合成的长链脂肪酸甲酯类物质。然而，生物柴油制备过程受油料供给成本制约，难以满足日益扩大的市场需求。采用廉价原料降低成本，是生物柴油能否实用化的关键。因此，开发新型的油脂生产方式成为未来重要的发展方向之一。近年来，来自于产油微生物的单细胞油脂（SCOs）作为生物柴油油脂原料的来源已经收到广泛关注。利用微生物油脂生产生物柴油具有微生物生长周期短，产量高及油脂成分与植物油相似等优点。目前，液态发酵是微生物油脂的主要工业生产方式，其碳源主要来自于粮食作物。这种方法生产成本高昂，已成为微生物油脂发展的阻碍之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有微生物油脂生产碳源原料成本过高的技术问题，提供一种价格低廉的原料用于可应用于生物柴油的微生物油脂的生产。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

提供一种用木材水解液制备微生物油脂的方法，包括以下步骤：

S1、将木材进行热水处理得到木材水解液；

S2、将所述木材水解液去毒，在去毒后的木材水解液中添加盐分，调节pH值为7～9，灭菌，制备成培养基；

S3、在所述培养基中接入产油脂菌的种子液，发酵得到发酵液；

S4、取所述发酵液中的菌体进行油脂交换反应得到微生物油脂。

上述的方法，优选的，步骤S3中发酵时间为32～56 h。

上述的方法，优选的，所述S1步骤中所述热水处理步骤具体为：将木材与水按照固液比为1∶5～8混合，在150～200℃条件下反应30～120 min。

上述的方法，优选的，所述S2步骤中所述去毒步骤包括以下步骤：

S2-1、石灰法：在所述木材水解液中添加Ca（OH）₂，使pH为10～12，1 h过滤取滤液，得到碱性木材水解液；在所述碱性木材水解液中加入H₂SO₄调节pH为5～6，1 h过滤取滤液，得到酸性木材水解液；在所述酸性木材水解液中加入Na₂SO₃，在100℃反应10～20 min，过滤得到滤液。

S2-2、吸附法：在所述步骤S2-1制备得到的滤液中添加吸附树脂，进行震荡吸附8～12 h，完成去毒步骤。上述的方法，优选的，所述S2-2步骤中，所述吸附树脂为Amberlite XAD-4，所述吸附树脂与所述滤液的质量体积比为1∶4～6；所述震荡吸附反应的温度为25～35℃，转速为100～160 rpm。

上述的方法，优选的，所述盐分包括0.5～1 g/L的（NH₄）₂SO₄、0.5～1.5 g/L的MgSO₄·7H₂O、0.010～0.015 g/L的CaCl₂·2H₂O、0.5～1.5 ml/L的微量元素液、0.5～1.5 ml/L的Stock A 溶液和30～40 ml/L的磷酸盐缓冲液。