[发明专利]以地沟油为主要原料联产制备赤藓醇和胞内油脂

说明书

技术领域

本发明涉及地沟油利用技术领域，尤其涉及以地沟油为主要原料联产制备赤藓醇和胞内油脂。

背景技术

近年来，中国的“地沟油”事件层出不穷，关于地沟油流回餐桌的情况屡次发生，令人们谈地沟油色变，已成为突出的食品安全问题。2014年的台湾地沟油事件更是将地沟油问题推向了风口浪尖，多家企业受到牵连。而地沟油作为一个最大的地下产业链，其对我们生活的影响正愈演愈烈。随着科技的发展及国家政策的正确引导与鼓励，地沟油的利用问题已提上日程并迅速发展。

通常意义的地沟油是指餐饮业的烹调残油、剩菜（通称泔水）等含油脂的废水流入下水道，经油水分离器或者隔油池分离后产生的不可再食用的油脂。随着我国的餐饮业规模日益扩大，餐饮废水中排出的废油脂日益增多，不仅造成城市环境的严重污染，而且产生了废油脂非法回收提炼回流食品市场的不法现象。地沟油含有多种有毒有害成分、重金属物质及反式脂肪酸，具有很强的致癌性。但由于价格低廉，地沟油被用于不法途径的现象屡禁不止。近年来，如何合理高效地利用地沟油已引起了研究者的广泛关注，其中利用地沟油制备生物柴油及甘油已成为处理地沟油的主要手段。美国、欧盟及日本等国家已通过国家扶持的手段提高地沟油的回收价格，使其流向生物燃料的生产，利用价值远超过流回食品市场。我国作为地沟油产生大国，其年产量约为1000万吨，总量巨大。

目前地沟油的利用主要集中于转化生成生物柴油，但地沟油向生物柴油的转化面临很大的难题，如副产物过多，成本较高等，需要靠政府财政补贴来维持，因此地沟油转化问题尚未得以根本解决。地沟油转化过程的主要催化剂有化学法及生物酶法两种。目前化学催化法研究较多，如在Fuel Processing Technology（2011,92（1）：83-91）刊登的Fredy A及Joan S撰写的“Continulous transesteritication of biodiesel in a helicoidal reactor using recycled oil”一文中，以NaOH为催化剂，催化地沟油制备生物柴油；刘峥等人在化工新型材料（2015，39（8）：52-56）刊登的“地沟油在醇基燃料中资源化利用关键技术研究”一文中，研究了地沟油在醇基燃料中资源化利用关键技术，以KOH为催化剂，利用酯交换反应制备生物柴油。化学转化法成本较为低廉，但易引起环境污染。同时由于地沟油来源不一，成分复杂，合成生物柴油过程中通常会伴随着副产物甘油的产生，给产物分离带来困难；生物酶法条件温和，原料适应性好，副产物易分离。如Tan等在Biotechnology Advances（2010,28（5）：628-634）发表的Biodiesel production with immobilized lipase：A review中提到以脂肪酶催化地沟油制备生物柴油，但该方法催化效率低，价格昂贵，不适于大规模生产。

赤藓醇是一种天然的健康糖醇，白色结晶体。赤藓醇热量和升糖指数极低，适于糖尿病及心血管疾病患者食用。动物毒理学和临床研究中已证明赤藓醇是安全的甜味剂。基于以上属性，赤藓醇被广泛应用于特殊功能食品加工，需求日益增长。截至2011年，世界赤藓醇年需求量已超过46000吨。由于赤藓醇发酵多以葡萄糖为原料，导致其发酵成本较高，价格较为昂贵，每吨的市场价格达到4000美元。胞内油脂是微生物胞内累积的不饱和程度较高的油脂，是传统食用油的良好替代品，从而缓解动植物油脂紧缺的现状。此外，胞内油脂还可作为生物柴油原料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的处理方法来以地沟油为主要原料联产制备赤藓醇和胞内油脂，降低地沟油处理成本，同时增加地沟油的转化产值。通过培养基成分优化及添加微量金属离子调控产物合成及联产效率，使地沟油转化产值进一步提高。同时，以地沟油为原料发酵赤藓醇，可显著降低赤藓醇发酵成本。

本发明提供了以地沟油为主要原料联产制备赤藓醇和胞内油脂，以地沟油作为培养基中的唯一碳源 ，利用解脂耶氏酵母Yarrowia lipolytica为发酵菌种，通过微生物法，实现赤藓醇和胞内油脂的高效产出。

所述地沟油作为唯一碳源，在培养基中的添加量为10~100 g/L，优选为30 g/L；

所述以地沟油为主要原料联产制备赤藓醇和胞内油脂中所利用的菌种为解脂耶氏酵母Yarrowia lipolytica，购自中国普通微生物菌种保藏管理中心，菌种编号为CGMCC2.1207。