利用秸秆水解液发酵生产二十二碳六烯酸的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用秸秆水解液发酵生产二十二碳六烯酸的方法。该方法包括如下步骤：（1）利用氨气爆破法预处理秸秆粉，得到预处理后的秸秆粉；（2）用纤维素酶、β-半乳糖苷酶和果胶酶酶解所述预处理后的秸秆粉，得到秸秆水解液；（3）向所述秸秆水解液中加入培养基，然后接入裂殖壶菌（Aurantiochytrium）进行发酵培养，获得裂殖壶菌发酵液；（4）用乙醇和正已烷的混合液提取所述裂殖壶菌发酵液，得到提取液；所述提取液经干燥即得二十二碳六烯酸。本发明专利技术制备的DHA产量稳定，在不添加外源葡萄糖情况下，采用本发明专利技术获得的菌体干重可达58～66g/L，油脂占细胞干重的40.8～53.3%，DHA占油脂干重的42.1～45.3%，DHA产量为10.3～15.4g/L。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用秸杆水解液发酵生产二十二碳六烯酸的方法。
技术介绍
二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid,简称DHA)是人体必需的一种长链高度不饱和脂肪酸，具有显著的抗心血管疾病、降血脂、降血压、预防各种癌症、促进婴幼儿智力发育，改善成年人的大脑机能和防止老年痴呆等重要生理功能，已被开发成各种药品、保健品、高级化妆品、食品及饲料等，市场巨大。DHA的传统资源是深海鱼油，但是由于过度开发捕捞深海鱼类，鱼油资源难以满足人们对DHA日益增长的需求。近年来，利用微生物发酵法生产富含DHA的油脂成为热点。海洋真菌一裂殖壶菌不仅像细菌一样二分裂繁殖，生长速度快，而且其油脂含量高，提取简单，极具有产业开发前途。国内外许多机构正在或已经申请裂殖壶菌发酵生产DHA的相关专利:申请号为201010104774.0的专利公布了利用豆柏水解物生产裂殖壶菌菌体的工艺，其所使用的碳源为葡萄糖70~80g/L ；申请号为200910130628.2的专利公布了利用高密度培养裂殖壶菌发酵生产DHA的工艺，所使用的培养基碳源为葡萄糖120~125g/L ;申请号为201010150460.4的专利公布了全合成培养基用于培养裂殖壶菌的方法，所使用的培养基碳源为葡萄糖60~150g/L ；申请号为201010237946.1的专利公布了以裂殖壶菌为生产菌株发酵生产多烯不饱和脂肪酸的方法，其特征是在发酵培养基中添加甘氨酸甜菜碱或海藻糖以提高油脂含量。上述申请并公开的专利，主要以裂殖壶菌利用葡萄糖或淀粉质原料发酵生产DHA，而利用廉价碳源，如木质纤维素水解物生产DHA的方法尚未见报道。秸杆是农村常见的木质纤维素原料，目前我国农村对秸杆的常见处理方式有焚烧、堆肥、还田、制作简易材料等方式，利用率低且不利于工业化推广。此外，秸杆资源的综合利用方法还有直接发酵生产沼气、发酵生产燃料乙醇、乳酸等，但附加值较低，无法真正实现秸杆资源的高效综合利用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用秸杆水解液发酵生产二十二碳六烯酸的方法，本专利技术利用廉价的秸杆木质纤维素为原料，经水解得到水溶性碳水化合物，经裂殖壶菌转化获取DHA，将显著降低DHA的生产成本，形成节约耕地、可连续生产DHA的工艺，并且还有利于环境保护和社会经济可持续发展。本专利技术所提供的一种利用秸杆水解液发酵生产二十二碳六烯酸的方法，包括如下步骤:(I)利用氨气爆破法预处理秸杆粉，得到预处理后的秸杆粉；(2)用纤维素酶、P -半乳糖苷酶和果胶酶酶解所述预处理后的秸杆粉，得到秸杆水解液；(3)向所述稻杆水解液中加入培养基,然后接入裂殖壶菌(Aurantiochytrium)进行发酵培养，获得裂殖壶菌发酵液；(4)用乙醇和正已烷的混合液提取所述裂殖壶菌发酵液，得到提取液；所述提取液经干燥即得二十二碳六烯酸。上述的方法中，步骤(1)中，所述秸杆粉由玉米秸杆、水稻秸杆、甘蔗秸杆、小麦秸杆、棉花秸杆和高粱秸杆中至少一种制成；[0011 ] 所述秸杆粉的粒径小于5mm ；在制备所述秸杆粉之前，最好将秸杆进行干燥，如可在鼓风烘箱中于80°C下干燥约2天。上述的方法中，步骤(1)中，所述氨气爆破法包括如下步骤:将所述秸杆粉调控至质量含水量为40%~60%，具体可为40%、45%、50%、55%或60%,然后加入高压反应器中；然后利用氨气在3.0~4.0MPa下处理所述秸杆粉，可采用夹套蒸汽加热的方式进行，具体可在3.0MPa, 3.5MPa或4.0MPa下进行；上述的方法中，步骤(1)中，所述处理的温度可为80°C~100°C，具体可为80°C、90。。、95。。或100°C，时间可为30~60分钟，具体可为30分钟、45分钟或60分钟；所述预处理后的秸杆粉的质量含水量可为60%~70%，具体可为60%、65%或70% ；所述处理结束 后，即可打开放气阀，让高压反应器中的压力聚降；将所述预处理后的秸杆粉放置过夜，让残余的氨水蒸发，存于4°C保存，用于下一步的反应。上述的方法中，步骤(2)中，所述纤维素酶、半乳糖苷酶和果胶酶酶解的用量可为=IKg所述预处理后的秸杆粉需要加入125000~225000CMC U所述纤维素酶、32500~58500pNPG U所述β -半乳糖苷酶和1550~3100U所述果胶酶，如IKg所述预处理后的秸杆粉加入125000CMC U所述纤维素酶、32500pNPG U所述β -半乳糖苷酶和1550U所述果胶酶、175000CMC U所述纤维素酶、45500pNPG U所述β -半乳糖苷酶和2325U所述果胶酶、225000CMC U所述纤维素酶、58500pNPG U所述β -半乳糖苷酶和2325U所述果胶酶、150000CMC U所述纤维素酶、39000pNPG U所述β -半乳糖苷酶和1550U所述果胶酶或150000CMC U所述纤维素酶、39000pNPG U所述β -半乳糖苷酶和3100U所述果胶酶；具体可米用加入Accellerasel500和Multifect pectinase的方式进行酶解；酶活单位的定义:1CMC U纤维素酶活为在50°C、pH为4.8的条件下，I分钟水解羧甲基纤维素生成Iymol葡萄糖等量物所需的酶量；IpNPG U β -半乳糖苷酶活为在50°C、pH为4.8的条件下，I分钟水解对硝基酚-β -葡萄糖苷生成I μ mo I对硝基酚所需的酶量;1U果胶酶活为在50°C、pH为4.3的条件下，I分钟分解果胶产生I μ mol葡萄糖等量物所需的酶量。上述的方法中，所述酶解的条件如下:在pH为4.0~5.5和温度为50°C~55°C的条件下处理6~7天，具体可在pH为4.0和温度为50°C的条件下处理7天、pH为4.5和温度为55°C的条件下处理6天、在pH为5.0和温度为50°C的条件下处理7天、在pH为5.0和温度为55°C的条件下处理6天、在pH为5.5和温度为55°C的条件下处理7天或在pH为5.0和温度为50°C的条件下处理6天。上述的方法中，步骤(3)中，每IOOmL所述培养基的组成如下:1.0~2.0g蛋白胨；L O~2.0g酵母浸出粉；2.0~3.0g海水晶；0.04~0.06gKH2PO4 ；0.02 ~0.03g (NH4)2SO4 ；0.2 ~0.4g Na2SO4 ;和余量的水；每IOOmL所述培养基的组成具体可为下述任一种:I) 1.0~1.8g蛋白胨；1.0~1.8g酵母浸出粉；2.0~2.5g海水晶；()? 04~0.06gKH2P04 ；0.02 ~0.03g (NH4)2SO4 ；0.2 ~0.4g Na2SO4 ;和余量的水；2) 1.0g 蛋白胨；1.0g 酵母浸出粉；2.0g 海水晶；0.04g KH2PO4 ；0.02g(NH4)2SO4 ；0.2g Na2SO4 ;和余量的水；3) 1.5g 蛋白胨；1.5g 酵母浸出粉；2.0g 海水晶；0.06g KH2PO4 ；0.03g(NH4)2SO4 ；0.4g Na2SO4 ;和余量的水；4) 2.0g 蛋白胨；2.0g 酵母浸出粉；3.0g 海水晶；0.04g KH2PO4 ；0.03g(NH4)2SO4 ；0.3g 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用秸秆水解液发酵生产二十二碳六烯酸的方法，包括如下步骤：（1）利用氨气爆破法预处理秸秆粉，得到预处理后的秸秆粉；（2）用纤维素酶、β?半乳糖苷酶和果胶酶酶解所述预处理后的秸秆粉，得到秸秆水解液；（3）向所述秸秆水解液中加入培养基，然后接入裂殖壶菌（Aurantiochytrium）进行发酵培养，获得裂殖壶菌发酵液；（4）用乙醇和正已烷的混合液提取所述裂殖壶菌发酵液，得到提取液；所述提取液经干燥即得二十二碳六烯酸。

【技术特征摘要】
1.一种利用秸杆水解液发酵生产二十二碳六烯酸的方法，包括如下步骤: (1)利用氨气爆破法预处理秸杆粉，得到预处理后的秸杆粉； (2)用纤维素酶、β-半乳糖苷酶和果胶酶酶解所述预处理后的秸杆粉，得到秸杆水解液； (3)向所述稻杆水解液中加入培养基,然后接入裂殖壶菌(Aurantiochytrium)进行发酵培养，获得裂殖壶菌发酵液； (4)用乙醇和正已烷的混合液提取所述裂殖壶菌发酵液，得到提取液；所述提取液经干燥即得二十二碳六烯酸。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤(1)中，所述秸杆粉由玉米秸杆、水稻秸杆、甘蔗秸杆、小麦秸杆、棉花秸杆和高粱秸杆中至少一种制成； 所述秸杆粉的粒径小于5mm。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于:步骤(1)中，所述氨气爆破法包括如下步骤: 将所述秸杆粉调控至质量含水量为40%~60%，然后加入高压反应器中；然后利用氨气在3.0~4.0MPa下处理所述秸杆粉。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于:步骤(1)中，所述处理的温度为80°C~100°C，时间为30~60分钟； 所述预处理后的稻杆粉的质量含水量为60%~70%。`5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于:步骤(2)中，所述纤维素酶、所述β-半乳糖苷酶和所述果胶酶的用量为=IKg所述预处理后的秸杆粉需要加入125000~225000CMC U所述纤维素酶、32500~58500pNPG U所述β -半乳糖苷酶和1550~3100U所述果胶酶。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于:所述酶解的条件如下: 在pH为4.0~5.5和...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建忠，江贤章，张明亮，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：