System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于铜离子的非灭菌发酵高产油脂的方法技术_技高网

一种基于铜离子的非灭菌发酵高产油脂的方法技术

技术编号:43487979 阅读:5 留言:0更新日期:2024-11-29 16:58
本发明专利技术提供了一种基于铜离子的非灭菌发酵高产油脂的方法,属于生物能源技术领域,包括以下步骤:活化酵母,制备酵母种子液;配制含铜离子溶液;配制酵母培养基,在非灭菌环境中,向酵母培养基中加入铜离子溶液,并接种酵母种子液,得到发酵培养体系;发酵培养体系发酵完成后,将干菌体提取油脂。本发明专利技术通过在酵母培养基中添加适量铜离子能够显著的促进产油酵母生长,显著提高发酵效率。此外,基于铜离子对不同菌株毒性的差异,在适当铜离子浓度下,整个发酵的过程可以在非灭菌条件下进行,显著简化了工艺和降低了发酵过程成本。本方法适用于多种酵母普遍适用的培养基,本方法中产油酵母能够利用铜离子,为解决铜离子重金属污染提供了新的方案。本方法所得微生物油脂,其脂肪酸组成与植物油相似,可以作为生物柴油的原料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物能源,更具体地说,是涉及一种基于铜离子的非灭菌发酵高产油脂的方法


技术介绍

1、随着世界人口的不断增长、城市化、工业化的快速发展和经济的快速增长,化石燃料的消费不断增加,以满足日益增长的能源需求。因此,目前温室气体的持续排放和化石燃料储量的迅速枯竭已经显现。据推测,环境安全和对全球能源供应的威胁是人类在不久的将来将面临的两大威胁。因此,人们非常关注通过寻找清洁、可再生和绿色能源的替代品来减少世界对化石燃料的依赖,这是联合国可持续发展目标之一。

2、此外,在对化石燃料的开采中,会产生大量工业废水,这些废水中包含有毒重金属铜离子,然而由于重金属是不可降解的,铜离子会通过空气、水、食物等多种途径进入人体,并在体内长期积累,更糟糕的是,这些污染物的不可生物降解性和严重毒性即使在其较低浓度下也会对环境中的生物物种造成严重的有害疾病。在水生生态系统中,有毒染料和石油泄漏通过避免阳光和大气氧气从外部环境渗透到水生物种来影响水生物种的生长和新陈代谢。因此,溶解氧和营养盐浓度的可用性显着降低,导致水生物种的不适当的生长和发育,导致水生物种的死亡。这些有毒污染物通过食物链运输,并在包括植物、动物和人类细胞在内的生物体内积累,造成有害影响,包括胃肠道紊乱、呼吸系统紊乱、心血管疾病、心脏、肝脏、肾脏、胰腺等重要器官受损。由于不同的重金属浓度较低,其中一些即使在较高浓度下毒性也较小,这些污染物的长期持续暴露也会导致人类有害疾病的发生。

3、生物柴油被认为是最重要的生物燃料之一,可以通过三酰甘油(tga)的酯交换来生产。生产生物柴油的潜在来源是植物油、废弃食用油和微生物油脂。微藻、细菌、酵母和真菌等产油微生物具有在细胞内积累脂质的能力。通过产油微生物生产微生物脂质具有许多益处,例如需要更少的时间、尺寸紧凑、可以暴露于所有气候条件以及规模放大困难较小。tga是微生物油脂的主要组成成分,与植物油脂一样含有长链脂肪酸。但是,与使用产油微生物的微生物脂质生产相关的主要问题是底物的成本、培养基灭菌成本、微生物培养的复杂性和复杂的微生物脂质回收。因此,所有这些因素都影响了生物柴油生产的成功建立。

4、据报道,可用于从废水中去除溶解重金属铜离子的不同开发方法包括化学沉淀、化学氧化和还原、离子交换、过滤、电化学处理膜技术、活性炭吸附和蒸发回收等,但这些技术具有许多缺点,包括金属去除不完全、需要昂贵的设备和监测系统、试剂或能源要求高或产生有毒污泥或其他需要处置的废物。特别是当水溶液中的重金属铜离子浓度低至ppm(百万分之几)水平时,它们也是无效的。传统系统的这些缺点迫使人们需要研究从废水中去除金属铜离子的更经济和有效的方法。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种基于铜离子的非灭菌发酵高产油脂的方法,以解决现有技术中的重金属铜离子污染以及微生物采油成本高的技术问题。

2、为实现上述目的,本专利技术提供了一种基于铜离子的非灭菌发酵高产油脂的方法,包括以下步骤:

3、s1:活化酵母,制备酵母种子液;

4、s2:配制含铜离子溶液;

5、s3:配制酵母培养基,在非灭菌环境中,向所述酵母培养基中加入所述铜离子溶液,并接种所述酵母种子液,得到发酵培养体系;

6、s4:所述发酵培养体系发酵完成后,将干菌体提取油脂。

7、进一步地,还包括以下步骤:

8、s5:将提取的所述油脂采用碱催化转酯化制备得到生物柴油。

9、进一步地,所述发酵培养体系中,铜离子的浓度为40~100mg/l。

10、进一步地,所述酵母种子液中的生物量为10~11g/l。

11、进一步地,所述酵母种子液的接种量为所述发酵培养体系体积的1/12~1/8。

12、进一步地,所述酵母为毛孢子油脂酵母或毛孢子油脂酵母的突变株。

13、进一步地,所述发酵培养体系的发酵条件为:温度25~35℃,时间48~96h,ph 5.5~6.5。

14、进一步地,所述铜离子溶液为硫酸铜溶液、碱式碳酸铜溶液、氯化铜溶液、硝酸铜溶液或者含铜离子废水中的任意一种。

15、进一步地,所述酵母培养基为基础营养培养基或者混合碳源培养基。

16、进一步地,所述酵母培养基的碳源底物为葡萄糖、木糖、甘油、乙酸、粗甘油、富含葡萄糖和木糖的秸秆水解液中的一种或两种以上。

17、与现有技术相比,本专利技术具有以下的技术效果:

18、本专利技术的一种基于铜离子的非灭菌发酵高产油脂的方法通过向酵母培养基中加入铜离子溶液并接种酵母种子液,一方面可以利用铜离子促进酵母的生长,节约酵母在培养过程中因长期操作导致的人力物力;另一方面,本专利技术的酵母能够耐受较高浓度的铜离子,且在相当范围内仍然能产生高的生物量和脂质量;此外,本专利技术方法可以利用铜离子的选择性抑菌作用,使得本专利技术的发酵培养体系从种子液接种到发酵液配制、再到发酵结束的整个流程都能够在不灭菌的环境中进行操作,节省了因灭菌和无菌操作而带来的大量能源以及人工费用。

19、本专利技术的一种基于铜离子的非灭菌发酵高产油脂的方法所采用的酵母底物谱广泛,且在不同底物并添加铜离子情况下均能快速的进行生长,表明铜离子的普适性。

20、本专利技术的一种基于铜离子的非灭菌发酵高产油脂的方法所采用的含铜离子溶液来源广泛,可以是各种含有铜离子的溶液,如硫酸铜溶液、碱式碳酸铜溶液、氯化铜溶液、硝酸铜溶液以及含铜离子废水等,这对后续的含铜废水处理非常有指导意义。

21、本专利技术的一种基于铜离子的非灭菌发酵高产油脂的方法所得油脂为一种或多种长链脂肪酸及其衍生物的油脂,其脂肪酸组成与大部分植物油相似,可以作为生物柴油的替代品或其他高附加值产品,能够在一定程度上缓解能源危机,具有非常好的应用价值。

22、本专利技术的一种基于铜离子的非灭菌发酵高产油脂的方法操作简单,容易实现,解决了重金属铜离子污染以及正常发酵产油过程成本高的关键问题,并且显著简化了工艺流程、降低了试剂和设备成本、提升了微生物油脂生产的技术经济性,具有广阔应用前景。

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【技术保护点】

1.一种基于铜离子的非灭菌发酵高产油脂的方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的一种基于铜离子的非灭菌发酵高产油脂的方法,其特征在于,还包括以下步骤:

3.如权利要求1所述的一种基于铜离子的非灭菌发酵高产油脂的方法,其特征在于,所述发酵培养体系中,铜离子的浓度为40~100mg/L。

4.如权利要求1所述的一种基于铜离子的非灭菌发酵高产油脂的方法,其特征在于,所述酵母种子液中的生物量为10~11g/L。

5.如权利要求4所述的一种基于铜离子的非灭菌发酵高产油脂的方法,其特征在于,所述酵母种子液的接种量为所述发酵培养体系体积的1/12~1/8。

6.如权利要求1所述的一种基于铜离子的非灭菌发酵高产油脂的方法,其特征在于,所述酵母为毛孢子油脂酵母或毛孢子油脂酵母的突变株。

7.如权利要求1所述的一种基于铜离子的非灭菌发酵高产油脂的方法,其特征在于,所述发酵培养体系的发酵条件为:温度25~35℃,时间48~96h,pH 5.5~6.5。

8.如权利要求1所述的一种基于铜离子的非灭菌发酵高产油脂的方法,其特征在于,所述铜离子溶液为硫酸铜溶液、碱式碳酸铜溶液、氯化铜溶液、硝酸铜溶液或者含铜离子废水中的任意一种。

9.如权利要求1所述的一种基于铜离子的非灭菌发酵高产油脂的方法,其特征在于,所述酵母培养基为基础营养培养基或者混合碳源培养基。

10.如权利要求1-9任一项所述的一种基于铜离子的非灭菌发酵高产油脂的方法,其特征在于,所述酵母培养基的碳源底物为葡萄糖、木糖、甘油、乙酸、粗甘油、富含葡萄糖和木糖的秸秆水解液中的一种或两种以上。

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【技术特征摘要】

1.一种基于铜离子的非灭菌发酵高产油脂的方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的一种基于铜离子的非灭菌发酵高产油脂的方法,其特征在于,还包括以下步骤:

3.如权利要求1所述的一种基于铜离子的非灭菌发酵高产油脂的方法,其特征在于,所述发酵培养体系中,铜离子的浓度为40~100mg/l。

4.如权利要求1所述的一种基于铜离子的非灭菌发酵高产油脂的方法,其特征在于,所述酵母种子液中的生物量为10~11g/l。

5.如权利要求4所述的一种基于铜离子的非灭菌发酵高产油脂的方法,其特征在于,所述酵母种子液的接种量为所述发酵培养体系体积的1/12~1/8。

6.如权利要求1所述的一种基于铜离子的非灭菌发酵高产油脂的方法,其特征在于,所述酵母为毛孢子油脂酵母或毛孢子...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴晓琴吴博龚志伟
申请(专利权)人:武汉科技大学
类型:发明
国别省市:

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