丝孢酵母单细胞油脂的研究进展

单细胞油脂(single cell oil,SCO)是指单细胞产油微生物在菌体内大量积累的油脂。丝孢酵母是一种高产油脂的单细胞微生物。本文首先总结了丝孢酵母属常见的产油菌种及其脂肪酸组成,进而详细介绍了碳源、氮源、C/N比、无机盐等培养基成分和接种量、pH值、温度、培养时间等培养条件对其油脂生产的影响,并且全面归纳了丝孢酵母对木质纤维素水解物、工农业废弃物、淀粉类原料等廉价原料的利用,以及丝孢酵母SCO的应用。本文希望为丝孢酵母在SCO开发及利用领域的研究提供参考依据。

丝孢酵母菌属显色鉴定的研究

目的比较丝孢酵母菌属与念珠菌在念珠菌显色培养基上不同的显色特点,从而达到对丝孢酵母菌的显色鉴定,为临床诊治丝孢酵母菌病提供依据。方法采用科玛嘉念珠菌显色培养基对18株不同来源的T.asahii临床菌株与该属的6个标准菌株以及38株念珠菌标准菌株与临床菌株进行显色培养,并经BIOMERIEUX VITEK-2-Compact系统鉴定等检测所证实。同时采用扩散法对7种抗真菌药物进行体外敏感性试验。结果丝孢酵母菌在显色培养基上菌落均呈天蓝色,此结果与念珠菌完全不同。所有菌株与VITEK-2-Compact系统鉴定结果一致。所有丝孢酵母菌实验菌株对两性霉素B及沃尔康唑均敏感。所有丝孢酵母菌实验菌株对氟胞密啶及卡泊芬净均耐药。结论科玛嘉念珠菌显色培养基可用于对丝孢酵母菌的鉴定,很适合各级医院的常规检测。两性霉素B及沃尔康唑对丝孢酵母有较强的体外抗菌活性。

皮状丝孢酵母利用大米草水解液发酵生产微生物油脂

研究了产油酵母菌皮状丝孢酵母(Trichosporon cutaneum)利用经过简单脱毒处理的大米草水解液,直接发酵生产微生物油脂。首先分别用1%、2%、4%和6%稀硫酸,在122℃水解大米草,大米草/硫酸(固/液比)为10%。结果表明,在6%的酸浓度下水解40 min后总还原糖含量最高。而1%稀硫酸在140℃下水解大米草,2.8 h后,水解液中葡萄糖产量达到最高14.2 g/L。然后将该条件下大米草水解液冷冻干燥浓缩为不同的倍数,作为皮状丝孢酵母菌的发酵培养基,水解液浓缩倍数为4.0时,产油量最高达6.0 g/L。为高效利用大米草,将大米草开发为一种能源植物,提供了新的途径。

发酵条件对发酵性丝孢酵母脂肪酸组成的影响

通过摇瓶发酵,研究了温度、摇瓶转速、碳源种类和浓度对发酵性丝孢酵母(Trichosporonfermentans)脂肪酸组成的影响。气相色谱法分析结果表明,较高发酵温度能提高菌体油脂的脂肪酸饱和程度,此条件下饱和脂肪酸含量占脂肪酸总量的49.1%;摇瓶转速高有利于菌体油脂不饱和脂肪酸的生成;木糖浓度为100g/L时菌体油脂中饱和脂肪酸含量最高,占脂肪酸总量的50.4%;木糖比葡萄糖更容易被转化生成饱和脂肪酸含量较多的油脂。菌体脂肪酸组成包括肉豆蔻酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸和亚油酸,其中棕榈酸和油酸含量较高。

发酵性丝孢酵母(Trichosporon fermentans)发酵产油脂的研究

通过摇瓶发酵,考察了碳源浓度、氮源种类和浓度对发酵性丝孢酵母(Trichosporonfermentans)发酵产油脂的影响,对发酵产油脂条件的初步优化结果为:在葡萄糖100 g/L、蛋白胨1.8 g/L、初始pH 7.0的培养基中,以10%的接种量,于33℃、190 r/min的摇床上发酵120 h,可得菌体生物量为18.2 g/L,干细胞的油脂含量为68.5%。

发酵性丝孢酵母发酵产油脂的碳源和氮源选择

以发酵性丝孢酵母(Trichosporon fermentans)为实验菌株,通过液体摇瓶发酵研究了碳源和氮源种类对其生长及细胞积累油脂的影响。结果表明:发酵性丝孢酵母以葡萄糖、乳糖、蔗糖及可溶性淀粉作为碳源,以牛肉膏、蛋白胨作为氮源发酵时,菌体生物量和细胞油脂含量均在发酵72 h时达到最大值,继续延长发酵时间不利于油脂积累。以硫酸铵为氮源,木糖为碳源时,菌体最大生长和细胞油脂最大积累不同步。发酵性丝孢酵母发酵产油脂宜选择硫酸铵作为氮源,葡萄糖作为碳源。

活性炭固定化产脂肪酶的发酵性丝孢酵母细胞的研究

以活性碳为载体,采用吸附培养的方法将发酵性丝孢酵母细胞固定化,确定了吸附培养固定化的适宜条件,并测定了固定化细胞的保存稳定性和使用稳定性。结果表明,在100mL发酵培养基中(250mL摇瓶)添加1.0g活性碳于30℃、160r/min吸附培养48h,可吸附较多细胞。将固定化细胞于4℃保存30d脂肪酶活力无明显下降。用固定化细胞催化大豆油转酯化反应,连续催化5批后酯化率仍超过50%。

超声波破碎法提取发酵性丝孢酵母胞内脂肪酶的条件优化

利用超声波对发酵性丝孢酵母(Trichosporon fermentans)进行细胞破碎,研究了输出功率、辐射时间、工作总时间、菌体质量浓度等因素对胞内脂肪酶活性的影响。通过单因素试验和正交试验,获得较高活性脂肪酶的提取条件:超声波每次辐射时间为6s(间歇时间5s),菌体质量浓度为25g/L,输出功率为550W,工作总时间为5.5min,在此条件下提取的脂肪酶活力达到128.46U/g。

紫外线诱变皮状丝孢酵母选育高产油脂菌株

以皮状丝孢酵母GIM 2.68为出发菌株,利用紫外线(UV)进行诱变,以筛选高产油脂突变菌株。通过测定吸光度和致死率绘制出发菌株的生长曲线与致死曲线,根据形态学和生理生化特征观察对菌种进行初筛,根据生物量和油脂产量检测对菌种进行复筛。研究结果表明:出发菌株生长周期为36 h,培养12 h后进入对数生长期;利用25 W紫外灯,在照射距离为36 cm条件下,照射时间为50 s,可以筛选出生物量为1.047 g/(100 mL)、油脂产量为0.374 8 g/(100 mL)的突变菌株Tc3,油脂得率为35.8%,与出发菌株相比,生物量提高38.81%,油脂产量提高86.10%,油脂得率提高34.09%。

丝孢酵母高甲硫氨酸突变株的选育及营养调控

以丝孢酵母(Trichosporon Behr)ST851为原始菌株,经紫外线诱变,在含乙硫氨酸的双层平板上筛选到多株抗乙硫氨酸突变株。其中ST851-10株抗乙硫氨酸浓度达到350μg/ml,其菌体蛋白质含量由40.5％提高到44.3％,菌体甲硫氨酸含量由20.45mg/g-DCW增加到29.32mg/g-DCW。在以苹果渣为碳源、尿素为氮源、硫酸镁作硫源的最适培养条件下,固态发酵24h后,蛋白质和甲硫氨酸含量较原始菌株分别提高了15.8％和44.9％。培养基中C/N值低有利于甲硫氨酸的合成,C/N值高则适合于菌体生长。在苹果渣固态发酵过程中,适当补加氮源既有利于菌体生长和甲硫氨酸的合成,又可起到调节培养基pH值的作用。

发酵性丝孢酵母产生油脂条件的优化研究

通过摇瓶培养优化试验,对发酵性丝孢酵母菌体生长与产油脂相关影响因素进行了单因子试验,确定了发酵性丝孢酵母最佳生长及产脂条件:葡萄糖质量分数12%,碳氮比75,乙醇体积分数0.2%,接种量10%,发酵时间4 d,温度27℃,产脂培养基初始pH值5.8,震荡培养150 r.min-1,300 mL三角瓶装液量25 mL,优化后可得生物量31.26 g.L-1发酵液,油脂含量60.20%,产油率达15.81%.

一株丝孢酵母属菌株发酵产油脂的研究

通过摇瓶发酵,比较丝孢酵母属菌株JM-B在不同营养和发酵条件下的产油脂情况。以菌体生物量、油脂产量、油脂含量及油脂系数为指标,优化碳源质量浓度、氮源组成与质量浓度、磷酸盐质量浓度等发酵培养基组成,优化接种量、发酵温度、摇床转速、发酵时间等发酵条件,利用气相色谱法测定油脂脂肪酸组成。结果表明:最适培养基组成为葡萄糖100 g/L,硫酸铵1.0 g/L,酵母膏10 g/L,磷酸二氢钾4 g/L,p H自然;最适发酵条件为发酵温度25℃,摇床转速160 r/min,种子液种龄36 h,接种量10%(以发酵液体积计),发酵时间144 h。在最适培养条件下,得到的菌体生物量和油脂产量最高,分别为16.14、6.64 g/L,油脂产量较优化前提高了161.4%,油脂中饱和脂肪酸含量比优化前降低了28.1%。可以认为丝孢酵母属菌株JM-B是一株很有开发潜力的产油脂菌株。

丝孢酵母脂肪酶的酶学性质和化学修饰

实验室筛选到的一株丝孢酵母Trichosporon sp.脂肪酶经过硫酸铵沉淀和一系列的层析步骤分离纯化到电泳纯。对纯酶的酶学性质研究表明,此酶的分子量为28kD,pI为pH8.7,最适作用温度40℃,最适作用pH为8.0。随后利用不同的化学修饰剂对酶蛋白进行修饰,通过酶催化活力的改变对位于酶活性位的氨基酸残基进行分析,结果表明酶活性位可能含有组氨酸、丝氨酸和谷氨酸(或天冬氨酸)。最后,对此酶的氨基酸成分进行了分析,结果表明,此酶分子中天冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸含量高,两种碱性氨基酸精氨酸、赖氨酸及组氨酸的含量也比较高,而脯氨酸、色氨酸的含量相对较低。

复合诱变皮状丝孢酵母选育高产油脂菌株

采用紫外线与硫酸二乙酯对皮状丝孢酵母进行复合诱变。研究结果表明:用15 W紫外灯在照射距离30 cm条件下照射60 s,可以筛选到油脂含量30.4%,生物量1.135 4 g/100 mL的突变菌株皮-60;利用硫酸二乙酯诱变皮-60,在硫酸二乙酯质量分数1.0%,处理时间为70 min条件下,可以筛选到油脂含量35.7%,生物量1.257 3 g/100 mL的突变菌株皮-60-70,较出发菌株,油脂含量提高了33.7%。

PVA包埋丝孢酵母TX1处理含酚废水试验研究

为了提高微生物对苯酚降解的耐受浓度,利用固定化细胞技术在水处理中的优势,将具有高效降酚菌株TX1进行PVA包埋,考察该固定化细胞的降酚效果及其在实际煤气洗冷废水处理中的应用效果。试验结果表明:在气升式生物反应器中处理模拟含酚废水,固定化细胞TX1在初始苯酚浓度高达5 000 mg/L时,运行10 d后苯酚去除率达94%,容积负荷高达2.857 kg/(m^3·d),而游离细胞TX1达到该去除率时,进水苯酚浓度浓度需小于1 500 mg/L,说明固定化细胞体系更有利于处理高浓度含酚废水。将游离细胞和固定化细胞组合用于处理煤气洗冷废水,连续运行15 d后的挥发酚去除率达90%。气相色谱-质谱分析结果表明,该组合方法不仅增强了原有系统抗冲击负荷的能力,而且还提高了废水的处理效果,在工程上具有一定的实用价值。

利用皮状丝孢酵母对甘蔗渣酶解液产油脂的研究

本试验旨在研究碱和高温液态水2种预处理方式对发酵的影响。甘蔗渣分别利用碱和高温液态水(LHW)预处理,然后使用纤维素酶进行酶解。在LHW和碱预处理后的酶解液中,分别含22.06和39.28 g/L总糖。不经过浓缩,也不需要添加任何营养物质,酶解液被用于皮状丝孢酵母的油脂发酵试验。经过3 d的培养,在LHW预处理的酶解液中,皮状丝孢酵母的生物量达到了8.08 g/L,油脂质量分数为52.00%,油脂系数高达19.03%。在碱预处理的酶解液中,经过8 d的培养,皮状丝孢酵母的生物量为13.67 g/L,油脂质量分数为43.20%,油脂系数为15.03%。脂肪酸组成分析表明所产油脂与棕榈油的组成相似。试验结果表明,甘蔗渣是一种有前景的产油脂原料,LHW是一种良好的预处理方式。该研究为利用甘蔗渣发酵产油脂提供了新思路。

皮状丝孢酵母同步利用葡萄糖/木糖的糖转运动力学

皮状丝孢酵母(Trichosporon cutaneum)能够同步利用葡萄糖和木糖生产油脂。以2-脱氧葡萄糖(2-DOG)为底物,考察皮状丝孢酵母糖跨膜运输的转运动力学。结果表明:2-DOG转运符合米氏方程,表观米氏常数K m为0.19 mmol/L,最大转运速率V max为14.1 nmol/(min·mg)。葡萄糖和木糖均竞争性抑制2-DOG转运,葡萄糖表观抑制常数K i远低于木糖,表明存在一个共用转运体系,且该转运体系对葡萄糖亲和力更高。大量木糖与2-DOG同时转运到胞内,进一步说明木糖与葡萄糖共运输。代谢抑制剂和pH对糖转运有明显影响,说明质子/底物同向运输系统是该酵母的主要糖转运系统。

菊芋提取液的皮状丝孢酵母发酵产油脂试验研究

以皮状丝孢酵母为产油脂菌种,研究其发酵菊糖提取液产油脂情况。首先研究了从菊芋中提取菊糖的条件,获得最适提取条件为:温度85℃,时间80 min,菊芋粉质量浓度70 g/L,在此最优提取条件下,菊糖提取率达95%;然后考察了pH值、接种量、培养温度和氮源对皮状丝孢酵母发酵菊糖提取液产油脂的影响,获得最优条件为:初始pH值5.5、培养温度30℃、接种量10%。在此优化条件下,5 L发酵罐分批扩大培养,其生物量、出油率和油脂得率分别达到13.93 g/L、34.73%和4.89 g/L。补充添加氮源对生物量、出油率和油脂得率的提高不显著。气相色谱法测定脂肪酸成分主要是C16和C18系列,其中80.2%以上是C16:0、C18:1和C18:2,尤其是C18:1(43%),其油酸、棕榈酸和亚油酸占总脂肪酸的比例和植物油脂非常接近。

皮状丝孢酵母发酵丢糟水解液的应用研究

采用正交试验研究了硫酸水解丢糟的最佳工艺与皮状丝孢酵母发酵丢糟水解液生产微生物油脂的最佳工艺。结果表明:最佳丢糟酸水解工艺条件为硫酸添加量8%(9 mol/L),水解温度90℃,水解时间1.5 h;在最佳水解条件下,丢糟水解液中还原糖含量为1.51%。最佳皮状丝孢酵母发酵丢糟水解液生产微生物油脂的工艺条件为接种量8%,发酵温度32℃,蔗糖添加量0.8%,发酵时间3 d;在最佳发酵条件下,菌体的油脂含量可达24.86%。

联合应用两性霉素B、科赛斯、伊曲康唑治疗急性放射病合并侵袭性阿萨丝孢酵母菌感染1例报告

目的报道1例极重度骨髓型急性放射病合并播散性阿萨丝孢酵母菌感染的诊治经过。方法2004年10月24日山东济宁发生1例极重度骨髓型放射病病人,照后3天经造血干细胞移植获造血重建,但造血恢复后发生严重的播散性阿萨丝孢酵母菌感染。结果该患者采用超强的联合抗真菌治疗及对症支持,静脉累积用两性霉素B2965mg、伊曲康唑静脉4000mg、科赛斯3020mg,感染暂时控制,但最终死于急性放射病及感染所致的多脏器功能衰竭。结论此三联抗真菌治疗播散性阿萨丝孢酵母感染,治疗有效,未见明显毒性增加。该病人的救治过程提示对极重度骨髓型急性放射病,解决了造血问题之后,促进免疫重建及组织损伤修复,控制全身的放射损伤及感染是争取病人长期存活的关键。