【摘 要】
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随着油脂化学品的需求日益增加,许多研究者致力于微生物油脂的相关研究,因耕地面积有限,许多廉价或废弃原料皆被开发出来作为微生物油脂生产的原料。几丁质是地球上第二丰富
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随着油脂化学品的需求日益增加,许多研究者致力于微生物油脂的相关研究,因耕地面积有限,许多廉价或废弃原料皆被开发出来作为微生物油脂生产的原料。几丁质是地球上第二丰富的生物质资源,仅次于木质纤维素,是微生物油脂生产的潜在原料。本论文围绕毛孢子油脂酵母(Cutaneotrichosporon oleaginosum)转化几丁质组成单元D-氨基葡萄糖(GlcN)与N-乙酰-D-葡糖胺(GlcNAc)产油脂发酵展开研究,构建了C.oleaginosum ATCC 20509小尺度代谢模型,对比分析了C.oleaginosum以常规碳源(葡萄糖、木糖和甘油)和几丁质组成单元为底物时的主要代谢途径与最大理论油脂得率,通量平衡分析结果显示以GlcNAc为底物时理论油脂得率最高,为0.340 g/g,且等摩尔量GlcN与乙酸盐(Ac)共底物发酵(GlcN&Ac)能够提高整体油脂得率,在理论上肯定了C.oleaginosum利用GlcNAc与GlcN&Ac产油脂发酵的潜力。以GlcNAc为底物时,采用两阶段发酵策略,在发酵培养基不灭菌的条件下,通过相关参数优化后所得油脂得率达到0.229 g/g;采用磷限制发酵策略时,碳磷摩尔比(C/P)越大时所得油脂含量越高,在C/P为5676时所得油脂得率最高可达0.249 g/g。以GlcN与Ac共底物发酵时,Ac浓度越高所得油脂含量越高,但Ac浓度高于20 g/L时会显著抑制生物量的增长,导致所得油脂浓度过低;采用磷限制发酵策略,C/P越大时所得油脂浓度越高,在C/P为5676时所得油脂得率为0.174 g/g。整体而言本研究中C.oleaginosum所产油脂的脂肪酸组成与棕榈油非常相近,且在磷限制发酵策略下C.oleaginosum所得油脂的脂肪酸组成中油酸与亚油酸总含量超过58%。本研究为C.oleaginosum 20509基因组尺度代谢模型的构建奠定了基础,为几丁质水解产物GlcNAc和GlcN提供了有利于油脂生产的发酵策略,并肯定了以GlcNAc为碳源时的产油脂发酵性能,为几丁质产油脂工艺路线提供了重要借鉴。
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