利用食品工业废弃物生产真菌油脂

翰 ，骚蝴 Science and Technology of Food Industry 1997．No．6 利用食品工业废弃物生产真菌油脂 李 魁 王梅玉 (郑州粮食学院营养与生物工程研究室，郑州450052) ”～ ～ 一 ～ ‘● 0● 一 。● 1 前言 食品工业的高速发展．导致工业废弃物越来越 多，对自然环境的污染亦越加严重。利用真菌的发 酵作用，把食品工业废弃物转化成为人类的食用油 与工业用油，不仅可以弥补动植物油料的紧缺局 面．而且还可以有效地避免废弃物对环境的污染 真菌中能够产生油脂的种类较多，如酵母苗和 霉菌中的一些菌株．在适宜的环境条件下均能合成 一 定量的油脂。此类油脂的脂肪酸链长十六个碳原 子和十八个碳原子，与许多植物油植类似。如果人 们在工业化生产中能够加以有机调节其营养配比． 还可 获取含不饱和脂肪馥较高的健康油脂。由于 该油脂中的软脂酸、硬脂酸、油酸、亚油酸含量较 高．因此，具有明显的生理作用和良好的可消化性。 目前，真菌油脂作为人类的一种新油源和健康油脂 而受到世界各国的高度重视 利用食品工业废弃物生产真菌油脂，从工业经 济效益评估上是可行的。它不仅可以明显地降低生 产真菌油脂的原料成本，同时也为食品工业处理废 弃物节省了必要的费用。 本文就利用食品工业废弃物生产真菌油脂的 相关工艺技术条件分述如下。 2 产油真菌 产油真菌是油脂生产的关链条件之一，从自然 界筛选出的产油菌株，必须具备六项基本条件。 a．产油苗株细胞的油脂积累量应在 50 ～ 60 上．油脂生成率应高于15 ～18 b．所产油脂对人畜安全，并具有良好的风昧 和消化吸收性 c_生长速度快，抗污染力强。 d．对食品工业废弃物利用率高，苗体细胞易 于回收 e．I 适应工业化深层发酵。 f．油脂制取容易。 目前，已经应用的产油真菌菌株主要有 产脂 I’ 油 脂 酵 母 (Lipomyces I[pofera)、油 脂 酵 母 (Lipomyces starkeyi)、出 芽 丝 孢 酵 母 (Tri- chosporon puliulams) 亚麻镰孢(Fusarium L【叫)、 米曲霉(Aspergillus oryzae)、黑曲霉(Aspergil[us niger)、薄青霉(Penicillium lilacinum) 小刺青霉 (Penlcillium spinulosum) 卷 技 毛 霉 (Mucor circinelloides)等。 3 生产工艺流程 晦制荆 原料-．静碎呻糖化一调配 过滤 丑萄一蛊酵_．分离呻 苗体脏斗呻油庙制取一成品 + 油瞻备威菌 4 真菌油脂的生产控制条件 4．1 培养基中的C／N比 食品工业废弃物大多可用作生产真菌油脂的 原斟，如淀粉厂的废水，制糖厂的废糖蜜，土豆渣， 食品废弃物等 用于生产真菌油脂的氮素营养主要 有玉米浆、麸皮、麦芽根 硝酸盐、氨盐及尿素等 生产真苗油脂所甩的培养基，其C／N比是重 要的控制条件，在生产前期适当提高培养基中的氟 素营养，可以促进产油真菌生长鬟殖的速度，以获 取大量苗体细胞，当苗体细胞数达到所需要求时． 即生产进入中后期，应及时调整培养基的C／N比， 适当提高碳索营养，为真菌积累大量油脂创造良好 条件。培养基的C／N比不同，可以明显造成产油真 菌油脂积累量上的差别(见表1) 表1 培养基中不舛C／N比对少根杠事产油量的群畸 自然界船够台成油脂的真菌很多，各种产油真 菌对培养基中的C／N比要求亦不同(见表2) ·65· 维普资讯 http://www.cqvip.com 表2 不同产油真菌培 基的c／N比 靶3 不同pH值对鼻蓝产油t曲{}响 在生产实际中．必须根据不同产油菌株．合理 地调节好菌体细胞增殖期和油脂积累期的培养基 中C／N比．以获取理想的真菌油脂 4．2 无机盐和微■元素 利用食品下脚料或废弃物生产真菌油脂的过 程中．可 适当提高原料中无机盐或某些微量元素 的使用剂量，以促进产油真菌的油脂合成速度和产 油量。据Carrid等^对构巢曲霉(Aspergillus nidu— lan*)的研究表明，在培养基中调整 NB 、K 、 Mg”、SO。“、PO． 等离子台量比．可以使菌体细胞 油脂含量从25 ～26 (油脂生成宰8．7～7．9)提 高到51 (油脂生成率17．2)，而长沼、是永等人利 用油脂酵母(Lipomyces Starkeyi)生产油脂的研究 表明，在所用培养基中增加铁离子浓度，可以加快 油脂的合成速度．增加锌离子浓度．可以提高油脂 的积累量。但是必须注意，任何无机盐或微量元索 在产油培养基中的使用剂量都是有限的，过多地使 用剂量对真菌合成油脂的速度及油脂积累量均可 起到阻碍怍用。 4．3 plt值对真菌合成油脂的髟响 真菌在合成油脂的过程中．对环境pH值有着 严格的要求。而各种食品在选料与成分配比上有一 定的差别，因此，使用食品下脚料或废弃物制备产 油真菌培养基时，必须根据产油真菌的不同，合理 地调节培养基的oH值，以利于产油真菌对油脂的 合成和积累(觅表3)。 由表 3可知，营养环境中pH值的不同，对真 菌台成油脂有明显地影响 所以，当真菌进入产油 期时，必须注意营养环境pH值的调节+使其处于 最佳产油状态，以利于真菌油脂的台成。 4．4 真曹产油期对沮度的要求 环境温度是真菌台虚i由脂的重要固素．不同环境 温度下，真菌合成油脂的能力有明显差别(见表4)。 菌名 pH值 产油量( ) 油脂系散 少 5 16．10 18．08 根 6 32．22 23．89 根 7 50 24 52 蕾 8 29．O l9．67 芏 4 l2．6o 9．1 8 乳 5 8 O 1S S0 酪 6 21．o 19，90 青 7 2o．80 17．50 霉 8 l7．0 lO．83 表4 不冠霉l：境温度下真蕾的产袖量及产油皋薮 苗名 少根根霉 米曲霉 苹 酷青霉 低温(℃) Z0 20 2o 产油量( ) 17．98 ll，L5 6 9"／ 袖脂系数 l4、64 5 S5 5 40 适温(℃， 28～30 25～26 3O～31 产油量<％) 26．5O 12．Ol 16．56 油脂系数 22．35 6．25 l6 00 高温(Ic) 35 40 40 产油量( ) 】9．90 5．52 l0．00 油脂系数 15．59 3 71 3．98 由表 4可知，当环境温度低于 20V或升至 40"(2时，真菌的油脂产量及油脂系披都有明显降 低。因此，生产真菌油脂时，真菌产油期的适宜温度 其升降幅度不应大于3～5℃． 4．5 培养时间对真菌合成油膳的髟响 培养时问是生产真菌油脂的重受控制条件，培 养时间的长短，将直接影响真菌对油脂的合成(见 表5)。 表5 不同培养峙问下黑由霉的油艟产量 培养时间(d) 2 3 s l I i 8 I。l l0 产油t( ) 1．93 6，67 4 46 3．94 l 3．56 f 3．39 l 3．21 I 3．07 l 1Ⅲ 油脂系数 8．I3 12．6O 5．65 3 89 I 3 31 I 3．19 I 2．75 l 2．59 J 1．75 由表5可知．黑曲霉的最佳产油期为3d，低于 3d或培养时间延长，菌体油脂(下转第69页) · 66· 维普资讯 http://www.cqvip.com 表6。 4 小结 4．1 家蝇幼虫中所合营养物质非常丰富。不仅蛋 白质含量高。而且氪基酸组成模式好，是一种较完 全的蛋白质 4．2 蝇幼虫所含的脂肪酸中不饱和脂肪酸和必需 脂肪酸含量高．其组成接近植物油与鱼油 表6 点幼虫将细菌指标 理 目 蝇幼虫毂 垒蛋精标准 叠脂牛乳糟标准 细茁总教f每克中茁数) 2700十 <50000 ~50000 大晒苗群(每百克中菌教) 阴性