复合微生物菌群在秸秆固态发酵产油中的应用研究开题报告

1. 研究目的与意义

研究目的：通过构建复合菌群，探讨产油微生物复合菌群对产油效率的影响。

研究意义：生物柴油的生产主要以动植物油脂做原料,但由于动植物油脂资源非常有限,限制了生物柴油产业的发展。而且这种方法没有充分利用获取动植物油脂过程中产生的废弃生物质资源,如农作物秸秆和炼油废渣等,而这些废弃生物质资源在质量上远远超过动植物油脂。它们所蕴藏的能量也远远超过动植物油脂所储存的能量。而利用微生物油脂替代动植物油脂,将为生物柴油生产提供丰富的油脂油源。利用微生物生产微生物油脂不受场地、季节、气候变化及原料的影响,一年四季除设备维修外,都可连续生产。因此,利用微生物生产油脂是开发新的生物柴油的良好途径。通过微生物发酵,把农副产品加以利用,附加值提高,有利于环境保护及我国农业发展。在目前人口不断增长使得油脂需求量与自然资源日益贫乏的矛盾日益尖锐的情况下,开辟微生物油脂这一新的油脂资源更具有重要的现实意义。

2. 国内外研究现状分析

国内外同类研究概况：产油脂微生物的研究己有多年的历史。早在第一次世界大战期间,德国就准备利用内抱霉属和单细胞藻类镰刀属的某些菌种生产油脂,以解决食用油匾乏问题,后因战争爆发而中止研究。随后美国、日本等也相继开始了微生物油脂的研究,但没有实现工业化生产。第二次世界大战前夕,德国科学家筛选到了高产油脂的斯达氏油脂酵母、豁红酵母属、曲霉属以及毛霉属等微生物,并进行规模生产,后来发现利用微生物生产普通油脂成本太高,无法与动、植物来源的油脂相竞争,经济上难于过关,因此,之后有关微生物油脂的探索主要集中在获取功能性油脂上,如富含多不饱和脂肪酸的油脂。20世纪80年代初,日本成功开发发酵法工业化生产长链二元酸的新技术,结束了用蓖麻油裂解合成十三碳二元酸的历史（朱建良,2004）随后,日本和英国等国家率先推出含微生物、油脂的保健食品、功能性饮料和高级化妆品等产品,迈出了微生物油脂商业化的第一步（董欣荣,1999）20世纪90年代,特种油脂的发展越来越受人们的重视,相继从丝状真菌、细菌、酵母和微藻类中,寻找到许多能生产特种油脂的菌种,如利用深黄被抱霉生产以及利用微生物培养生产epa、dha等（费栓琴,1998），为进一步形成生产力提供技术依据。

我国在20世纪60年代就有微生物生产油脂的研究报道,但引起人们高度重视是在20世纪90年代,研究重点同样也是集中在开发功能性油脂方面。山东大学对合成从的产油脂酵母进行了筛选（施安辉,1997）,华南理工大学用被抱霉属微生物生产的研究己有报道（鲍时翔,1997,福建师范大学用霉菌生产的研究已达到中试阶段（黄建忠,1998）,吉林大学以微生物转化脂肪醇合成不饱和脂肪酸的研究已取得阶段性成果（咸漠,2000）。中科院等离子体物理研究所利用等离子辐射诱变方法,筛选出富含高产菌株,武汉烯王生物工程有限公司进一步研究并利用这一技术,实现工业化生产（袁成凌,2003）。最近,中科院等离子研究所离子束生物工程中心研究了富含的微生物油脂中的提取和富集方法。微生物发酵法制取生物柴油主要是从含油酵母中提取油脂制取生物柴油。国内已进行了广谱碳源产油脂酵母菌的筛选,其中油脂含量最高可达菌体干重的70%以上（李永红,2005）。另有研究表明,产油酵母可利用海洋滩涂耐盐植物大米草的水解液转化产生微生物油脂（张卫,2006）。这些产油酵母菌能高效利用和转化各种农林废弃木质纤维素原材料。

目前,利用微生物生产油脂虽己有批量生产的报道,但我国的研究还很落后于世界其他国家。今后微生物油脂的研究方向主要有以下几点将现代生物技术运用到产油脂微生物的研究技术中,继续寻找或改良高产油脂菌种和高产不饱和脂肪酸的菌株优化微生物发酵产油脂工艺利用农副产品及工业废水、废料等廉价碳源,降低产油脂微生物培养成本,促进微生物油脂产业化开发微生物功能性油脂,加快其在保健食品、医药中的应用微生物油脂替代植物油脂制取生物柴油。

3. 研究的基本内容与计划

选择相应的木质素降解菌，纤维素降解菌，木质纤维降解菌，将其组合后与产油真菌结合，来考察复合菌系对木质纤维原料产油的影响。

首先构建复合菌群，其次对其油脂进行提取，以此探讨其产油率

4. 研究创新点

不同于以往实验对单一菌群产油效率的探讨，本课题主要探讨复合菌，即将一种菌（木质素降解菌、纤维素降解菌、木质纤维降解菌）接种到另一种产油真菌上，以此形成复合菌群，从而探讨产油复合微生物菌群对产油效率的影响。