微生物細(xì)胞通常僅含有2％～3％油脂，隨著人們對微生物研究深入，發(fā)現(xiàn)某些微生物在特定條件下培養(yǎng)，干菌體含油率可達(dá)30％，甚至60％，如此之高含油量使微生物油脂實際開發(fā)成為可能。尤其引人注目的是，某些微生物還可產(chǎn)生具有生理活性功能的二十二碳六烯酸(DHA)、二十碳五烯酸(EPA)，．亞麻酸和花生四烯酸(從)等脂肪酸，在人們?nèi)找骊P(guān)注自身健康今天，具有保健功能油脂開發(fā)擁有廣闊發(fā)展前景。

1微生物油脂生產(chǎn)

1．1微生物生產(chǎn)油脂優(yōu)點

與動、植物油生產(chǎn)相比，微生物油脂生產(chǎn)具有許多優(yōu)點：(1)微生物細(xì)胞增殖快、生長周期短；(2)微生物生長所需原料豐富，且能利用農(nóng)副產(chǎn)品及食品工業(yè)、造紙工業(yè)中產(chǎn)生廢棄物，起到保護環(huán)境作用：(3)所需勞動力少，同時不受季節(jié)、氣候變化限制；(4)能連續(xù)大規(guī)模生產(chǎn)，降低成本；(5)利用細(xì)胞融合、細(xì)胞誘變等方法，能使微生物產(chǎn)生更能符合人體需要的高營養(yǎng)油脂或某些特定脂肪酸組成油脂，如EPA、DHA、類可可脂等。

1．2微生物油脂生產(chǎn)

工藝微生物油脂一般按如下工藝生產(chǎn)：篩選菌種一菌種擴大培養(yǎng)一收集茵體一干茵體預(yù)處理一油脂提取一精制

1．2．1產(chǎn)油微生物菌種篩選

用于工業(yè)化生產(chǎn)菌株必須具備以下條件：(1)油脂積累量大，含油量應(yīng)達(dá)50％以上，且油脂轉(zhuǎn)化率不低于l5％：(2)生長繁殖速度快，不易污染雜菌；(3)能適應(yīng)工業(yè)化深層培養(yǎng)，裝置簡單；(4)油風(fēng)味良好，安全無毒，易消化吸收"。

目前研究用于生產(chǎn)微生物油脂菌種主要有藻類、酵母和霉菌。具體如下：

在各種藻類中，金藻綱、黃藻綱、硅藻綱、綠藻綱、隱藻綱和甲藻綱中藻類都能產(chǎn)生高含量多不飽和脂肪酸。

常見產(chǎn)油酵母有：淺白色隱球酵母、彎隱球酵母、斯達(dá)氏油脂酵母、茁芽絲孢酵母、產(chǎn)油油脂酵母、膠粘紅酵母、類酵母紅冬孢等。

常見產(chǎn)油霉菌有：土霉菌、紫癜麥角菌、高梁褶孢黑粉菌、高山被孢霉、深黃被孢霉等。

1．2．2菌種擴大培養(yǎng)

菌種擴大培養(yǎng)就是油脂發(fā)酵生產(chǎn)和積累過程。培養(yǎng)基組成、培養(yǎng)條件是此階段中主要影響因素，直接影響到油脂產(chǎn)量和質(zhì)量。

1．2．3干菌體預(yù)處理

在微生物油脂生產(chǎn)過程中，菌體預(yù)處理是關(guān)鍵工藝。微生物油脂存在于細(xì)胞內(nèi)，有些油脂甚至與蛋白質(zhì)或糖類呈結(jié)合態(tài)存在，且由于細(xì)胞壁較堅韌，故在有機溶劑浸提前須對菌體細(xì)胞進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理方法主要有四種：即干菌體磨碎法(干菌體與細(xì)砂一起研磨)；干菌體稀鹽酸共煮法；菌體自溶法(讓菌體在50℃下保溫2～3d)；菌體蛋白變性法(用乙醇或丙酮使結(jié)合蛋白質(zhì)變性)。

1．2．4油脂提取

油脂提取一般采用有機溶劑浸提，用于油脂浸提有機溶劑主要有乙醚、異丙醚、氯仿、乙醚一乙醇、石油醚、氯仿一甲醇等。磨碎微生物干菌體由于顆粒較細(xì)，浸提時溶劑滲透性極差，混合油不易浸出，因此在浸提前可對干菌體進(jìn)行造粒處理，這樣提高浸出設(shè)備利用率，混合油中粉末少，毛油質(zhì)量好，浸出系統(tǒng)管道不易堵塞。需要注意的是，造粒時須嚴(yán)格控制溫度，最宜不高于50"C，以防油脂氧。浸提后再通過減壓蒸餾等手段回收溶劑。

1．2．5精制

通過水化脫膠、堿煉、活性白土脫色和蒸汽脫臭對微生物毛油進(jìn)行精煉，可得到品質(zhì)較高微生物油脂"。

1．3影響微生物油脂合成因素

1．3．1培養(yǎng)基組成

培養(yǎng)基一般采用食品和化工加工過程中產(chǎn)生副產(chǎn)物(如：廢糖液、淀粉、尿素等)，外加一些微生物生長所需生長因子。培養(yǎng)基中氮源濃度和C／N比是影響微生物油脂產(chǎn)量主要因素，一般來說，培養(yǎng)基中含氮化合物越多，則細(xì)胞蛋白質(zhì)含量越多。因此在實際生產(chǎn)中，培養(yǎng)初期供給大量氮源使微生物迅速增殖，以獲取大量菌體細(xì)胞，后期改為含糖量多的培養(yǎng)條件以使油脂積累，這樣可從蛋白質(zhì)合成初期百分之幾油脂含量提高到后期百分之幾十油脂含量。劉淑君等研究發(fā)現(xiàn)，C／N比為61：l時，油脂產(chǎn)量和得率最高。

1．3．2培養(yǎng)溫度

生成油脂最適溫度大多在25~C左右。溫度能影響油脂的組成、含量；培養(yǎng)溫度低時不飽和脂肪酸含量將增加。

1．3．3pH

生產(chǎn)油脂最適pH值隨微生物種類不同而異，酵母為3．5～6．0，霉菌為中性至偏堿性，油脂酵母培養(yǎng)基pH值越接近中性，穩(wěn)定期菌體油脂含量越高。

1．3．4培養(yǎng)時間

培養(yǎng)時間對油脂合成也很重要。如黑曲霉、米曲霉、根霉、紅酵母、釀酒酵母最佳培養(yǎng)時間分別為3d、7d、7d、5d、6d。培養(yǎng)時間不足，微生物菌體總數(shù)達(dá)不到最大量而影響油脂量；培養(yǎng)時間過長，微生物個體變形、自溶，形成油脂進(jìn)入培養(yǎng)基中難以收集；同樣影響油脂產(chǎn)量。

1．3．5通氣量

微生物利用糖類基質(zhì)合成油脂及不飽和脂肪酸時都需要氧氣，因此必須供給充足氧。

1．3．6無機鹽

對某些微生物，添加一定量無機鹽類，可提高其產(chǎn)油量。

1．3．7光照

一般來說，對于許多硅藻和裸藻，低光照強度增加脂肪酸形成和積累；但對于綠藻類，紅藻類，紫球藻，光照強度效果則相反。

2 微生物油脂利用

由于微生物油脂制造成本較高，尚未實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，現(xiàn)還無法與動植物油脂相競爭。因此目前對微生物油脂研究和開發(fā)主要集中在利用微生物生產(chǎn)附加值高的功能性油脂和特殊用途油脂方面。

2．1一亞麻酸(．GLA)

亞麻酸是人體必需脂肪酸之一，具有明顯降血脂和降低膽固醇作用，已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、保健食品、高級化妝品中。

英國科學(xué)家使用爪哇鐮刀菌，以小麥淀粉生產(chǎn)葡萄糖作為培養(yǎng)基進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)，．亞麻酸含量高達(dá)16％。我國上海工業(yè)微生物研究所張秀魯?shù)萩10]利用Mlo2菌株發(fā)酵生產(chǎn)-亞麻酸，其含量占總脂肪酸8％。

2．2花生四烯酸(AA)

花生四烯酸一般存在于陸地動物油脂和一些植物油中，但含量極低。它是合成前列腺素前體，其代謝產(chǎn)物PG、TX、LT具有調(diào)節(jié)脈管阻塞、血栓、傷口愈合、炎癥及過敏等生理功能。1979年，Lizuka等發(fā)現(xiàn)青霉屬Penicilliumcyaneum在細(xì)胞內(nèi)明顯積累花生四烯酸，用烷烴作為主要碳源培養(yǎng)，其花生四烯酸含量為0．2mg／g(干細(xì)胞)””。我國研究起步較晚，1997年朱法科等¨以一株被孢霉為出發(fā)菌株，經(jīng)紫外誘變獲得AA高產(chǎn)菌，AA得率達(dá)0．83g／L。

2．3類可可脂

可可脂是一種價格較貴油脂，其甘油三酯組成主要為POS51．9％、SOSl8．4％、POP6．5％(P：棕桐酸，S：硬脂酸，O：油酸)。荷蘭利用假絲酵母屬、類酵母屬、紅酵母屬、油脂酵母屬等l4個屬酵母變異種生產(chǎn)類可可脂及其代用品，以N一甲基一N一亞硝基胍誘變后得到高產(chǎn)菌種，經(jīng)培養(yǎng)，油脂含量達(dá)30％，且其中95％甘油三酯具有P37．6％、S14．3％、O37．5％脂肪酸組成。

2．4EPA和DHA

天然EPA、DHA主要富集在深海魚油中，其具有重要生理功能：(1)預(yù)防和治療動脈粥樣硬化、血栓及高血壓；(2)防治乳腺癌、前列腺癌和結(jié)腸癌；(3)治療氣喘、關(guān)節(jié)炎、周期性偏頭痛等；(4)促進(jìn)嬰兒神經(jīng)系統(tǒng)和視覺系統(tǒng)發(fā)育。

美國MartekBioscience’S公司研究人員發(fā)現(xiàn)硅藻異養(yǎng)菌Nitzschiaalba是一種很好EPA生產(chǎn)菌，在機械攪拌罐培養(yǎng)64h后，菌體濃度達(dá)到45g～48g／L，硅藻油含量高達(dá)干重50％，EPA占油總量4％～5％。日本篩選、養(yǎng)殖一種海藻Chlorellamimutissma，其脂肪酸中含99％EPA“。

在自然資源日益貧乏今天，對新資源研究開發(fā)必將成為全世界關(guān)注熱點。微生物油脂正是作為一種新型油脂新資源出現(xiàn)在我們面前，相信隨著其生產(chǎn)技術(shù)日趨完善，微生物油脂必定具有廣闊發(fā)展前景。