图2 赤藓醇工业生产流程
在过去的很长一段时间内,赤藓醇的商业化生产一直依赖于短梗霉属(Aureobasidium sp。)及链霉属(Pseudozyma tsukubaensis)以葡萄糖为原料发酵合成,但是该途径效率较低,很难实现其工业化且发酵过程中会产生甘油、甘露醇等副产物,增大后期分离处理的成本投入[15]。面对上面的问题,探索更为优良的菌种提高赤藓醇生产力与市场竞争力的有效途径。近年来,一些耐高渗的产赤藓醇发酵酵母菌株如解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)(以下简称Y。 lipolytica)引起研究人员的关注。
Y。 lipolytica是研究最广泛的非常规酵母之一。Y。 lipolytica为严格好氧菌,一般生活在酱油、酸乳酪、含虾或肉的沙拉等含脂类和蛋白质较多的地方[16]。它属于子囊酵母,最初被研究人员认定为念珠菌属。被认为是GRAS(generally regarded as safe),其自身能利用众多廉价底物而分泌多种具有工业应用价值的代谢物。该酵母在分类学和分子生物学上的独特性质及其表达系统的优势使其成为最具研究价值和应用潜力的酵母之一[17]。它在不同的条件下有三种不同的状态,分别为酵母状细胞,假菌丝,真菌丝。Y。 lipolytica既能够利用亲水性物质如葡萄糖、乙醇、乙酸等作底物,又能利用烷烃、甘油等疏水性物质,原料范围广泛[18]。作为无致病性的二型性非常规酵母,Y。 lipolytica解脂耶氏酵母有非常强的分解疏水性底物的能力,它可以有效地降解硝基、卤化物以及有机磷酸盐等污染物,因此,被广泛应用于一些污染物的处理中,如图3[19]。
图3 Y。 lipolytica在污水处理中的应用文献综述
在过去的很长一段时间内,赤藓醇的商业化生产一直依赖于短梗霉属(Aureobasidium sp。)及链霉属(Pseudozyma tsukubaensis)以葡萄糖为原料发酵合成[20]。与其他赤藓醇发酵工艺相比,Y。 lipolytica发酵工艺具有很多的优点,如更广泛的原料范围及对人类健康无害[21]。因此Y。 lipolytica利用某些固体废弃物生产赤藓醇是可能的。
玉米是世界上主要粮食作物之一,因为它营养丰富而且尝起来甜、鲜、嫩、脆的特色受到众多消费者的青睐。根据联合国相关部门粮农组织统计,2003年世界玉米种植面积达1。426×105 hm2,产量6。3804×108 t[22]。我国种植玉米面积大,分布广,是世界第二大种植国,年产量高达千亿万公斤,其中玉米芯产量约占10%,达千万吨以上[23]。我们对待玉米芯的处理方式为大部分丢弃或烧掉,不紧造成资源浪费,而且还一定程度上导致环境污染等诸多问题。玉米芯是玉米果穗脱去籽粒后的穗轴,一般占玉米穗重量的20%~30%,是玉米生产和加工的副产物[24]。其组织结构分为三部分, 麸糠层,玉米芯木质层和玉米芯海絮层[25]。玉米芯的主要成分以纤维素,半纤维素,木质素和木聚糖为主。除此之外玉米芯中还有其他成分,如粗蛋白,粗脂肪,糖类,矿物质等[26]。由于玉米芯具有组织均匀,硬度适中,韧性好,吸水性强,耐磨性能好等优点,所有是一种重要的可回收利用的资源[27]。
近年来,国内外科研工作者对其进行大量实验研究。因此,玉米芯经过处理后可生产出重要的化学原料,如还原糖,木糖,多糖,糠醛,黄原胶,生物质活性炭,丁醇,改性玉米芯等高附加值产品[28]。
解脂耶氏酵母利用玉米芯发酵产赤藓醇的研究(3):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_201920.html