미생물유

Microbial oil

미생물 기름으로도 알려진 단세포 기름은 세포 내 저장 지질인 트리아시글리세롤로 구성되어 있습니다.그것은 또 다른 생물학적으로 생산되는 기름인 식물성 기름과 유사하다.이들은 생물량의 20~80%를 축적할 수 있는 박테리아, 곰팡이, 해조류, 효모균의 용어인 올레긴성 미생물에 의해 생산된다.지질 축적은 로그 단계가 끝날 때까지 이루어지며, 탄소원이 영양 제한과 함께 감소하기 시작할 때까지 스테이션 단계 동안 계속됩니다.

가장 중요한 공급원은 효모의 일부 종으로,[1] 탄수화물을 섭취할 때 음식을 중성지방으로 전환하고 생성된 지질을 축적할 수 있습니다.바이오디젤 생산을 위해 미생물 기름 생산이 연구되어 왔는데, 이는 폐당밀과 같은 농업 잔류물과 같은 불순한 탄수화물이 [2]석유 생산의 원료로서 사용될 수 있기 때문이다.

SCO의 생산

SCO의 미생물 생산은 수중(SmF) 또는 고체 발효(SSF)로 수행할 수 있습니다.가장 자주 사용되는 탄소 공급원은 [3]포도당이다.60% 이상의 세포지질 함량은 Mortiella Isabellina를 이용하여 자일로스, 포도당,[3] 과당을 기질로 하여 생성되었다.적절한 탄소 공급원을 선택해야 하지만 질소 공급원은 SCO 축적에 영향을 미칩니다.또한 유기질소원과 무기질소원을 개별적으로 또는 조합하여 사용한다.효모 추출물, 요소, 펩톤, 글리신, KNO3, NHNO43 및 ([4]NH4)2SO를4 포함한다.C/N 비율은 지질 축적에 영향을 미칩니다.보고된 비율 범위는 35 ~340 [5]mol-1입니다원칙적으로 유기성 미생물은 배치, 사료배치 또는 연속배양으로 배양할 수 있다.교반된 탱크 원자로에서 M. alpina를 배양한 결과 흔들림 플라스크에 [6]비해 세포에 축적된 지질이 증가했습니다.

중단

셀 교란 효율은 후속 다운스트림 운영 및 전체적인 추출 효율에 직접적인 영향을 미치기 때문에 셀 교란은 매우 중요합니다.이는 기계적 방법과 비기계적 방법을 통해 달성할 수 있습니다.

비드 밀링

그라인딩 비즈와 바이오매스의 영향뿐만 아니라 압축 및 전단 작용과 그에 따른 에너지 [7]전달에 의해 셀이 분해됩니다.비드 밀링에 의한 세포 교란은 간단하고 효과적이며 광범위한 미생물에 적합합니다.

균질화

균질화 공정에서는 오리피스를 통해 바이오매스를 고압으로 강제한다.세포 교란 효율은 가해진 압력, 패스의 수 및 유기체에 따라 달라집니다.

초음파

약 25kHz의 주파수를 사용하는 초음파는 산업에서 자주 사용되며 세포 교란에 적합한 것으로 판명된 또 다른 액체 전단 방법이다.

감압

감압에 의한 셀 중단은 셀 현탁액과 가압된 초임계 가스를 혼합하고 그 후 압력을 방출함으로써 달성된다.셀에 들어간 가스는 압력 방출 시 팽창하여 고압으로 인해 셀이 교란됩니다.

삼투압 충격

예를 들어 높은 삼투압을 발휘하는 고농도의 용질, 예를 들어 소금이나 설탕을 포함한 매체에 세포를 노광하고, 그 후 매질이 갑자기 희석되어 세포내 압력이 상승함으로써 삼투압 쇼크를 가한다.세포벽을 가진 미생물은 삼투압 충격에 의해 파괴되지 않는다.

추출.

Soxshlet 추출

Soxhlet 추출기는 1879년 Franz Soxhlet에 의해 분유에서[8] 지질 추출을 위해 발명되었으며 고체 식품 샘플에서 지질 추출을 위한 가장 일반적인 반연속 방법 중 하나이다.샘플을 건조하여 고운 가루로 분쇄한 후 추출 챔버 내의 다공질 골무 위에 놓습니다.샘플은 역류 중인 유기 용제(원래 석유 에테르)로 여러 번 세척하여 추출됩니다.추출 후 용제를 증발시켜 잔류물의 무게를 재어 추출한 지질 전체의 건조질량을 얻는다.

폴치 추출

Folch 추출법은[9] 일반적으로 총지질 회복의 표준 기술로 받아들여진다.원래 동물 조직(뇌, 간, 근육)에서 총 지질 추출을 위한 간단한 방법으로 개발되었으며 클로로포름:메탄올(2:1) 용매 시스템과 조액 추출물에 소금을 첨가하는 방법을 사용합니다.원액 추출물을 물 또는 소금 용액으로 세척함으로써 지질 분율이 저상, 비지질 분율이 상부([citation needed]수상)에 있는 2상계를 형성한다.

가압액 추출

가압액 추출(PLE)은 Soxhlet 추출과 유사하지만 높은 온도와 압력에서 액체 용제를 사용하므로 용해성과 질량 전달 특성이 향상되어 추출 성능이 향상됩니다.샘플을 80~200°C로 가열된 추출 셀에 넣습니다.용제는 추출 셀로 펌핑되며, 높은 압력(10~20MPa)으로 일정 시간(일반적으로 5~10분)을 유지합니다.그 후 신선한 용매를 도입하여 추출물을 회수병에 저장한다.마지막으로 가압질소를 사용하여 용제 전체를 회수병 안으로 밀어낸다.

초임계 유체 추출

초임계 유체는 임계 온도 및 압력 이상의 모든 물질로 정의됩니다.초임계 상태에서 물질은 추출에 적합한 매우 바람직한 특성을 가지고 있습니다. 즉, 가스 같은 고형물에 침투하여 스며들 수 있지만 지질이나 유체 같은 다른 분석 물질을 녹일 수 있습니다.

적용들

인간의 영양

다불포화지방산(PUFAs)은 인간과 같은 포유류의 생체 기능을 유지하는데 필수적입니다. 왜냐하면 인간은 이러한 필수 지방산을 합성할 수 없기 때문에, 그것들은 어유와 간과 같은 다른 음식 공급원으로부터 섭취되어야 합니다.올레긴성 미생물 또한 그러한 지방산의 잠재적 공급원이다.산업 규모에서 발효 생산은 침지(SmF) 또는 고체 발효(SSF)에 의해 수행될 수 있습니다.

바이오디젤

SCO는 디젤(지방산 메틸 또는 에틸 에스테르) 생산에 사용할 수 있습니다.바이오 디젤은 식물과 동물로 생산될 수 있지만, 디젤 공장 생산에 필요한 넓은 면적의 토지에 대한 환경적 우려로 인해 생산된다.반면 미생물원은 공간을 적게 사용하고 필요한 화합물을 대량 생산하기 위해 유전자 기술을 사용함으로써 생산성을 높일 수 있다.그러나 바이오디젤 생산에 SCO를 사용하는 데 드는 높은 비용이 상업적 생산을 방해한다.

유기화학

올레케미칼은 보통 식물 또는 동물 트리아실글리세롤에서 [10]유래한 화학제품으로 정의된다.미생물 공급원으로도 생산할 수 있다는 것을 알게 되었습니다.올레케미칼은 지방산, 지방알코올, 메틸에스테르를 포함한다.특히 지방산과 지방알코올(왁스에스테르) 사이의 지방알코올 및 에스터는 비누, 세제, 화장품첨가물, 페로몬 및 [11]향료 등 다양한 산업에서 사용될 수 있습니다.또한 대사물 공학을 사용하여 비올레성 유기체로부터 지방 알코올과 왁스에스테르를 생산할 수 있습니다.

레퍼런스

  1. ^ Leman, Jacek (1997). "Oleaginous Microorganisms: An Assessment of the Potential". Advances in Applied Microbiology Volume 43. Advances in Applied Microbiology. Vol. 43. pp. 195–243. doi:10.1016/S0065-2164(08)70226-0. ISBN 978-0-12-002643-2. PMID 9097415.
  2. ^ Zhu, L.Y.; Zong, M.H.; Wu, H. (November 2008). "Efficient lipid production with Trichosporonfermentans and its use for biodiesel preparation". Bioresource Technology. 99 (16): 7881–7885. doi:10.1016/j.biortech.2008.02.033. PMID 18394882.
  3. ^ a b Zeng, Jijiao; Zheng, Yubin; Yu, Xiaochen; Yu, Liang; Gao, Difeng; Chen, Shulin (1 January 2013). "Lignocellulosic biomass as a carbohydrate source for lipid production by Mortierella isabellina". Bioresource Technology. 128: 385–391. doi:10.1016/j.biortech.2012.10.079. PMID 23201519.
  4. ^ Gao, Difeng; Zeng, Jijiao; Zheng, Yubin; Yu, Xiaochen; Chen, Shulin (April 2013). "Microbial lipid production from xylose by Mortierella isabellina". Bioresource Technology. 133: 315–321. doi:10.1016/j.biortech.2013.01.132. PMID 23434808.
  5. ^ Fakas, S.; Papanikolaou, S.; Galiotou-Panayotou, M.; Komaitis, M.; Aggelis, G. (October 2008). "Organic nitrogen of tomato waste hydrolysate enhances glucose uptake and lipid accumulation in Cunninghamella echinulata". Journal of Applied Microbiology. 105 (4): 1062–1070. doi:10.1111/j.1365-2672.2008.03839.x. PMID 18489559. S2CID 23690122.
  6. ^ Stressler, Timo; Eisele, Thomas; Rost, Johanna; Haunschild, Eva-Maria; Kuhn, Andreas; Fischer, Lutz (March 2013). "Production of Polyunsaturated Fatty Acids by Mortierella alpina Using Submerse and Solid State Fermentation". Chemie Ingenieur Technik. 85 (3): 318–322. doi:10.1002/cite.201200094.
  7. ^ Middelberg, Anton P.J. (January 1995). "Process-scale disruption of microorganisms". Biotechnology Advances. 13 (3): 491–551. doi:10.1016/0734-9750(95)02007-P. PMID 14536098.
  8. ^ Soxhlet, F. (1879). "Die gewichtsanalytische Bestimmung des Milchfettes" [The weight-analytical determination of milk fat]. Polytechnisches Journal (in German). 232: 461–465.
  9. ^ Folch, Jordi; Lees, M.; Stanley, G.H. Sloane (May 1957). "A Simple Method for the Isolation and Purification of Total Lipides From Animal Tissues". Journal of Biological Chemistry. 226 (1): 497–509. doi:10.1016/S0021-9258(18)64849-5. PMID 13428781.
  10. ^ Rupilius, Wolfgang; Ahmad, Salmiah (June 2006). "The Changing World of Oleochemicals". Palm Oil Developments: 15–28.
  11. ^ Noweck, Klaus; Grafahrend, Wolfgang (2006). "Fatty Alcohols". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. doi:10.1002/14356007.a10_277.pub2. ISBN 978-3-527-30673-2.

추가 정보