Dong Xinrong Cao Jian
A partir de los factores importantes que afectan la síntesis de aceites microbianos, la preparación de aceites microbianos, el análisis cualitativo de aceites microbianos, los indicadores físicos y químicos y Indicadores de calidad de los productos. Este artículo revisa la investigación sobre aceites funcionales microbianos en el país y en el extranjero en términos de producción microbiana de aceites funcionales y otros aspectos.
Microorganismos; grasa funcional; fabricación
Número de categoría ts 218 438 0
Grasas y aceites funcionales derivados de microorganismos
Dong Xinrong Cao Jian
(Departamento de Bioingeniería, Zhengzhou Food College, Zhengzhou 450052)
Este artículo revisa la producción de aceite microbiano, los factores que influyen importantes en el proceso de producción, el análisis cualitativo del producto, los factores físicos y Propiedades químicas y características de calidad y la aplicación de microorganismos nacionales y extranjeros en la preparación de aceites funcionales. También se ha estudiado la producción de grasas y aceites funcionales a partir de microorganismos.
Palabras clave microorganismos; grasas y aceites funcionales; producción
Prefacio a 0
El aceite microbiano también se llama aceite unicelular. En determinadas condiciones, muchos microorganismos, como bacterias, mohos, levaduras y algas, pueden producir grandes cantidades de aceite en las bacterias. Algunas bacterias de base seca contienen más del 70% de aceites, que tienen una composición de ácidos grasos similar a la de los aceites vegetales comunes (ver Tabla 1) [1]. La investigación sobre los lípidos microbianos comenzó durante la Primera Guerra Mundial. Para solucionar la escasez de recursos petroleros en ese momento, Alemania utilizó Endospora lipolytica para producir aceites. Posteriormente, Estados Unidos comenzó a producir aceites microbianos, pero no se logró la industrialización. No fue hasta vísperas de la Segunda Guerra Mundial que los científicos alemanes seleccionaron cepas adecuadas para el cultivo profundo y comenzaron a producir industrialmente aceite comestible microbiano en Alemania.
Tabla 1 Composición de ácidos grasos de algunos lípidos microbianos
Cepa 12:014:016:016:18:018:18.
Candida 0-TR 32-15448-
Cryptococcus cerevisiae
(Cryptococcus terrestre)- tr 36 1 14 36 8 tr
Rhdotorula glatiuis
(Rhdotorula glatiuis)-1816601224:01
Ritio irregular 16261552656a 20:07
Endospora lipolytica-2 25 70 17 47 5 1
Ergosterona 23 62 19 8-18: 1-Hidroxi 42
Fusarium moniliforme-1 14-1 30 42 1
Mucor oryzae-1 20 4 6 48 16 5a
Rhizopus tr 1 18 4 1 29 16 tra
Chlamydomonas amyloliquefaciens-30.7 2.6 0.8 4.1 35.3 7.5 b 16：2 16.2
16∶3 2.7
Mortierella alpina
Mucor b b b b b b b 150
20∶3 3
20∶4 30
20∶5 15
Descripción: ácido A-γ-linolénico; b-desconocido; tr-traza; ácido de cadena ramificada br;-————ácido OH carboxílico
La producción de aceites microbianos. tiene muchas ventajas en comparación con la producción de aceites animales y vegetales: 1. Los microorganismos tienen una gran adaptabilidad, una velocidad de reproducción rápida y un ciclo de producción corto 2. Crecimiento microbiano Las materias primas requeridas son ricas y diversas, especialmente los productos agrícolas y secundarios, los desechos generados; en la industria alimentaria y la industria papelera, como pulpa de sulfito, líquido de sacarificación de madera, líquido de desperdicio de azúcar, líquido de desperdicio de fabricación de almidón, etc. , que también protege el medio ambiente; 3. El método microbiano produce aceite, lo que ahorra mano de obra y esfuerzo. No se ve afectado por el sitio, el clima ni la estación, y se puede producir de forma continua durante todo el año. 4. Aprovechando los grandes cambios en la composición de diferentes cepas bacterianas y medios de cultivo, es particularmente adecuado para el desarrollo de algunos aceites funcionales. Los ejemplos incluyen aceites ricos en ácido oleico, ácido gamma-linolénico, ácido araquidónico, EPA, DHA, escualeno, ácidos dicarboxílicos y sustitutos de la manteca de cacao.
Además, debido al crecimiento demográfico, la contradicción entre la demanda de petróleo y la grave escasez de recursos naturales se ha vuelto cada vez más aguda, y tiene más importancia práctica abrir una nueva fuente de petróleo: el petróleo microbiano [2, 3].
En la actualidad, la viabilidad técnica de la producción de aceite microbiano no es demasiado grande, pero sí, principalmente, la viabilidad económica. La producción microbiana de aceite se ve afectada por muchos factores y las cepas productoras de aceite son limitadas. Sólo son valiosos aquellos microorganismos con alto contenido de aceite seco y alta tasa de conversión de aceite. El contenido de aceite de los microorganismos de base seca que se analizan actualmente es generalmente de 30 a 60, y algunos de 70 a 80. La tasa de conversión de aceite es generalmente de 15 y las cepas individuales pueden alcanzar de 20 a 25. Por tanto, el valor económico de los aceites microbianos generales no puede competir con los aceites vegetales. La investigación sobre aceites microbianos se centra principalmente en el uso de microorganismos para producir aceites nutricionales especiales y aceites industriales especiales con alto valor económico. Los principales nutrientes de este tipo de aceite rara vez o incluso ausentes en los aceites animales y vegetales naturales, pero tienen grandes funciones fisiológicas y usos especiales, por lo que colectivamente los llamamos aceites funcionales microbianos. En la actualidad, Japón ha logrado la extracción microbiana de aceite para producir manteca de cacao y la fermentación de levadura para producir un sustituto de la manteca de cacao. En Japón y el Reino Unido ha aparecido aceite de ácido gamma-linolénico producido por mohos, y también se han descubierto cepas de hongos y algas ricas en aceites de ácido araquidónico, ácido eicosapentaenoico, ácido docosahexaenoico, ácido carbónico y ácido ricinoleico [1, 6, 21]. ]. Como complemento necesario de los aceites animales y vegetales, los aceites funcionales microbianos desempeñan un papel cada vez más importante en la promoción de la salud humana. Por lo tanto, la investigación sobre los aceites funcionales microbianos es de gran importancia.
1 es un factor importante que afecta la síntesis de lípidos microbianos.
Relación media de carbono-nitrógeno 1,1
El rendimiento de aceite está determinado por el producto del contenido de aceite celular y la cantidad de células recolectadas. El proceso de producción de aceite microbiano se puede dividir en dos etapas: etapa de proliferación celular y etapa de producción de aceite. La relación C/N del medio de cultivo utilizado en estas dos etapas es diferente. En el período de proliferación celular, la nutrición con nitrógeno debe ser relativamente alta para obtener suficientes células bacterianas en el período de producción de aceite, después de que se obtengan suficientes células bacterianas, carbono; Se añaden nutrientes para favorecer la acumulación de bacterias. Una gran cantidad de aceite crea las condiciones [9].
Valor de pH 1,2
El valor de pH óptimo para la producción de aceite varía según el tipo de microorganismo, oscilando entre 3,5 y 6,0 para la levadura y de neutro a alcalino para el moho. Cuando Aspergillus nidulans se cultiva a un pH de 2,8 a 7,4, el contenido de ácido oleico aumenta con el aumento del valor del pH. Sin embargo, cuanto más cercano al neutro sea el pH inicial del medio nutritivo de la levadura oleaginosa cultivada, mayor será el contenido de lípidos de las células en la fase estacionaria [7].
1.3 Sales inorgánicas y oligoelementos
En términos generales, para los hongos, aumentar la cantidad de sales inorgánicas y oligoelementos puede aumentar la tasa y cantidad de producción de aceite. La investigación de Carrid et al. sobre Aspergillus nidulans demostró que al ajustar la proporción de contenido de Na, Mg2, so42- y PO43- en el plasma, el contenido de aceite se puede aumentar de 25 ~ 26 (tasa de producción 6,7 ~ 7,9) a 51 ( tasa de producción 17,2). Un experimento sobre la producción de aceite mediante levaduras oleosas demostró que aumentar la concentración de iones de hierro en el medio de cultivo puede acelerar la síntesis de aceite, mientras que aumentar la concentración de iones de zinc (algunas cepas requieren vitamina B) puede aumentar la acumulación.
1.4 Temperatura
La temperatura óptima para el aceite crudo suele rondar los 25 ℃. La temperatura puede afectar la composición y el contenido del aceite. El contenido de ácidos grasos insaturados aumentará cuando la temperatura del cultivo sea baja.
1.5 Tiempo de cultivo
El tiempo de cultivo también es muy importante para la síntesis del aceite. Por ejemplo, Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Rhizopus, Rhodotorula y Saccharomyces cerevisiae, los tiempos de cultivo óptimos son 3 días, 7 días, 7 días, 5 días y 6 días respectivamente. Si el tiempo de cultivo es insuficiente, el número total de células microbianas no alcanzará el valor máximo, lo que afectará la producción de aceite. Si el tiempo de cultivo es demasiado largo, los microorganismos individuales se deformarán y autolizarán, y será difícil obtener el aceite formado; se acumulan en el medio de cultivo, lo que también afectará la tasa de producción de aceite.
Número de esporas 1,6
Cuando hay demasiadas esporas durante el período de crecimiento bacteriano, la tasa de producción de aceite unicelular puede ser baja. La acumulación excesiva de lípidos en las células puede hacer que las bacterias pierdan su capacidad de proliferar. Por lo tanto, al cultivar bacterias productoras de aceite, se debe lograr la cantidad óptima de esporas para mantener la capacidad de proliferación bacteriana y el estado fisiológico de producción de aceite.
1.7 Aporte de oxígeno
Los microorganismos necesitan oxígeno para sintetizar aceite y ácidos grasos insaturados a partir de azúcares del sustrato, por lo que deben aportar suficiente oxígeno.
1.8 Adición
La adición de intermedios para la síntesis de ácidos grasos o compuestos dicarbonílicos que pueden formar intermedios, como etanol, acetato, acetaldehído, etc., puede aumentar el contenido de aceite.
Preparación de aceites microbianos
2.1 Selección de cepas
Las cepas utilizadas para producir aceites microbianos requieren las siguientes condiciones:
(1) Mejora Después de eso, tiene la capacidad de sintetizar aceite o grasa, la acumulación de aceite es grande, el contenido de aceite es estable por encima de 50 y la tasa de conversión de aceite no es inferior a 15.
(2) Se pueden utilizar productos agrícolas y secundarios, aguas residuales industriales y residuos.
(3) Tiene una gran capacidad reproductiva, no se contamina fácilmente con diversas bacterias y es fácil de precipitar, filtrar y separar la grasa.
(4) Tiene buen sabor, es inofensivo para el consumo y fácil de digerir y absorber.
(5) Cuando se utiliza en la producción industrial, se puede adaptar al cultivo industrial profundo y el dispositivo es simple [4, 5]. Además, diferentes cepas, diferentes condiciones de cultivo y diferentes productos. La composición de ácidos grasos, los tipos y la composición de triglicéridos de algunas cepas de aceites se muestran en las Tablas 1 y 2.
Tabla 2 Análisis estereoespecífico de grasa microbiana
Grasa sn 14:0 16:0 16:17:0 17:1 18:0 1 65438.
Micobacterias 1 1 8 9 tr 2 7 60-7 1 1 1 1 1
snegmatis 2 7 57 13 2 1 6 9-1 tr tr 1 tr
3 1 7 7 tr tr 16 18-6 7 7 18 7
(levadura oleosa)1 3 1 4 8-4 61 10 10-
Bacterias grasas 2 -12 -889
lipoferus 3 6 29 13 - - 9 37 6 - - -
- -
2.2 medio
El medio de cultivo a preparar incluye medio de cultivo inclinado, medio de cultivo líquido de semillas, medio de cultivo en matraz de agitación básico, medio de cultivo de fermentación, etc. El medio inclinado es un medio comúnmente utilizado para cultivar esta cepa; la composición del medio de semilla y el medio básico no cambia mucho, principalmente para estabilizar las características de la cepa; el medio de fermentación debe aumentar la proporción de fuentes de carbono y reducir la cantidad; proporción de fuentes de nitrógeno y aumentar la tasa de aireación al mismo tiempo. Permitir que las bacterias sinteticen completamente el aceite [28, 29].
Las fuentes de carbono utilizadas en la preparación incluyen lactosa, glucosa, fructosa, sacarosa, parafina, melaza residual, aguas residuales de la industria de la celulosa, hidrolizado de madera, aguas residuales de las fábricas de almidón, etc. Las fuentes de nitrógeno incluyen sales de amonio, urea, nitratos, aminoácidos, agua de levadura, licor de maíz, etc. Las sales inorgánicas incluyen KH2 PO4, MgSO4, CaCl2, etc. Las auxinas incluyen extracto de levadura, peptona, etc. Si queremos mejorar una cepa mediante mutación, necesitamos preparar un medio de mutación. Los mutágenos utilizados son nitrosoguanidina, N-metil-N-nitrosoguanidina, sulfato de dietilo, luz ultravioleta, láser y haz de iones.
2.3 Método de cultivo
2.3.1 Activación de la cepa
Transferir la cepa conservada a un medio inclinado y cultivarla a 28°C durante 4 días.
2.3.2 Preparación del líquido semilla
Enjuagar las cepas activadas con una pequeña cantidad de agua esterilizada, colocarlas en un matraz Erlenmeyer que contenga medio de cultivo líquido semilla e incubarlas durante 24 a 30 Cultivo a 150 ~ 300 r/min durante 2 ~ 5 días. La temperatura de incubación, el tiempo y la velocidad de agitación dependen del tipo y número de cepas. Por lo general, el contenido líquido del medio de cultivo líquido de semillas es 0/5 del matraz Erlenmeyer 65438.
2.3.3 Agitar el matraz de cultivo
Utilizar un matraz Erlenmeyer del mismo volumen que (2), lleno con 1/5 del volumen de medio de cultivo líquido de semillas, e inocular 2 ~ 3 ml de líquido de semilla. La temperatura y la velocidad de rotación son las mismas que (2), y el tiempo de cultivo es de 1 a 2 días más que (2).
2.3.4 Fermentación en tanque grande
El volumen de líquido es 2/3 del cuerpo de llenado, la cantidad de inoculación es 5, la presión del tanque es 0,5 kg/cm2 y la agitación La velocidad aumenta a la original 2 veces, la temperatura del tanque es la misma que la anterior. A veces, para inducir gradualmente la producción de lípidos, se puede utilizar un método de fermentación en tres etapas, de modo que el suministro de nutrientes del medio de cultivo tienda a aumentar gradualmente la fuente de carbono, reducir la fuente de nitrógeno, aumentar la tasa de ventilación y el valor del pH. se acerca gradualmente al valor óptimo para la síntesis de lípidos microbianos.
2.4 Recolección de células bacterianas
Después del examen microscópico, filtrar las bacterias cultivadas con una tela filtrante (gasa, paño frío), lavar tres veces con agua destilada y pesarlas húmedas. Algunas bacterias húmedas están a 60 ℃, se secan, pesan y miden el contenido de humedad de las bacterias húmedas. La centrifugación se utiliza cuando se recogen grandes cantidades de bacterias.
2.5 Pretratamiento de bacterias y extracción de aceite bacteriano antes de la extracción de aceite
Los aceites microbianos existen en las paredes celulares resistentes, parte de las cuales existen en forma de lipoproteínas y lipopolisacáridos, por lo que en las bacterias se debe tratar previamente antes de la extracción de petróleo. Hay cuatro métodos principales de pretratamiento: (1) método de molienda de células secas (moler las células con arena); (2) método de cocción con ácido clorhídrico diluido con bacterias secas (* * * la cocción descompone las células para facilitar la extracción de aceite (3)); cepas bacterianas Autolisis (incubación a 50°C durante 2 a 3 días) (4) Método de desnaturalización de proteínas bacterianas (desnaturalizar las proteínas de unión con etanol o propanol) [10]. Además, existen métodos para alterar las bacterias mediante homogeneización a alta presión, molienda de bolas, expansión, alta presión osmótica y otros tratamientos.
Los disolventes orgánicos utilizados para la extracción de aceite incluyen principalmente éter, éter isopropílico, cloroformo, éter-etanol, éter de petróleo, cloroformo-metanol, etc. Después de la extracción, el disolvente se recupera mediante destilación al vacío.
3 Análisis cualitativo de lípidos microbianos
Después de la tinción negra de Sudán, las partículas de grasa en las bacterias aparecen de color azul violeta o azul grisáceo, mientras que las bacterias aparecen rojas. Según el tamaño de las partículas de grasa, el contenido de grasa se puede juzgar preliminarmente y también se puede utilizar para determinar el tiempo óptimo de producción de aceite [5].
Determinación de diversos indicadores físicos y químicos e indicadores de calidad de aceites microbianos.
Se utiliza el método AOCS. Los indicadores de análisis incluyen principalmente los siguientes aspectos: (1) índice de refracción (2); ) gravedad específica; (3) transparencia; (4) olor y sabor; (5) humedad; (10) 2 80; experimento ℃; (11) Composición de ácidos grasos; (12) Triglicéridos (13) Materia insaponificable.
5. Utilizar microorganismos para producir aceites funcionales.
Mediante la fusión celular, la mutación celular y otros medios, los microorganismos pueden producir aceites altamente nutritivos o aceites compuestos por ciertos ácidos grasos específicos que están más en línea con las necesidades humanas que los aceites animales y vegetales [27]. La descripción es la siguiente:
5.1 Ácido oleico y ácido linoleico
El ácido linoleico es un ácido graso esencial para el cuerpo humano y puede convertirse en γ requerido por el cuerpo humano a través de la Acción de la δ 6 deshidrogenasa.Ácido linolénico. Aunque este aceite es común en las plantas, sólo los aceites de cártamo y girasol tienen niveles de ácido linoleico superiores a 70. Se informa que el contenido de ácido linoleico producido al cultivar el hongo filamentoso C. parasol utilizando celulosa como fuente de carbono es tan alto como 71,8 ~ 76,3 [11]. Hay informes en el extranjero de que la endospora lipolytica se utiliza para producir industrialmente aceites ricos en ácido oleico y ácido linoleico. El ácido oleico y el ácido linoleico a menudo coexisten en los aceites microbianos y pueden representar del 65 al 78% de la grasa total, lo cual es muy similar a muchos aceites vegetales. Además, los resultados del análisis de propiedades físicas y químicas como el punto de fusión, el índice de refracción, la gravedad específica, el índice de acidez, el índice de peróxido, el índice de saponificación y el índice de yodo también son similares a los del aceite vegetal [9].
El análisis de ácidos grasos de células enteras de 38 cepas de Candida mostró que el contenido de ácido oleico de estas levaduras era de 34 a 69, el contenido de ácido linoleico era de 5 a 34 y el contenido de ácido palmitoleico de algunas cepas era 65, 438 05,9 [2, 3]. Aceites sintetizados por la levadura oleaginosa Rhodotorula saccharomyces. y Hyphospora spp. Compuesta principalmente de ácido oleico, la composición de ácidos grasos es similar a la del aceite de oliva y el aceite de colza en los aceites vegetales comunes [2, 13].
Ácido 5.2 γ-linolénico
El GLA existe naturalmente en pequeñas cantidades y solo existe en la grasa de la leche y en las semillas de plantas silvestres especiales.
La existencia y actividad de la △ 6 deshidrogenasa en el cuerpo humano a menudo se ve afectada por factores nutricionales de salud como la obesidad, el cáncer, las infecciones virales, el envejecimiento, etc., lo que impide que el ácido linoleico se convierta en GLA y evita que se produzcan PG (prostaglandinas). sintetizado con éxito, provocando arteriosclerosis, trombosis, diabetes, etc. Por tanto, el aceite rico en GLA es un aceite para el cuidado de la salud [6544
Tradicionalmente, el GLA se extrae principalmente del aceite de semilla de onagra. Bernhard y Albercht identificaron por primera vez el CLA fúngico en 1948 a partir de la grasa del micelio de Rhizopus brucei con un contenido de 16. Nugtern demostró que su estructura es similar al aceite de semilla de onagra GLA. En 2019, el programa de 1964 descubrió que las cepas de Phycomycetes contenían GLA pero no ácido alfa-linolénico. Recientemente, Morio Hiramo del Laboratorio de Bioingeniería de la Compañía Ona Cement de Japón y Yunki Miura del Departamento de Bioingeniería de la Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokio cultivaron Espirulina y Clorella. NKG4240 produce GLA, que contiene hasta un 10% del total de ácidos grasos [15].
En la producción de fermentación de GLA, en 1985, Osama Suzuki y otros utilizaron Mortierella, Mortierella, Mortierella ramanii y Mortierella parvum para producir glucosa en alta concentración (60 ~ 400 g/L) como carbono. fuente para fermentación y cultivo, y el contenido de aceite de las bacterias alcanzó de 35 a 70, de los cuales GLA representó de 3 a 16544. En 1987, Longyi Kundao utilizó polilla blanca americana para fermentar y producir GLA, y el contenido de GLA alcanzó 18. El Reino Unido utiliza Fusarium javanica y utiliza glucosa producida a partir de almidón de trigo como medio de fermentación. El producto ha sido purificado para cumplir con los estándares alimentarios y el contenido de γ-triacetina llega a 65438±06. La producción de John Starge Co., Ltd. alcanza las 100 t/a [4, 26]. Desde 1986, la SSL británica de Factory of Sturge Biochemicals y la Japanese Photochemical Company han lanzado productos microbianos de GLA, que se utilizan principalmente en medicina, alimentos saludables, bebidas funcionales y cosméticos de alta gama [11].
El Instituto de Microbiología Industrial de Shanghai utiliza la cepa M102 para producir GLA en un tanque de fermentación de 500 litros, con un contenido de GLA de 8. En 1993, el Departamento de Biología de la Universidad de Nankai utilizó Mortierella As3.3410 como cepa inicial y obtuvo una cepa mutante mediante mutagénesis ultravioleta. La Escuela de Bioingeniería de la Universidad Normal de Fujian utilizó Mortierella como 3.3141998 como cepa inicial para fermentar y producir GLA en un fermentador de 10 litros. El rendimiento de células bacterianas fue de 29,3, el contenido de aceite fue de 44,7 y el contenido de GLA fue de 9,44. Después de una mutagénesis combinada con luz ultravioleta, sulfato de dietilo y nitrosoguanidina, se llevó a cabo una fermentación en tres etapas en un tanque de fermentación de 60 m3. El contenido de aceite de las bacterias llegó a 79,2 [16].
5.3 Ácido araquidónico. El AA ácido se deriva tradicionalmente del aceite de pescado, pero el contenido es extremadamente bajo, generalmente menos de 0,2 (p/p). El AA y el ácido eicosapentaenoico (EPA) son intermediarios importantes en el metabolismo del ácido araquidónico. Su estado en nutrición y medicina ha atraído la atención mundial, principalmente debido a que el metabolito del ácido eicosapentaenoico, PG, TX y LT, tiene funciones fisiológicas como la regulación vascular. obstrucción, trombosis, cicatrización de heridas, inflamación y alergia [1]. 1990 Buranova et al. encontraron que varias especies de Mortierella pueden acumular ácido eicosatrienoico (DGLA) y AA y producir EPA bajo ciertas condiciones. Desde la década de 1980, se han puesto en producción industrial aceites microbianos con mayores contenidos de GLA y AA en Japón, el Reino Unido, Francia, Nueva Zelanda y otros países, y se han comercializado productos de fermentación de AA en Japón y el Reino Unido. 17]. Una cepa de Mortierella. Se obtuvo una cepa de alto rendimiento mediante mutagénesis UV y el rendimiento de AA alcanzó 0,83 g/l. El estudio también señaló que el micelio cultivado en diferentes tiempos (3-5 días) se envejeció a temperatura ambiente durante 65438 ± 05 días. el contenido total de lípidos del micelio aumentó de 65438 ±08~30 a 36~465438±0; el contenido de AA en el micelio aumentó de 1,1~2,6 a 2,6~3,7 [18].
5.4 Ácido eicosapentaenoico (EPA) y ácido docosahexaenoico (DHA)
El EPA y el DHA naturales suelen ser abundantes en los animales marinos y en el fitoplancton marino. EPA y DHA pertenecen a los ácidos grasos poliinsaturados (PUFA) omega-3 y sus funciones fisiológicas son: (1) Prevenir y tratar la aterosclerosis, la trombosis y la hipertensión. (2) Tratar el asma, la artritis, las migrañas periódicas, la psoriasis y la nefritis. (3) Tratamiento del cáncer de mama, cáncer de próstata y cáncer de colon. Actualmente, las fuentes comerciales de AGPI omega-3 son el pescado marino y sus aceites. La composición y el contenido de AGPI omega-3 en el aceite de pescado varían según la especie de pescado, la estación y la ubicación geográfica. Para mejorar su estabilidad oxidativa, la mayoría de los aceites de pescado suelen someterse a hidrogenación, mezcla y otros pasos, destruyendo así el EPA y el DHA.
Shimizu et al. propusieron Mortierella alpina como una fuente potencial de producción de EPA en 1988. Cuando se cultiva a una temperatura baja de 65438±02℃, puede acumular más de 65438±05 EPA. Thraustochytrid es un hongo marino con un contenido de DHA de 34. Muchas algas pueden producir aceites con alto contenido de EPA y DHA. Algunas algas del Phylum Chrysophyta, Chrysophyta, Ceratophyta, Rhodophyta, Phaeophyta, Chlorophyta, Cryptophyta y Ascidia contienen altos niveles de EPA. El contenido de DHA es mayor en los dinoflagelados, mientras que el contenido de EPA y DHA en los ciclodinoflagelados es mayor [15].
La composición del medio de cultivo, la ventilación, la intensidad lumínica, la temperatura y el tiempo de cultivo juegan un papel importante en la síntesis y acumulación de AGPI como EPA y DHA. La cantidad de fuente de nitrógeno afecta la proporción de ácidos grasos saturados e insaturados. La luz insuficiente aumenta la síntesis de ácidos grasos omega-6 e inhibe la síntesis de ácidos grasos omega-3. La concentración de AGPI microbianos alcanza un máximo al final de la fase de crecimiento logarítmico o al comienzo de la fase estacionaria. Además, el uso de ingeniería genética para seleccionar cepas puede aumentar en gran medida el potencial de las algas y los hongos para producir PUFA como EPA y DHA. Además, el EPA en el aceite de algas tiene mayor estabilidad a la oxidación que el aceite de pescado y no tiene olor ni olor. sabor a aceite de pescado.
Tabla 3 Microorganismos que producen compuestos similares a la manteca de cacao
Biomasa seca bacteriana
Contenido de lípidos Pc/g.l-1
Cantidad/ Composición de ácidos grasos/1,3-dissaturados y 3-insaturados
Y contenido de glicéridos/
16:0 18:0 18:1
Rhodotorula
(Rhodosporidium toruloides) 12,8 59,8 25,0 12,7 46,4 47,9
Rhodotorula leucospora 8,0 35,8 29,8 11,8 35,5 32,8
Endospora lipolytica 8,5 10,4 25,1 12,3 7,1 30,6
Mortierella vinifera 5,0 33,7 27,9 12,7 48,0
Mortierella 4,5 565 438 0,3 25.1.1.16.6 44,4
Mortierella vinifera Sporosporum
Anguila) 3,2 13,4 28,1 16,6 40,8
5,5 Ácido dibásico de cadena larga
El ácido dibásico de cadena larga se utiliza ampliamente en la industria y es el polímero de producción Materias primas e intermedios para productos químicos, recubrimientos en polvo, plastificantes, lubricantes, fragancias y pesticidas. Los ácidos dicarboxílicos de cadena corta por debajo de C10 se encuentran ampliamente en la naturaleza y son relativamente fáciles de sintetizar, mientras que los ácidos dicarboxílicos de cadena larga por encima de C11 casi no existen y son difíciles de sintetizar. Muchos microorganismos pueden obtener ácidos dibásicos saturados e insaturados C11 ~ C18 mediante fermentación, entre los cuales Japón es el más utilizado y ha logrado buenos resultados.
5.6 Escualeno
Los recursos de escualeno también son muy escasos. Se encuentra principalmente en el aceite de hígado de ballenas y tiburones de aguas profundas, y el contenido del aceite de oliva y el aceite de salvado de arroz lo es. también alto. El escualeno tiene un efecto antioxidante en el aceite, pero se convierte en un promotor de oxígeno cuando se oxida por completo. Su hidruro es una excelente base cosmética y lubricante para maquinaria de precisión como relojes y relojes.
Utilizando el decano como fuente de carbono, el contenido de escualeno en el aceite fermentado de Mortierella flavus puede alcanzar los 50 mg/L
Mantequilla de cacao de generación 5.7
La manteca de cacao es la más abundante del mundo. de los aceites más valiosos. La manteca de cacao natural se obtiene a partir de los granos de cacao mediante lavado, pelado e hidroextracción. Su composición de triglicéridos es POS52, SOS19 y POP6. La manteca de cacao natural tiene las características de buen sabor, resistencia a la oxidación y descomposición por enzimas lipolíticas, adecuada viscosidad de procesamiento y fácil desmolde. , se ha convertido en un componente graso indispensable para la elaboración del chocolate. Debido a la escasez de manteca de cacao natural y su alto precio, han surgido una variedad de tipos de manteca de cacao y sustitutos de la manteca de cacao. La preparación de manteca de cacao por microorganismos incluye dos aspectos: (1) usar enzimas microbianas como catalizadores para catalizar la reacción de transesterificación de aceites para lograr la composición de triglicéridos requerida para la manteca de cacao. De esta forma se pueden preparar mantecas parecidas a la manteca de cacao. (2) Cultivar cepas microbianas para producir manteca de cacao y sustitutos de la manteca de cacao con propiedades físicas y químicas o composiciones de triglicéridos cercanas a las de la manteca de cacao.
La investigación sobre la producción de aceite de Rhodotorula gracilis K-76 y Rhodotorula sphaeroides L-103 realizada por el Instituto de Investigación Industrial de Moscú muestra que el rendimiento de triglicéridos con ácido oleico en la posición 2 es muy alto, y el aislado Las propiedades físicas y químicas del aceite son similares a las de la manteca de cacao, el aceite de oliva y el aceite de semilla de algodón. La manteca de cacao y sus sustitutos se producen en los Países Bajos a partir de 14 especies de levaduras pertenecientes a Candida, Saccharomyces cerevisiae y Rhodotorula. Después de la mutagénesis con N-metil-N-nitrosoguanidina, se obtuvo una cepa de alto rendimiento. Después del cultivo, el contenido de aceite alcanzó 30, 95. Los triglicéridos incluyeron P 37,6, S 14,3 y O 37. En Canadá, la levadura se cultiva en suero desproteinizado y se obtiene un producto similar a la manteca de cacao con una composición y contenido de triglicéridos similar al de la manteca de cacao añadiendo la forma cristalina requerida. Se puede comercializar sin separación, y la levadura se cultiva en suero desproteinizado. El producto es uniforme y estable [22].
La mayor parte de las investigaciones sobre la síntesis microbiana de la manteca de cacao se encuentran en Japón. En una patente, se inoculan bacterias del ácido láctico y bifidobacterias en una mezcla hecha de aceite, leche en polvo fermentada y azúcar, y se añaden en proporción leche entera en polvo, sacarosa, lactosa, fosfolípidos, aromas, ácido cítrico y pigmentos naturales. Después de la fermentación a temperaturas inferiores a 45°C, el producto resultante sabía a yogur mediante inspección sensorial y podía usarse en alimentos en lugar de manteca de cacao [23].
También existe una patente para el cultivo en matraz de agitación de una levadura Candida sensible al ácido erúcico y sus derivados. Después del cultivo, se determinó que la composición de triglicéridos de Candida era 18,6, POS era 39,0 y SOS era 14,6. Puede usarse como manteca de cacao [24]. Otra patente utiliza Mortierella para producir sustitutos de la manteca de cacao y el efecto también es muy significativo [25].
En resumen, la investigación sobre aceites funcionales microbianos es la dirección de desarrollo del siglo XXI, que ampliará el alcance de la industria petrolera y permitirá que los microorganismos se apliquen a campos más amplios e importantes.
Sobre el autor: Dong Xinrong: mujer, nacida en 1973, maestría.
Autor: Departamento de Bioingeniería, Zhengzhou Food College, Zhengzhou 450052.
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