文 献 综 述

1．引言

解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)是非常规酵母中具代表性的一种,它底物广泛,尤其能利用有机酸(柠檬酸、异柠檬酸),蛋白类(蛋白酶、脂肪酸、酯酶、磷酸酶、α-甘露糖苷酶、RNase)。解脂耶氏酵母是一种安全、稳健的酵母,具有工业应用的历史[1]。烷烃类廉价物质作为底物分泌大量的代谢产物,自上世纪40年代被发现以来,越来越受到研究者的重视,并于上世纪90年代被开发成为一种新的酵母表达系统,用于42种异源蛋白的高效表达。综述了解脂耶氏酵母表达系统及其特点,有利于研究者从转录和翻译的水平研究异源蛋白在此菌中的表达分泌路径以及寻找到调控型启动子[2]。

解脂耶氏酵母于1942年首次被分离得到,先后被命名为Candida lipolytica、Endomycopsis lipolytica、Sacharomycopsis lipolytica,最终定名为Yarrowia lipolytica(解脂耶氏酵母)。解脂耶氏酵母是非常规酵母中的一种。解脂耶氏产油酵母已经变成了一种异源蛋白表达和分泌的公认系统。所谓非常规酵母是除了酿酒酵母和粟酒裂殖酵母之外的所有酵母的总称,包括:毕赤酵母、乳酸克鲁维酵母、解脂耶氏酵母等[3]。非常规酵母菌已经吸引了越来越多的关注,由于其生化特性和潜在的应用是一个非常规酵母具有特定的生理特性[4]。

解脂耶氏酵母的优点[5]在于:1)解脂耶氏酵母被认为是安全的,因此,能用于食品和药物生产上;2)它能大量分泌多种代谢产物,自上世纪60年代就开始用于食品、单细胞蛋白等的工业化生产;3)它能利用很多普通的碳水化合物和脂肪作为碳源,这也使得它更适合于不同的工业应用;4)它是非常规酵母中离酿酒酵。

植物、动物及微生物所含油脂,多为新陈代谢产物。植物的油脂主要分布在种子中,含量约50%。动物油脂可分为陆生动物油脂和海生动物油脂,陆生动物油脂多为固态,主要集中于脂肪组织和内脏；海生动物油脂为液态,多分布在皮下,而鱼类油脂主要存在于肝及其他内脏中；微生物油脂作为一种新型油脂近年来也逐渐引起人们关注。油脂在日常生活中具有重要意义,其被广泛应用于食品工业、医药工业等领域,如食用动、植物油,医用的软膏、栓剂等,有些油脂还有特殊的药理作用,如大风子油治疗麻风病、鱼肝油治疗维生素A、维生素D缺乏症等。因此,研究油脂提取相关工艺技术及方法具有重要的应用价值。现综述近年国内外油脂提取技术和方法进行分类介绍,并对发展趋势进行了分析[6]。

2．培养基优化

在发酵工业中,发酵培养基的优化对发酵水平的提高起着举足轻重的作用。而在寻求最佳发酵培养基的过程中,试验设计及统计优化发挥着重要作用。对近年来常用的试验设计及优化方法进行了综述,内容包括单因素轮换法、析因设计、均匀设计、响应面设计、人工神经网络和遗传算法等多种试验设计和优化方法,并对其进行分析和比较[7]。

2.1．响应面方法

响应面方法是利用合理的试验设计并通过对实验数据进行一定的处理,建立影响因素与响应值之间的函数关系,得到一个回归方程,通过对回归方程进行分析,选择最优工艺参数。这种方法已广泛应用于粮油食品、化学化工等方面的工艺配方设计及加工工艺条件的优化。本文就响应面方法的优点、试验设计的方法以及实验数据的处理进行了简单的阐述,对其应用的限制因素进行一一说明,并就具体应用列举了一个简单的实例[8]。响应面方法是利用合理的试验设计并通过实验得到的一定数据,采用多元二次回归方程来拟合因素与响应值之间的函数关系,通过对回归方程的分析来寻求最优工艺参数,解决多变量问题的一种统计方法[9]。随着计算机的发展,它已成为精度高、应用广并具有实用价值的优化技术。响应值和变量之间的关系可以形象地用响应面表示出来,它可用在以下3个方面:①描述单个试验变量对响应值的影响;②确定试验变量之间的相关关系;③描述所有试验变量对响应值的综合影响。