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0 前言
生物柴油是以油料物質( 大豆、油菜籽、動物油 脂、餐飲廢棄油脂) 或產油酵母菌、微藻等為原料， 與甲醇或乙醇通過酯化或酯交換反應制得的可替代 石化柴油的綠色清潔燃料，其具有無毒、可降解、含 硫量少、可再生性等優勢，是綠色新能源發展的重要 研究目標。酵母菌、微藻等微生物由于生長速度 快，體內油脂含量高，且不占用土地、糧食等資源，被 認為是理想的生物柴油生產原料。
1 實驗部分
1． 1 試劑與儀器
試劑: 正己烷、甲醇，色譜級，上海阿拉丁; 氯化 鈉，分析純，遼寧泉瑞試劑有限公司; 氫氧化鉀，分析 純，國藥集團化學試劑有限公司。 儀器: 博迅BXM-30R立式壓力蒸汽滅菌器，上海博 訊實業有限公司; BSD － YX3200 智能精密搖床，上 海博迅實業有限公司; AS3120B 超聲波清洗器，天津 奧特賽恩斯儀器有限公司; 7890B 氣相色譜儀，美國 Agilent 公司; M7 － 300EI 質譜儀，北京普析通用儀 器有限責任公司; H1650 離心機，湖南湘儀實驗室儀 器開發有限公司; N － EVAP111 氮吹儀，美國 Organomation。
1． 2 菌株及培養條件
酵母菌 S288c 在 30 ℃，200 r/min 條件下，用液 體 YPD 培養基培養。首先，挑取單菌落到 20 mL YPD 液體培養基中活化培養 12 h，之后轉移 1 mL 菌液到 50 mL 液體 YPD 培養基中繼續培養 9 h。菌 液經 3 000 r/min 離心 5 min，得到菌體用去離子水 洗一次，然后放到干燥箱內烘干備用。
1． 3 生物柴油的制備
稱取 50 mg 干酵母粉，加 2 mL 正己烷，再加入 800 μL 0． 2 mol /L 的 KOH /CH3OH 溶液，超聲 30 min 反應結束后，加入 5% NaCl 溶液 300 μL，渦旋 1 min 混勻，靜置 10 min，10 000 r/min 離心 5 min，取 上清液，用氮氣吹干，最后 100 μL 正己烷溶解，取上 清液 1 μL 進行 GC － MS 分析。
1． 4 GC － MS 檢測條件
色譜條件: 色譜柱為安捷倫 HP － 5 毛細管柱 ( 3 0 m × 0 ． 3 2 mm × 0 ． 2 5 μm ) ，進 樣 口 溫 度 2 6 0 ℃ ，分 流 比1 0 ∶ 1 。程 序 升 溫 設 置: 初 始 溫 度 150 ℃ ; 以 20 ℃ /min 升溫至 214 ℃，保持 5 min; 再 以 1 0 ℃ / min 升 溫 至 2 8 0 ℃ ，保 持 5 min ，載 氣 ( 99． 999 5% 高純氦氣) 流速 1． 2 mL /min。質譜條 件: 離子源溫度 230 ℃，傳輸線溫度 280 ℃，溶劑的 延遲時間 2 min，選擇離子掃描模式。
2 結果與討論
實驗以酵母菌為原料，KOH 為催化劑，甲醇為衍生試劑，通過原位酯交換制備生物柴油，氣相色 譜 － 質譜分析其成分主要為棕櫚酸甲酯、十六烯酸 甲酯、油酸甲酯、硬脂酸甲酯和肉豆蔻酸甲酯。單因 素實驗優化超聲時間、KOH 用量和甲醇用量。峰面 積和產量是正相關的，峰面積越大，產量越大，沒有 換算式，是直接相關的。
2． 1 超聲時間的影響
稱取 50 mg 干酵母粉，加入 400 μL 0． 05 mol /L 的 KOH － CH3OH 溶液，考察不同超聲時間( 5、10、 20、30、40 min) 對酯交換反應影響，結果如圖 1 所 示?？梢钥闯?，隨著反應時間增加，酯交換效率逐漸 增加，30 min 后得到酯總含量最大，之后酯量有所減 少。這可能是由于時間延長，酯交換反應越來越充 分，但時間過長，超聲使反應體系溫度升高，隨溶劑 揮發造成產物損失。
2． 2 KOH 用量的影響
實驗選用 KOH 為催化劑，稱取 50 mg 干酵母 粉，分別加入 0． 01、0． 05、0． 20、0． 60、1． 00 mol /L 的 KOH － CH3OH 溶液 400 μL，超聲反應 30 min，KOH 用量對生物柴油產量的影響如圖 2 所示。
由圖 2 可看出隨 KOH 濃度增加，生物柴油產量 逐漸增加，在 0． 2 mol /L 時達到最大。之后，KOH 濃 度再增大，柴油產量呈下降趨勢?？赏茰y催化劑 KOH 用量增加可以加快反應速率，增加柴油產量，但 KOH 過量后，其可能與產生的酯發生皂化反應， 使柴油產量下降。
3 結論
采用原位酯交換法制備酵母菌生物柴油，單因 素優化實驗結果顯示最佳工藝條件: 50 mg 酵母干 粉，甲醇的用量為 800 μL，KOH 用量為 0． 2 mol /L， 超聲時間為 30 min。最佳條件下，平行處理 5 份樣 品中各脂肪酸甲酯相對標準偏差 ＜ 11% 。生物柴油 成分 包 括 肉 豆 蔻 酸 甲 酯 ( 5% ) 、十 六 烯 酸 甲 酯 ( 24% ) 、棕櫚酸甲酯( 48% ) 、油酸甲酯( 13% ) 、硬脂 酸甲酯( 10% ) 。
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