加强微生物油脂研究
支撑生物柴油产业可持续发展
□ 赵宗保
国内油脂资源贫乏阻碍生物柴油产业发展
生物柴油由各种动、植物油脂经转酯化工艺而得，主要成分为长链脂肪酸甲酯。生物柴油具有能量密度高、润
滑性能好、储运安全、抗爆性好、燃烧充分等优良使用性能，并具有可再生性、环境友好性及良好的替代性能，是
最具发展潜力的大宗生物基液体燃料，也是 国家“十一五”规划重点发展的液体可再生能源产品之一。发展生物
柴油产业不仅对保障我国能源安全具有战略意义，还对缓解我国长期存在的液体燃油消费结构矛盾（柴/汽比偏高）
有重要意义。
目前世界各国根据国情选择合适的油脂原料，如利用菜籽油(欧洲)、大豆油(美国)、棕榈油（东南亚）和蓖蔴
籽油（巴西）等发展生物柴油产业。我国油脂资源贫乏，是世界最大的油脂净进口国，近年来植物油进口量维持在
数百万吨左右。农业部公布统计数据显示：2004年我国进口植物油676万t、食用油籽1959万t；2005进口植物
油621万t，食用油籽2568万t；2006年1～2月份，已进口植物油87万t。根据当前食用油籽和植物油的进口和
消费情况可以看出，我国油脂资源的进口依存度高于原油的进口依存度。随着世界化石能源供应形势日趋严峻，以
油脂为原料的生物柴油产业迅速发展，我国油脂资源供应形势面临更大压力。油脂资源短缺将是制约我国生物柴油
产业发展最主要的因素。
油脂作为食用品和传统化工原料，市场容量有限。我国食用油消费市场容量不足2000万t，潜在的废油脂资
源总量在400万t左右。废油脂的利用可以促进生物柴油产业的发展，但废油资源有限，难以作为产业依托。随着
能源形势恶化，油脂成为生物柴油产业的主要原料，其需求量远远大于当前的生产能力。生物柴油产业的发展将对
传统油脂化工行业产生较大影响。
我国耕地资源匮乏，粮食供应形势不容乐观。国土资源部《2004年中国国土资源公报》指出，耕地面积1.22
亿公顷，占国土面积的13%，人均耕地面积不足0.1公顷，不及世界平均水平的一半。全国有666个县区人均耕地
面积低于联合国粮农组织确定的0.053公顷警戒线。虽然目前多数国家是以油料作物和食用油所产生的废油为原料
生产生物柴油，但由于我国用于扩大常规油料作物种植的土地资源没有保障，要依托农业油脂为原料生产生物柴油
并不现实。在应对我国油脂供应形势的决策上，要理性分析国情，防止发生生物柴油产业出现“与人争粮”、“与人
争油”和“与粮争地”的矛盾。
加强微生物油脂发酵技术研究
某些微生物能将碳水化合物转化为油脂贮存在菌体内，这些微生物油脂的脂肪酸组成与植物油相近，以C16和
C18系脂肪酸为主（见图1）。但过去因缺乏技术，单细胞油脂很难用于规模化生产。随着工业生物技术的发展，微
生物油脂发酵技术取得较大进展。最近美国国家可再生能源实验室（NREL）将微生物油脂发酵列入生物柴油产业和
生物经济的重要研究方向。研究表明，一些产油酵母能高效转化生物质水解得到的五碳糖和六碳糖，实现全糖利用，
菌体内油脂含量达到细胞干重的70%以上。微生物油脂发酵具有原材料适应性广、易分离提纯、发酵周期短、可连
续生产、适合中小规模加工以及菌种易于定向改造等优势。
大连化物所提出了以微生物油脂发酵为核心技术制备生物柴油的路线，该工艺符合我国国情且具有巨大潜力。
目前大连化物所已选育出多种产油菌株，其中大部分能代谢多种碳源，包括葡萄糖、果糖、木糖和阿拉伯糖等。液
体培养干菌体收率达到50g/L,油脂含量55%以上。研究人员还对利用微生物油脂制备生物柴油进行了探索性研究，
取得了初步结果，表明利用微生物油脂制得的生物柴油样品在性能上与利用传统植物油脂生产的样品柴油没有明显
差别。
我国农林业生物质资源总量巨大，仅作物秸秆年产量就达7亿t，若利用微生物转化技术，具有1亿t生物柴
油的潜力。如果能源植物（如柳枝稷、芒草等）种植和微生物油脂发酵形成集成产业链，一些可粗放种植的高糖植
物，如甘薯、木薯和菊芋等，也将成为微生物油脂技术油的优良原料。以可在滩涂地、盐碱地生长的菊芋为例，其
块茎干物质亩产可达1.2t，茎叶干重1.3t以上，超过玉米和小麦的生物量单产水平。微生物油脂发酵技术可实现
菊芋全生物量利用，1公顷滩涂地年平均收获可生产5t油脂，远远高于油料作物的生产能力。微生物油脂发酵技
术也可以用于提高常规油料作物种植的收益，以油菜种植为例，每生产1t菜籽将产生2t油菜秸秆，规模化种植时，
如果能配套微生物油脂发酵技术，不仅可使单位耕地面积得油率提高70%以上，而且环境效益也有显著提高。
总之，针对我国国情，生物柴油产业发展需要非常规的油脂生产技术。在继续加强节约耕地的植物基油脂资源
开发的同时，应加大对微生物油脂发酵技术的研究，促进技术创新和产业化进程，形成具有自主知识产权和特色的
技术，支撑我国生物柴油产业和油脂化工行业健康发展。另一方面，微生物油脂技术还将拉动农林废弃生物质材料
的利用，促进社会主义新农村建设。
编后语：
发展生物柴油产业对保障国家能源安全、降低进口原油的依存度、促进国民经济可持续发展具有重要的战略意
义。具有丰富且稳定的油脂资源，是发展生物柴油产业的关键，仅靠餐饮废油难以支撑行业发展，必须选多渠道、
多来源的路子解决油脂来源问题。我国农林部门已在制订能源农业、能源林业的发展规划。我国一批尖端科学家也
正在进行微生物油脂的开发研究，并取得阶段性科研成果。
采用微生物技术将农林废弃物转化为油脂是发达国家重点研究的前沿课题，该项技术一旦取得突破，将彻底解
决全球能源短缺问题。
在微生物油脂研发领域，我国与发达国家处在同一起跑线上，我国科学家的研发能力与国外同行相比毫不逊色，
惟一不足之处是科研经费缺乏。希望我国有远见卓识的投资家、企业家慷慨解囊，使我国的科学家能将全部精力投
入到科研工作中去，支持我国微生物油脂研发事业，共同解决我国能源短缺现状。
也希望我国的科学家更加务实一些，将这一世界前沿课题分成若干个阶段，本着先易后难的原则首先解决淀粉
基生物质（玉米、甘薯、木薯、糖蜜等）的微生物油脂转化这一课题。发酵产业是我国的传统产业，我国现有酒精
生产企业8000多家，酒精的生产能力达600万t/a，因竞争激烈，年内将有2000多家被淘汰。除酒精行业外，抗
生素、柠檬酸、味精、总溶剂等发酵行业也有大量的闲置产能。利用这些闲置产能搞活技术难度低、投资少、见效
快、市场容量大的微生物柴油产业，在解决农作物油脂转化基础上，开展农林废弃物的微生物油脂转化这一难题攻
关，最终实现全生物质的微生物油脂转化。