[發明專利]一種產油微生物的培養方法

有效

• 申請號: 201010202215.3
• 申請日: 2010-06-18
• 公開（公告）號: CN102286375A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 趙宗保;林金濤;沈宏偉;吳思國
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C12N1/00
• 分類號: C12N1/00;C12P7/64
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

技術領域

本發明屬于生物化工技術領域，特別涉及一種產油微生物的培養方法，可以更有效地控制微生物油脂積累過程，提高底物利用效率和油脂生產強度。

技術背景

微生物油脂，又稱單細胞油脂，是酵母、細菌及霉菌等在一定條件下，轉化碳水化合物、甘油等有機物得到的脂類物質，其主要形式通常為甘油三酯。凡是可以在胞內油脂積累超過細胞干重20％的微生物，稱為產油微生物。與油料植物生產相比，微生物轉化碳水化合物生產油脂，不受場地、季節及氣候變化的影響，可以實現油脂規?；B續生產。微生物油脂技術可為生物能源產業發展提供新原料，具有重要應用前景。

產油微生物油脂積累是一個高度依賴于生長環境，尤其是營養可得性的生物過程。早期研究表明，產油微生物在培養基中碳源過量而其它營養元素不足的條件下能將多余的碳源儲存為胞內油脂，這些限制性營養元素包括氮、磷、鋅、鐵和鎂等。文獻中一般通過控制培養基的氮源含量，使產油酵母在氮缺乏(通常碳元素與氮元素的比率(C/N比)大于100)環境下產油(Ratledge?C，Wynn?JP.The?biochemistry?and?molecular?biologyof?lipid?accumulation?in?oleaginous?microorganisms.Adv?ApplMicrobiol.2002，51，1-52)。生物化學研究表明，產油酵母三羧酸循環關鍵酶異檸檬酸脫氫酶活性依賴胞內腺苷酸。在氮限制環境下腺苷酸被轉化為肌苷酸，造成異檸檬酸脫氫酶缺少變構調節因子而活性降低。因此，三羧酸循環受抑制，菌體增殖減緩，碳代謝轉向脂肪酸合成，并在胞內積累油脂。基于氮限制策略的油脂發酵研究已取得了重要進展。例如在初始C/N比為315的培養基中產油紅酵母Rhodosporidium?toruloides?Y4細胞內油脂含量可達67％(李永紅，劉波，趙宗保，白鳳武.圓紅冬孢酵母菌發酵產油脂培養基及發酵條件的優化研究.生物工程學報，2006，22，650-656)。在高糖低氮條件下培養產油霉菌Mortierella?isabellina，當C/N比于150到340之間變化時，菌體油脂含量在50％以上(Papanikolaou?S，Komaitis?M，Aggelis?G.Single?cell?oil?production?by?Mortierellaisabellina?grown?on?high-sugar?content?media.Bioresour?Technol，2004，95，287-291)。早期文獻表明也有通過磷限制刺激產油酵母積累油脂的報道。培養基含30g/l葡萄糖和0.05g/l?KH₂PO₄(初始C/P比為2720)時，連續培養Candida?107可得到油脂含量為36wt％的菌體(Gill?CO，HallMJ，Ratledge?C.Lipid?accumulation?in?an?oleaginous?yeast(Candida107)growing?on?glucose?in?single-stage?cont?inuous?culture.ApplEnviron?Microbiol，1977，33，231-239)。而在初始C/P比為637的培養基中Rhodotorula?glutinis可積累油脂達到20wt％以上(Granger?LM，PerlotP，Goma?G，Pareilleux?A.Effect?of?various?nutrient?limitations?onfatty?acid?product?ion?by?Rhodotorula?glutinis.Appl?MicrobiolBiotechnol，1993，38，784-789)。