[發(fā)明專利]一種通過(guò)調(diào)節(jié)釀酒酵母發(fā)酵液總鹽含量提高釀酒酵母油脂含量的培養(yǎng)方法及高產(chǎn)油釀酒酵母

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011305783.6
• 申請(qǐng)日: 2020-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN112391421A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周文俊;劉天中;紀(jì)曉彤;高莉麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所
• 主分類號(hào): C12P7/64
• 分類號(hào): C12P7/64;C12N1/16;C12R1/865
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

本發(fā)明涉及一種通過(guò)調(diào)節(jié)釀酒酵母發(fā)酵液總鹽含量提高釀酒酵母油脂含量的培養(yǎng)方法及高產(chǎn)油釀酒酵母，屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，具體的，所述培養(yǎng)方法為通過(guò)調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的總鹽含量使其維持在15至30g/L之間以提高釀酒酵母油脂含量的方法。本方法有效避免了產(chǎn)油釀酒酵母菌株大規(guī)模篩選所具有的工作量龐大且結(jié)果具有隨機(jī)性和不確定性的不足，同時(shí)，相比常規(guī)的微生物油脂積累誘導(dǎo)方法，本方法培養(yǎng)釀酒酵母可以獲得更高的油脂含量和油脂產(chǎn)量，可以解決高值棕櫚油酸資源量不足的問(wèn)題，具有極大的工業(yè)化生產(chǎn)及應(yīng)用價(jià)值，可帶來(lái)極好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種提高釀酒酵母油脂含量的培養(yǎng)方法，具體的，涉及一種在釀酒酵母發(fā)酵培養(yǎng)過(guò)程中，通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)酵液中的總鹽含量以提高釀酒酵母油脂含量的方法。

背景技術(shù)

公開該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

釀酒酵母被廣泛應(yīng)用于釀造業(yè)以及面點(diǎn)食品加工業(yè)，同時(shí)，釀酒酵母的油脂中富含一種在自然界中非常稀有且價(jià)格昂貴的ω-7單不飽和脂肪酸——棕櫚油酸(十六碳烯酸，C16:1)。棕櫚油酸被證實(shí)對(duì)II型糖尿病、代謝功能綜合征、高血脂、高血壓等疾病具有顯著的預(yù)防和治療效果，并已被開發(fā)成醫(yī)藥制劑在歐美等國(guó)家上市，但這些產(chǎn)品的原料主要來(lái)自難以商業(yè)化養(yǎng)殖或種植的野生動(dòng)植物資源，如深海魚、沙棘、澳洲堅(jiān)果等，導(dǎo)致市場(chǎng)發(fā)展受限。棕櫚油酸在釀酒酵母總脂中的占比可以達(dá)到50％左右，因此其在棕櫚油酸生產(chǎn)領(lǐng)域具有重要的價(jià)值和良好的應(yīng)用前景。但是，由于釀酒酵母自身并不能大量積累油脂，通常，其油脂含量只能達(dá)到細(xì)胞干重的5％左右，即使在缺氮等油脂誘導(dǎo)培養(yǎng)基中培養(yǎng)，其油脂含量也很少超過(guò)20％，因此一般不認(rèn)為釀酒酵母是一種產(chǎn)油微生物，也很少有關(guān)于釀酒酵母產(chǎn)油的研究。這是因?yàn)獒劸平湍冈诎l(fā)酵培養(yǎng)過(guò)程中優(yōu)先將有機(jī)碳源轉(zhuǎn)化成細(xì)胞生物量和乙醇而不是積累油脂，因此如果要用釀酒酵母來(lái)產(chǎn)油，其糖對(duì)油脂的得率很低，單位油脂生產(chǎn)的糖耗必然很高。同時(shí)釀酒酵母過(guò)低的油脂含量不利于油脂的提取，提取率過(guò)低。這些都大幅度推高了釀酒酵母生產(chǎn)油脂的成本。因此，要實(shí)現(xiàn)利用釀酒酵母來(lái)工業(yè)生產(chǎn)珍稀棕櫚油酸，必須發(fā)展新的技術(shù)方法來(lái)提高酵母的油脂含量。

目前釀酒酵母主要被用于釀造業(yè)和面點(diǎn)食品加工行業(yè)，對(duì)于其油脂積累的相關(guān)研究文獻(xiàn)報(bào)道很少。通過(guò)優(yōu)化培養(yǎng)基，特別是控制碳氮比等來(lái)提高釀酒酵母的油脂含量是最常采用的方法。如有研究人員通過(guò)響應(yīng)面法實(shí)驗(yàn)對(duì)釀酒酵母的培養(yǎng)基進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在葡萄糖15％(w/v，下同)，蛋白胨0.2％，酵母浸粉0.4％，檸檬酸0.471％，MgSO₄·7H₂O0.1％，ZnSO₄·7H₂O 0.2％，CaCl₂ 0.025％，F(xiàn)eSO₄·7H₂O 0.005％的優(yōu)化培養(yǎng)基中，培養(yǎng)96小時(shí)后的釀酒酵母油脂含量最高可達(dá)14.55％。這一油脂含量與其他產(chǎn)油微生物相比是很低的，完全不具生產(chǎn)應(yīng)用價(jià)值。有科研人員研究了一株釀酒酵母的高碳氮比培養(yǎng)基誘導(dǎo)培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)：在優(yōu)化的高有機(jī)碳濃度(50g/L)低氮濃度(5mM)的培養(yǎng)基中發(fā)酵培養(yǎng)釀酒酵母，其油脂含量提高到20％。這表明這種高碳氮比的油脂誘導(dǎo)培養(yǎng)對(duì)于釀酒酵母油脂積累的強(qiáng)化作用非常有限，無(wú)法滿足工業(yè)生產(chǎn)油脂的要求(例如，一般的產(chǎn)油農(nóng)作物和產(chǎn)油微生物的油含量在40％左右，如果低于這一值則認(rèn)為產(chǎn)油性價(jià)比不高，不宜作為油脂生產(chǎn)途徑)。

近些年研究人員試圖通過(guò)基因工程改造的手段提高釀酒酵母的油脂含量。如在一項(xiàng)以釀酒酵母產(chǎn)油為目的的研究中，對(duì)釀酒酵母進(jìn)行了基因改造以強(qiáng)化其油脂合成途徑，但經(jīng)過(guò)基因改造后其油脂含量也只有11.6％，油脂產(chǎn)量極低，僅有0.023g/L。更重要的是基因工程微生物用于生產(chǎn)食品等原料的安全性還存在巨大爭(zhēng)議，基因工程微生物生產(chǎn)食品類原料在短期內(nèi)還難以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容