[發明專利]一種通過調控發酵培養液pH提高釀酒酵母油脂含量的培養方法及高產油釀酒酵母

有效

• 申請號: 202011305817.1
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112280697B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 周文俊;劉天中;紀曉彤;高莉麗
• 申請（專利權）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: C12N1/18
• 分類號: C12N1/18;C12P7/6463;C12R1/865
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

本發明屬于生物技術領域，涉及一種通過調控發酵培養液pH提高釀酒酵母油脂含量的培養方法及高產油釀酒酵母，具體的，所述培養方法為通過調控培養液的pH值維持在7.2至7.8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油釀酒酵母菌株大規模篩選所具有的工作量龐大且結果具有隨機性和不確定性的不足，同時，相比常規的微生物油脂積累誘導方法，本方法培養釀酒酵母可以獲得更高的油脂含量和油脂產量，可以解決高值棕櫚油酸資源量不足的問題，具有極大的工業化生產及應用價值，可帶來極好的經濟效益和社會效益。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，涉及一種提高釀酒酵母油脂含量的培養方法，具體的，涉及一種在釀酒酵母培養過程中，通過調控培養液pH以提高釀酒酵母油脂含量的方法。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

在釀造業以及面點食品加工業中，釀酒酵母得到了廣泛應用，近來研究發現，釀酒酵母的油脂中富含棕櫚油酸(十六碳烯酸，C16:1)，這是一種價格昂貴且在自然界中非常稀有的ω-7單不飽和脂肪酸。研究表明：棕櫚油酸對高血壓、高血脂、代謝功能綜合征、II型糖尿病等疾病具有顯著的預防和治療效果，相關的醫藥制劑已在歐美等國家上市，但目前，棕櫚油酸主要來自野生動植物資源，如澳洲堅果、沙棘、深海魚等，而由于上述野生動植物難以商業化養殖或種植，導致市場發展受限。在釀酒酵母總脂中棕櫚油酸的占比可以達到50％左右，應用前景良好、價值度高。但是，由于釀酒酵母的油脂含量只能達到細胞干重的5％左右，難以通過自身大量積累。即使在油脂誘導培養基中培養(例如：缺氮等)，其油脂含量也很少超過20％，因此，很少有關于釀酒酵母產油的研究，一般也不認為釀酒酵母是一種產油微生物。現有的釀酒酵母發酵培養過程中，酵母細胞優先將有機碳源轉化成乙醇和細胞生物量而不是用于油脂的積累，因此如果用其來產油，其糖對油脂的得率很低，糖耗(生產單位油脂的耗糖量)必然很高。同時油脂含量過低不利于提取油脂，提取率過低。由于上述原因，釀酒酵母生產油脂的成本被大幅度推高了。因此，要利用釀酒酵母來工業化生產棕櫚油酸，必須發展新的技術來提高釀酒酵母的油脂含量。

目前，在釀造業和面點食品加工行業中，釀酒酵母應用廣泛，但很少有研究其油脂積累的文獻報道。通過培養基優化，特別是碳氮比等的控制來提高釀酒酵母的油脂含量是最常采用的方法。如有研究表明在葡萄糖15％(w/v，下同)，酵母浸粉0.4％，蛋白胨0.2％，檸檬酸0.471％，ZnSO₄·7H₂O 0.2％，MgSO₄·7H₂O0.1％，FeSO₄·7H₂O 0.005％，CaCl₂0.025％的優化培養基中，培養4天后的釀酒酵母細胞油脂含量最高可達14.55％。但與其他產油微生物相比，這一油脂含量實在是太低了，不具備生產應用價值。也有人研究發現：用優化的高有機碳濃度(50g/L)低氮濃度(5mM)的培養基發酵培養的過程中，釀酒酵母的油脂含量提高到了20％。這表明：對于釀酒酵母，高碳氮比的油脂誘導培養對于油脂積累的強化作用非常有限，無法滿足工業生產油脂的要求(例如，一般的產油微生物和產油農作物的油含量在40％左右，如果低于40％則認為產油性價比不高，不宜用于油脂生產)。

近些年，有研究試圖通過基因工程改造來提高釀酒酵母的油脂含量。有研究人員對釀酒酵母進行了基因改造以強化其油脂合成途徑，但其油脂含量也只有11.6％，油脂產量極低，僅有0.023g/L。更重要的是，將基因工程微生物應用于食品等原料的生產，其安全性還存在巨大爭議，短期內，基因工程微生物生產食品類原料還難以實現商業化應用。

發明內容