[發明專利]一種提高裂殖壺菌發酵生產油脂中奇數碳脂肪酸產量的方法

有效

• 申請號: 202110326437.4
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN112877378B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 藍東明;雷長梅;肖正;王永華;莫舒欣
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C12P7/6463
• 分類號: C12P7/6463;C12P7/6409;C12N1/14;C12R1/645
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 宮愛鵬

一種提高裂殖壺菌發酵生產油脂中奇數碳脂肪酸產量的方法，將裂殖壺菌(Schizochytrium sp.)27173?E接種在發酵培養基中，進行低溫有氧發酵，控制培養基中的總碳源和氮源質量比為5:1～20:1，溫度在15℃～35℃，發酵時間為60～120h。裂殖壺菌27173?E發酵生產OCFA的最優化條件是：總碳源和氮源質量比為10:1，有機氮與無機氮比為8:1，發酵溫度為23℃，發酵時間84h。應用此方法，得到的發酵液中細胞最大干重達到78.87g/L，OCFA占總脂肪酸的31.82％，OCFA產量為7.48g/L。本發明極大提高了OCFA的產量，進一步擴大了裂殖壺菌的應用潛力。

技術領域

本發明屬于微生物發酵領域，具體涉及一種提高裂殖壺菌發酵生產油脂中奇數碳脂肪酸產量的方法。

背景技術

奇數碳脂肪酸(Odd?chain?fatty?acid，OCFA)的功能類似不飽和脂肪酸，有助于提高細胞膜的流動性。在某些細菌中含量較多，但在動物、低等植物中含量不超過1％。奇數碳脂肪酸代謝后產生糖殘基，因而具有更佳的營養效果；此外，含有奇數碳脂肪酸的甘油三酯可以減少膿毒癥及重癥特護治療的繼發性并發癥的發生頻率，或減輕炎癥性或縮短病程(CN200980145702.6)。近些年的研究發現在人體中含量較少的奇數碳鏈脂肪酸，具有重要的生理功能，有研究顯示人體中奇數碳鏈脂肪酸含量與糖尿病、心血管疾病、肥胖等都呈負相關。

動植物油脂中絕大多數脂肪酸的碳鏈長度為偶數，少數為奇數，比如十五酸、十七酸。奇數碳脂肪酸主要來自反芻動物的瘤胃細菌，主要存在于動物乳脂中，C15:0和C17:0分別約占到總脂肪酸的1.2％和0.54％。奇數碳脂肪酸可通過偶數碳脂肪酸的α氧化，以及脂肪酸合成兩條途徑產生。α氧化一般發生在脂肪酸β位存在基團修飾的情況下，正常情況下細胞內不會大量積累這種脂肪酸。目前奇數碳鏈的脂肪酸產品并未問世，其主要原因是奇數碳鏈脂肪酸來源很少，目前的改良途徑主要有兩個，一方面通過添加丙酸鹽，Zhang等人在紅濁球菌發酵培養基中添加1％-1.5％異丙醇，最終OCFA占總脂肪酸比例提高至50％。另一方面，通過添加OCFA合成的前體物質來增加其產量(CN201280054084.6)。此專利通過增強丙酰輔酶A的合成來提高OCFA的產量，但OCFA的總量只有0.325g/L。

微生物是生產奇數碳鏈脂肪酸的較好來源，裂殖壺菌又稱裂壺藻，屬于破囊壺菌科的一類海洋真菌。裂殖壺菌能夠積累大量活性物質，如DHA，DPA，胡蘿卜素，角鯊烯等。采用葡萄糖或甘油做碳源發酵，細胞干重可達到150g/L，油脂占細胞干重能到70％以上。裂壺藻有很強的脂質積累能力和較純的脂肪酸組成，是極佳的脂質合成宿主。裂壺藻可用于生產奇數碳脂肪酸，Chang等介紹了破囊壺菌科Schizochytrium疑似菌株積累15.4％的OCFA。EP0823475A中，Schizochytrium?SR21菌奇數碳脂肪酸中C15:0為10.1％，C17:0為1.8％。Chang?K等將裂壺藻ATCC20888分批發酵，在發酵72h時檢測到最高量的C15:09.16％，C17:0為2.91％。(Chang?K,Mansour?M?P,Dunstan?G?A,et?al.Odd-chain?polyunsaturatedfatty?acids?in?thraustochytrids[J].Phytochemistry,2011,72(11-12):1460-1465.)Schizochytrium藻發酵生產奇數碳脂肪酸，細胞內最高含量的報道為12.07％。

裂壺藻發酵產脂的報道已經很多，但微生物發酵產OCFA，需要丙酸鹽誘導，生物量低，油脂產量低，OCFA含量低。而基因改造成本高，大多處于理論研究階段，現有文獻報道的通過基因工程獲得的OCFA最高值3.32g/L。本發明能夠克服現有技術缺陷，可提供一種提高裂殖壺菌油脂中奇數碳鏈脂肪酸含量的方法。

發明內容

為了克服現有技術存在的上述不足，本發明的目的是提供一種提高裂殖壺菌發酵生產油脂中奇數碳脂肪酸產量的方法，旨在提高裂殖壺菌油脂產物中奇數碳鏈脂肪酸的百分含量，提高生產效率。