使用最适化的低盐培养基培养破囊壶菌属微生物的方法技术

技术编号:10496230 阅读:172 留言:0更新日期:2014-10-04 13:58
本发明专利技术涉及使用最适化的低盐培养基培养Thraustochytriales属微生物的方法,按照该方法将微生物培养在不添加钠盐和氯盐并且总盐含量少于3.5g/L(相当于少于海水盐含量的10%)的低盐培养基中,随后从微生物和/或培养基中分离PUFAs。本发明专利技术特别涉及具有大大降低的总盐含量,尤其是特别降低的NaCl含量的新的最适化培养基。通过使用不同盐类的新的组合物作为培养基的成分,可以极大地增加并显著简化PUFAs的生产,而这种培养基中离子的总重量比率不超过1.75g/L。此外,在优选情况下该培养基中完全不添加钠盐和氯盐,这有助于防止由含有盐的废水所引起的环境破坏。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2004年11月10日、中国国家申请号为200480035832.1、专利技术名称为“使用最适化的低盐培养基培养Thraustochytriales属微生物的方法”申请的分案申请。各种不同的PUFAs(多不饱和脂肪酸),特别是ω-3脂肪酸(η_3脂肪酸)是人类营养的必需成分。然而,已知在大多数工业化国家中,η-3脂肪酸的供给是不足的。与此相反,饮食中的总脂肪比例,以及饱和脂肪酸和η-6脂肪酸的摄入太高。这是由于我们的饮食结构发生的变化,特别是在最近的大约150年间发生的变化所引起的,并与各种不同的文明化所带来的慢性病,例如工业化国家主要的死亡原因——心血管疾病的出现相关联(Simopoulos, A.P., 1999, Am.J.Clin.Nutr.70, 560-569)。同时,大量的研究显不,通过定向地增加η-3脂肪酸,特别是二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)的摄入,有可能显著降低心血管病的风险(GlSS1-Prevenz1ne 研究人员(Gruppo Italiano per 1 Stud1della Sopravvivenza nell1 Infarto m1cardico), 1999,在心肌梗塞后通过饮食补充η-3多不饱和脂肪酸和维生素E:GISSI_prevenz1ne试验的结果,Lancet354, 447-455 ;Burr等,1989,脂肪、鱼类和纤维摄取量的变化对死亡和心肌梗塞的影响:饮食和再次梗塞试验(DART),Lancet2, 757-761)。因此,许多不同的组织(WHO、FA0、AHA、ISSFAL、不列颠营养基金会等)推荐大量增加η-3脂肪酸的摄入量(Kris-Eherton等,鱼类消费量、鱼油、ω-3 脂肪酸和心血管疾病,Circulat1n2002, 2747-2757)。生产PUFAs以及特别是η-3脂肪酸的源泉为上述所有的海洋冷水鱼类以及从它们中提取的油,此外还为海洋微生物,这些海洋微生物与鱼类相比的优势在于,它们可在成本效应和受控条件下进行发酵以生产PUFAs。发酵生产不存在任何污染的危险,而对于鱼类或从其中提取的鱼油来说却经常被描述发生这样的问题(Olsen SF.1nt JEpidem1l.2001:1279-80)。此外,提取的鱼油的成分必然会受到对鱼的种类和培养条件的选择的影响,而不易受到季节变化的影响,正如对于鱼类和鱼产品所描述的那样(Gamez-Meza et al.Lipidsl999:639-42)。已经发现了许多适合于生产n-3PUFA的微生物,例如弧菌(Vibr1)属的细菌(例如海产弧菌(Vibr1 marinus))或甲藻(Dinophyta),特别是隐甲藻(Crypthecodinium)属中的微生物例如寇氏隐甲藻(C.cohnii),或原生藻菌例如Pingu1phyceae中的微生物例如 Glossomastix、Phaeomonas> Pingu1chrysis、Pingu1coccus 和 Polydochrysis。优选的用于发酵生产PUFA的微生物属于Stramenopiles (或Labyrinthulomycota),特别是Thraustochytriales 目(Thraustchytriidea)中的微生物,又特别是 Japonochytrium、裂壶菌(Schizochytrium)、破囊壶菌(Thraustochytrium)、Althornia、Labyrinthuloides、Aplanochytrium 和 Ulkenia 属中的微生物。已经知道一些上面提到的微生物可以用于工业化生产脂肪酸,相应的工艺方法已经被描述。因此,国际专利申请WO 91/07498 Al公开了使用破囊壶菌和裂壶菌属的生物体来生产PUFAs。WO 91/11918 Al公开了使用寇氏隐甲藻(Crypthecodinium cohnii)生产PUFAs,W096/33263 Al和相应的欧洲专利申请EP O 823 475 Al描述了使用裂壶菌属的微生物生产PUFAs,而专利申请WO 98/03671公开了使用Ulkenia属的微生物生产PUFAs。上面描述的微生物特别是网粘菌门(Labyrinthulomycota)的自然栖息地是海洋栖息地。因此,这些微生物通常培养在含盐的培养基中,对本专利技术来说,海水的盐浓度被定义为32-35g/L,和90-95%含量的钠和氯。用于培养海洋微生物例如破囊壶菌或裂壶菌的典型培养基是基于海水(例如ATCC(美国典型培养物保藏中心)的790By+培养基[酵母提取物1.0g,蛋白胨1.0g, D+葡萄糖5.0g,海水IL]) O但是,也已经知道Thraustochytriales目的微生物可以在具有非常低盐度的培养基中存活。但是,当盐含量低于7.5-15g/L的限度,对应于盐度7.5-15%。时,它的生长被描述为只是非常低,在低盐度范围内没有中间最大值。最适生长速度只在高于上面提到的盐度限度时才能获得(Fan等,BotanicaMarina45, 2002, 50-57 页)。然而对于广盐性微生物的商业化发酵来说,已经描述了使用大约50-60%低盐含量的海水。按照Henderson的“生物学术语字典”,广盐性生物是指那些能够调整自身适应广范围盐含量的生物(Henderson W.D.,Lawrence, Ε.,Henderson生物学术语字典(Henderson’ s dict1nary of b1logical terms),第十版,1992,173 页)。已经描述了属于原生藻菌(Stramenopiles)(或Labyrinthulomycota)的广盐性微生物可以在含有低量钠离子(60%的海水)的发酵培养基中生产较大量的PUFA(美国专利N0.6,451,567)。此外也描述了低氯含量培养基的使用,其目的是为了降低氯对发酵设备的腐蚀作用(美国专利No6,410,281)。有报道对于例如破囊壶菌和裂壶菌属的微生物来说,使用了所含氯浓度低于3g/L的发酵培养基(美国专利Pat.No5, 340,742,美国专利No6, 451,567,美国专利No6,410, 281)。也已经知道培养也可能在与盐水相比盐含量较低的条件下进行。具体的参考文献参见专利文件WO 98/03671 AUEP O 823 475 Al、美国专利No 6,451,567、美国专利 No 6,410,281。此外还知道对于裂壶菌属的微生物(Schizochytrium sp.S31;ATCC20888)的发酵来说,脂肪酸相对产量的最大值在氯化钠浓度为1.75g/L时获得。其中使用的盐的总量不到海水盐含量的10%,但是主要包含钠和氯离子(EP O 512 997 BI和美国专利No5,518,918)。但是,到目前为止所有描述的方法都有缺点。发酵工艺的效率特别受到可达到的生物质和单位生物质的产物含量的限制。此外,产生的油可能部分以不一定对应于所需产物的脂肪酸形式存在,而必须首先对工艺进行修饰。某种程度上在单位生物质的产物含量低的情况下,加工通常是复杂的,因为为了获得相对少量的产物必须对相对大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种培养裂壶菌(Schizochytrium)或Ulkenia属的微生物的方法,其中将微生物培养在不添加钠盐和氯盐的发酵培养基中,其中Na+和Cl‑离子的重量分数之和少于1.75g/L并且总盐含量少于3.5g/L,其中的微生物每干生物质产生多于10%的DHA。

【技术特征摘要】
2003.11.10 DE 10352838.51.一种培养裂壶菌(Schizochytrium)或Ulkenia属的微生物的方法,其中将微生物培养在不添加钠盐和氯盐的发酵培养基中,其中Na+和Cl—离子的重量分数之和少于1.75g/L并且总盐含量少于3.5g/L,其中的微生物每干生物质产生多于10%的DHA。2.权利要求1的方法,其中向培养基中加入最多3g/LCaC03。3.权利要求1或2的方法,其中的微生物每干生物质产生多于14%的DHA。4.权利要求1-3任何一个的方法,其中的微生物每干生物质产生多于5%的DPA。5.权利要求1-4任何一个的方法,其特征为发酵培养基的总盐含量在小于海水盐含量的8%的范围内 。6.权利要求1-5任何一个的方法,其特征为发酵培养基的总钠含量少于150mg/L。7.权利要求1-6任何一个的方法,其特征为发酵培养基的总氯含量少于250mg/L。8.权利要求1-7任何一个的方法,其特征为发酵培养基含有葡萄糖、酵母提取物、硫酸镁、碳酸钙和磷酸钾。9.权利要求1-8任何一个的方法,其特征为发酵培养基含有葡萄糖、玉米浆、硫酸镁、碳酸钙和磷酸钾。10.权利要求8或9的方法,其特征为发酵培养基含有的硫酸镁、碳酸钙和磷酸钾每种少于3g/L。11.权利要求1-10任何一个的方法,其特征为发酵培养基的pH值在3到10之间。12.权利要求1-11任何一个的方法,其特征为培养在10°C和40°C之间进行。13.权利要求1-12任何一个的方法,其特征为培养进行I到10天。14.权利要求1-13任何一个的方法,其特征为微生物是Ulkeniasp.SAM2179。15.权利要求1-13任何一个的方法,其特征为微生物是Schizochytriumsp.SR21。16.含有至少10%DHA的油,其能通过如下步骤获得: a)将裂壶菌(Schizochytrium)或Ulkenia属的微生物培养在不添加钠盐和氯盐的发酵培养基中,其中Na+和Cl—离子的重量分数之和少于1.75g/L并且总盐含量少于3.5g/L, b)从所述微生物获得生物质和/或培养液,以及 c)从培...

【专利技术属性】
技术研发人员:马西亚斯·鲁辛马尔库什·卢伊
申请(专利权)人:努特诺瓦营养产品及食品成分有限公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

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