一种裂殖壶菌发酵生产DHA的方法技术

本发明专利技术公开了一种裂殖壶菌发酵生产DHA的方法，包括将裂殖壶菌在发酵培养基中发酵制得DHA，在所述发培养基中添加通式(1)化合物中的一种或者两种以上；式中R1代表C1～C20烷基，R2代表羧基或者磺丙基。在发酵中后期引入通式(1)化合物，促进菌体的呼吸作用，利于菌体的生长代谢和DHA的生产。本发明专利技术公开的DHA的生产方法具有产量高，DHA纯度高，质量安全可靠，生产成本低，生产稳定，并且基本不含EPA等优点。能够经济大量的提供绿色、安全、高含量的甘油三酯型DHA油脂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微生物发酵生产方法，具体涉及利用裂殖壶菌菌株发酵生产甘油三酯 型DHA的方法。
技术介绍
二十二碳六稀酸（cis_4, 7,10,13,16,19-docosahexaenoicacid，简称DHA，CAS 号：6217-54-5)属于多不饱和脂肪酸，具有十分重要的生理功能，是人体自身不能大量合 成但又不可缺少的重要营养素。 由于DHA含有六个不饱和键的特殊结构，因此对于人体的健康具有特殊的作用和 重要的影响。 首先，DHA是人体大脑的主要组成成分之一，主要以磷脂的形式存在，约占脑细胞 脂肪酸的30%左右。在胎儿时期，DHA必须从母体获得，妇女在怀孕期间，如果DHA摄入 量不足，会导致胎儿的脑细胞生长和发育不正常，严重的会产生弱智。在婴幼儿时期，大脑 处于生长发育阶段，研究表明，饮食中含DHA丰富的婴儿，思维比一般的婴儿更加敏捷，语 言能力和学习能力也比一般的婴儿强，患神经系统疾病（如神经官能症）的几率也低得多。 青少年学生，由于学习任务繁重，多摄入DHA可以增强记忆力、改善注意力等。对成年人来 讲，DHA也是维持生理功能必不可少的物质，特别是脑力劳动者和中老年人，如果DHA摄入 不足，则大脑功能会降低，会出现注意力不集中、心情抑郁和效率低下等状况，更严重的可 能会导致老年痴呆症。 第二，DHA具有抗凝血、抑制血小板凝集和血栓形成的作用，从而可以预防心肌梗 塞等心血管疾病的发生。 第三，DHA在人的视网膜中含量丰富，是视网膜组织的重要组成成分。实验证明， 在食物中加入一定量的DHA，有助于婴儿眼睛的发育，婴儿视觉发育和功能成熟也早一些， 且他们比普通儿童的视觉灵敏；长期缺乏DHA，视力会降低，这主要是由于DHA能促进视神 经膜延伸，维持视觉正常功能。 第三，DHA会抑制发炎前驱物质的形成，具有消炎作用。 第四，降低孕妇妊高症的风险，减少产后神经衰弱及抑郁症的发生。 最后，DHA有抑制癌症的作用，能明显抑制肿瘤的产生、成长和转移。研究表明，科 学家使DHA从神经系统中转移到髓母细胞瘤中，当DHA在细胞内代谢后，再对细胞中的副产 物进行分析。随后科学家研究了DHA及其衍生物对癌细胞生长的影响。研究结果表明，DHA 杀死了所有的癌细胞，而且由DHA衍生物产生的毒性比DHA本身更能有效地杀死癌细胞。这 表明，DHA可成为一种新的治疗神经母细胞瘤或其他癌症的新药物。 基于二十二碳六烯酸的这些重要作用，它已经广泛应用于食品、医药、饲料等方 面。 目前，DHA的商业来源主要是鱼油和微藻。其缺点是： (1)鱼油的产量和DHA含量都不稳定，提取物夹杂鱼腥味，极大地影响了产品的品 质； (2)鱼油中提取的含DHA混合油脂中还含有二十碳五烯酸（EPA)，据研究，EPA对 婴幼儿的发育具有不利的影响； (3)上述DHA存在形式一般为DHA乙酯，乙酯型DHA不稳定且生物利用率低；另外 含有大量其他饱和及低不饱和的脂肪酸，后期纯化工艺复杂，成本高； (4)因海洋污染，鱼油中含有重金属和二恶英等有害物质； (5)目前的海洋渔业资源接近枯竭，从鱼油中提取DHA造成极大的浪费。微澡的培 养需要光照和二氧化碳，生产工艺繁杂，成本较高。 随着人口的增加，以及人们对健康的迫切需求，全世界对DHA的需求量相应增加， 需要寻求大量的DHA新来源。据荷兰帝斯曼公司的估计，DHA的全球市场价值约为25~ 26. 2亿美元，并且以每年15%以上的速度增长。 近年来发展起来生产DHA的方法为发酵法。微生物主要是破囊壶菌、裂殖壶菌等 海洋真菌。研究发现海洋微生物裂殖壶菌（Schizochytrium)细胞中能积累大量DHA，而且 具有培养周期短和不易受污染等优点，能够克服鱼油资源所面临的种种问题；同时裂殖壶 菌来源的DHA已通过FDA等权威机构的安全认证，是安全的DHA新资源。裂殖壶菌又称裂壶 藻，属于真菌门、卵菌纲、水霉目、破囊壶菌科的一类海洋真菌，单细胞、球形。其发酵产DHA 有如下优点：（1)裂殖壶菌分裂快，发酵时间短，可节约时间成本。（2)裂殖壶菌可以积累大 量油脂，其比重可占细胞干重的70%以上，且总脂中二十二碳六烯酸（DHA)含量非常高，可 达到35%~40%，是DHA的高产菌株。（3)油脂中的DHA结构类似物含量低，易分离纯化， 节约了下游成本。（4)裂殖壶菌中DHA为天然的甘油三酯型，较稳定，生物利用度高。因此 裂殖壶菌是可用于DHA生产的优良菌种，也是DHA发酵生产当中研究的比较多的一种菌。 国内外进行了大量裂殖壶菌生产DHA的相关研究。 比如：申请号为 200910061419. 7、201210251850.X、201210380900. 4、 201210338013. 0、200910130628. 2201010104774. 0、201310571413. 0 的专利公开了利用裂 殖壶菌发酵生产DHA的工艺，培养基均使用葡萄糖、蛋白胨和酵母粉等传统碳氮源。但是上 述方法产量并不高。 于是，一些研究人员开始在自然界或者采用突变的方法寻找裂殖壶菌的高产菌 种。 比如，授权公告号为CN1264967C的专利公开了一种以裂殖壶菌SR21的菌株为 出发菌株，通过化学和物理诱变相结合而得到的一株突变株0UC88,在优化培养条件下，DHA 产量达到8. 27g/l，菌体中DHA的百分含量为18~35%。虽然其经诱变获得的裂殖壶菌菌 株在DHA产量上比之前的研究提高了一倍，但因其所专利技术的方法为生产可食用或药用的产 品，其利用诱变得到的菌株存在未知的安全性问题，并且，经诱变得到的菌株，其本质是为 发生了变异的菌株，其具有回复突变的特点，这也使其在工业化大生产中存在着生产难以 稳定的缺陷。 中国专利CN102864111公开了一种在山东省青岛市黄海水域中筛选得到了 性状稳定、发酵周期短、在25-30°C可高产二十二碳六稀酸的裂殖壶菌Schizochytrium limacinumJN168。但是该方法需要特定的裂殖壶菌菌种，难以推广应用。 因此，需要寻找一种利用裂殖壶菌（Schizochytrium)原始菌株为菌种，经优化的 生产工艺和或生产培养基配方，能够大量生产绿色、安全的含高含量甘油三酯型DHA油脂 的方法，从而可以达到较大幅度的降低DHA生产成本，进而降低含DHA终端产品价格，降低 DHA的使用门槛，使其在普通大众消费者中能够得到大力的推广和普及使用。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种工艺简单、成本低廉、高产、高 纯度的裂殖壶菌发酵生产DHA的方法。 为了实现上述目的，本专利技术提供的裂殖壶菌发酵生产DHA的方法为： 将裂殖壶菌在发酵培养基发酵制得二十二碳六烯酸（DHA)，所述发酵培养基中添 加通式（1)化合物中的一种或者两种以上；札代表C C 2。烷基，R 2代表羧基或者磺丙基。 优选的通式（1)化合物为甜菜碱、月桂基甜菜碱（N-十二烷基-N，N_二甲基甘氨 酸）、辛基甜菜碱（N-辛基-N，N-二甲基甘氨酸）、异丙基甜菜碱（N-异丙基-N，N-二甲基 甘氨酸）、十二烷基磺丙基甜菜碱（十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱）、十四烷基磺丙基甜菜 碱（十四烷基二甲基磺丙基甜菜碱）、十六烷基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种裂殖壶菌发酵生产DHA的方法，包括将裂殖壶菌在发酵培养基中发酵制得DHA，其特征在于在所述发培养基中添加通式(1)化合物中的一种或者两种以上；式中R1代表C1～C20烷基，R2代表羧基或者磺丙基。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马兴群，宋琦，刘雨，吕丽娟，
申请(专利权)人：山东祥维斯生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37