利用海洋微藻异养培养生产长链多不饱和脂肪酸制造技术

本发明专利技术公开了一种利用传统的搅拌式发酵罐，以异养方式进行海洋微藻培养生产长链多不饱和脂肪酸，尤其是二十二碳六烯酸（ＤＨＡ）和二十二碳五烯酸（ＤＰＡ）的方法。其中所用的培养基为低盐度、成份简单工业适用的培养基。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生产长链多不饱和脂肪酸(简称为PUFA)的方法。PUFA是细胞和有机体生物膜的重要组成成份，可调节细胞构型、动态平衡、相转变及细胞膜的渗透性，同时还调节与膜有关的生理过程，因此它们可以影响细胞的化学组成、信号传递、免疫及冷适应性，以及与此有关的疾病的发生，PUFA可以转化成调节人体某些生理功能的代谢产物。在人体内的PUFA类二十碳烯酸物质(eicosanoid)系统具有重要的生理调节功能，如前列腺素(postaglandins)，凝血黄素(thromboxanes)等，它们同激素一样，在组织中存在量很少，但是具有很强的调节功能，如前列腺素可以调节血压，而凝血黄素(thromboxanes)可以诱导血小板凝集。此外，它们心血管、呼吸、肠胃、视觉和免疫系统均有一定的调节作用，其中二十二碳烯酸(简称DHA)具有更重要的生理功能，近来研究也发现了二十二碳五烯酸(简称为DPA)的商业应用价值。DHA是细胞膜中长链多不饱和脂肪酸的主要成份，可以预防和治疗心血管疾病、预防和治疗癌症。在神经系统中，DHA主要存在于大脑灰质中，是人脑中ω-3PUFA的主要成分。研究发现哺乳动物脑中的DHA主要与记忆、学习能力有关。大脑中DHA含量的降低可导致学习记忆能力的减退。专家建议在妇女怀孕期及婴儿大脑发育早期应进食ω-3PUFA含量高的食品，如海鱼等以补充适量的DHA。有关这些长链多不饱和脂肪酸的生理功能及其实际应用的研究已有较多报道，这也是人们重视食用鱼油的理论依据。传统的长链多不饱和脂肪酸多是从鱼油中提取的，但是由于从鱼油中提取的PUFA含有强烈的鱼腥味，而且鱼油中脂肪酸成份复杂，PUFA特别是EPA和DHA的分离提取过程不仅步骤多而且损失近50％。所以现在有很多专利是用来申请PUFA分离及纯化方法的，如果可以寻找一种脂肪酸成份单一、且多不饱和脂肪酸含量高的微生物来生产PUFA，不仅可以用传统的工业化发酵罐进行高细胞密度异养培养藻体，而且简化了DPA和DHA的纯化工艺和降低了难度。另一方面从海洋生物的食物链来看，藻类是鱼类的最基本食物，实验已表明鱼体内的多不饱和脂肪酸来源于藻类。然而，这些藻类如Thraustochytriaceae中的DPA和DHA含量不是很高。例如在C.Ratledge and S.G.Wilkinson所编辑的Microbial Lipid(P774-775，London Academic Press，1988-1989)一书中提到Thraustochytrium aureum的DPA含量占总脂肪酸的6.6％，DHA含量占总脂肪酸的10.8％。这样不利于降低生产成本。另外，一般认为，微藻特别是有鞭毛的可以游动的藻类对机械搅拌比较敏感，传统的培养方式是鼓泡和振荡培养，或者是在很低的搅拌速度下进行培养。在下述的两篇文章中均提到机械搅拌培养可导致细胞干重的降低Baipai P.K.，Baipai.，and Ward O.P.，Optimization of production ofdocosahexaenoic acid(DHA)by Thraustochytrium aureum ATCC 34304，J.Am.Oil Chem.Soc.，1991，68509-514；and Iwao Iida，Toro Nakahara，ToshihiroYokochi，Yasushi Kamisaka，Hisaaki Yagi，Masakazu Yamaoka and OsamuSuzuki，Improvement of docosahexaenoic acid of Thraustochytrium aureum bymedium optimization，J.Ferm.Bioeng.，1996，8176-78.关于Thraustochytriaceae的培养，一般报告认为是在较低的温度下进行培养，高温会严重影响细胞的生长在以上两篇文献中培养温度为25℃。在LIZ.Y.and Ward O.P.，Production of docosahexaenoic acid byThraustochytrium roseum，J.Ind.Microb，1994，13238-241中提到，当培养温度升到30℃时，细胞干重降低大约25％。在另一本由编写的书中MarineThraustochytrids and chytridiomycetes in the North area and in the selected otherregion提到在5-10℃之间细胞生长较好，在14℃时，细胞生长受到阻滞，在20℃叶细胞几乎停止生长。，其中还提到一篇文章也谈到这一问题，UlkenA.，uber zwei marine niedere pilze vom meeresboden der nordsee，veroff inst.Meeresforsch，Bremerh，Sonderbd，1968，371-74。在本专利申请之前，仅有一篇中国专利涉及微藻培养生产DHA的报告(申请号94106621.5)，但它是利用隐甲藻Crypthecodiniumcohnii在液体培养基中连续振荡培养生产DHA。该专利技术所得到的Crypthecodiniumcohnii细胞，DHA产量低，细胞的长链多不饱和脂肪酸成分中只含有DHA一种长链多不饱和脂肪酸，如果用于营养补充剂生产工业，该专利技术很难有较高的经济效益，不适用于工业化生产。而且隐甲藻细胞壁厚，不易破壁，难于被人体消化，有的甲藻细胞还产生一种毒素，所以也很难利用整个细胞来作为营养添加剂。因此，需要提供一种高效、简便、经济地生产PUFA的方法。本专利技术的目的是提供一种海洋微藻的培养方法；本专利技术的另一目的是提供一种生产长链多不饱和脂肪酸，尤其是二十二碳六烯酸(DHA)和二十二碳五烯酸(DPA)的方法。专利技术的详细描述本专利技术提供了一种海洋微藻培养用的培养基，其包括碳源、氮源、无机盐，其中所述的碳源选自废糖蜜、玉米粉、蔗糖、果糖、乳糖、葡萄糖、可溶性淀粉、二氧化碳或其混合物；所述的氮源选自有机和无机氮化合物或其混合物；所述的无机氮化合物包括硝酸铵、硫酸铵、尿素或其混合物，有机氮化合物包括脯氨酸、精氨酸、、天冬氨酸、酪氨酸、蛋白胨、谷氨酸或其混合物。优选的氮源为硝酸铵、脯氨酸或其混合物。所述的无机盐这一种或多种选自下列的物质钠盐、钾盐、镁盐、碳酸盐铁盐、锰盐、钴盐、钼酸盐、锌盐、硼化物、溴化物及其混合物。在本专利技术的培养基中，所述的碳源浓度为10-200g/L，最好为20-100g/L；所用的氮源浓度是培养基中碳源浓度的1/2-1/10；所述的无机盐浓度，以钠盐为标准，为0.01-12ppm。培养基，其pH值为3.0-12.0。对于无机盐类，使用天然海水是最好的，但也可以用各种钠盐、钾盐、镁盐、碳酸盐等配制，同时铁盐、锰盐、钴盐、钼酸盐、锌盐、硼化物、溴化物等也包括在本专利技术中。其中所配制的无机盐浓度以钠盐为标准，其浓度在0.01-12ppm。本专利技术还提供了一种在上述的培养基中培养微藻的方法。这种方法是在通气和机械搅拌条件进行。所述的微藻是Thraustothytriaceae属藻类。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种培养基，包括碳源、氮源、无机盐，其中所述的碳源选自废糖蜜、玉米粉、蔗糖、果糖、乳糖、葡萄糖、可溶性淀粉二氧化碳或其混合物；所选述的氮源选自有机氮化合物、无机氮化合物或其混合物；所述的无机盐这一种或多种选自下列的物质：钠盐、钾盐、镁盐、碳酸盐铁盐、锰盐、钴盐、钼酸盐、锌盐、硼化物、溴化物及其混合物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姜悦，陈璇，侯文伟，
申请(专利权)人：姜悦，陈璇，李建胜，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]