本发明专利技术公开了通过海洋微生物，包括异养的海洋沟鞭藻类隐甲藻，使用低水平的氯离子产生高度不饱和的脂肪酸的方法。具体地，通过控制钠离子和钾离子水平在低氯培养基中生长海洋微生物增加高度不饱和的脂肪酸产量的方法。本发明专利技术也涉及通过海洋生物在低ｐＨ水平产生高度不饱和的脂肪酸的方法，并包括产生耐受低ｐＨ的菌株的方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及通过海洋微生物在培养基中使用改进量的氯和钾离子产 生高度不饱和的脂肪酸的方法。更具体地，本专利技术直接涉及通过培养海洋微 藻类(microalage), 包括异养的海洋沟鞭藻类，隐曱藻(T>_y/^eco^7/wm」，在 发酵罐中在无腐蚀性的条件下产生高水平的二十二碳六烯酸(DHA)的方法， 包括在低氯离子和高钾离子环境中培养。本专利技术也涉及通过海洋微生物在低 pH水平产生高度不饱和的脂肪酸，包括DHA的方法。
技术介绍
已充分证明增加人体内长链omega-3脂肪酸的饮食摄入量的有益效果， 戶斤述有益岁文果包j舌;咸少心血管疾病(cardiovascular)牙口炎'l"生疾病(inflammatory diseases)(即关节炎(arthritis)和动脉粥样硬化(atherosclerosis)), 减少抑郁 (depression),增加在妊娠末三个月的怀孕期(gestation)长度，和抑制肿瘤生长。 已发现几种异养的海洋微生物产生高水平的这些重要的必需脂肪酸，所述海 洋微生物包括隐曱藻属的海洋微生物(Jiang和Chen， Process Biochemistry 35 (2000) 1205-1209; Jiang和Chen, Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology, (1999) Vol. 23,508-513; Vazhappilly和Chen, Journal of the American Oil Chemists Society, (1998) Vol. 75， No. 3 p 393-397; Kyle，美国专利 No, 5,407, 957;美国专利No. 5,397,591;美国专利No. 5,492, 938;和美国专 利No. 5,711,983)。寇氏隐曱藻fD7j^/2ecoA"/MW co/zm》是用于产生DHA(C22:6n-3)的最理想 的生物体之一，所述的DHA是最重要的长链omega-3脂肪酸之一。C. co/zm'/ 是有利的因为DHA是唯一的通过此生物体以可感知的(appreciable)量产生的多不饱和脂肪酸(PUFA)。其他生物体在它们的脂质中产生两种或更多的多不 饱和脂肪酸(PUFAs)，而且它们的脂质分布(profile)的复杂性可限制它们的油 在一些食物和药物应用中的用途(例如由于在油中存在其他不合需要的 PUFAs或由于不同的PUFAs的比例落于具体应用的理想范围之外)。在海洋 环境中，寇氏隐曱藻(Co^f/zecc^z'w/Mm co/wzX)通常存在于满盐度(full salinity) 海水中并且，同样地适于在具有高氯浓度的环境中生长。实际上，在已发表 的关于C. co/7""的研究中大多数培养物显示生长和DHA生产在盐度大于海 水的大约20。/o中最佳(Jiang和Chen)。相当于20%海水的氯离子浓度为大约 3870 ppm氯离子或3.87 g/1氯离子(Horne 1969)。Tuttle和Loeblich (1975)开发了 C. co/zm7的最佳的生长培养基。所公开的 培养基包含342毫摩尔(mM)的氯化钠浓度。在342 mM氯化钠溶液中钠离子 和氯离子的等效的克每升为7.86g/L钠离子和12.12 g/L的氯离子。Beach & Holz (1973)报道当在NaCI浓度的范围中(0.3%、 1.8%和5.0% (分 别为1.82g/l、 10.9 g/l和30.3 g/1氯离子))培养C co/zm'/时，脂质产量(表示为 mg每109个细胞)随着NaCl浓度减少而下降。在0.3% NaCl的脂质产量为在 5.0%NaCl的脂质产量的大约三分之一。新近，Jiang和Chen (1999)用三种寇 氏隐曱藻菌抹测定了盐度对于细胞生长和DHA含量的影响，并发现在所有情 况下，最佳的细胞生长速率和DHA产量为5 g/L至9g/L氯化钠，其分别对应 于3.0和5.5g/L氯离子。海水的天然氯浓度(19，353 ppm或19.35 g/1氯离子)(Home 1969, 151页) 加速不锈钢发酵罐中的腐蚀。例如，在用于制造;^酵罐的两种普通等级的不 锈钢中，当氯水平超过300ppm (0.3 g/1氯离子)时304-不锈钢是容易腐蚀的， 且当氯水平超过1000ppm(1 g/1氯离子)时316-不锈钢是容易腐蚀的。存在其 他等级的对氯腐蚀更有抵抗力的不锈钢，但它们非常昂贵且通常只用于生产 非常贵重的化合物的发酵设备。虽然可以预测通过降低培养基中的氯浓度可以使不锈钢发酵罐的腐蚀实 现最小化，但是实际上这并不是简单的任务。当源自大海的海洋微藻类在培 养物中生长时，通常需要一定量的氯离子，优选如氯化钠，以保持生长和脂 质产生。然而，至今在低氯浓度生长海洋微藻类同时保持omega-3多不饱和的脂 肪酸如DHA的产生水平的尝试还不成功。Jiang和Chen (1999)不能证明在NaCl水平小于5 g/L,对应于大约3033 ppm或3 g/L的氯水平时显著的DHA 产量。2002年6月25日颁布给Barclay的美国专利No. 6,410,281提供了在低氯 培养基中在降低氯化钠水平时通过以非氯化物钠盐取代以补偿钠的损失而生 长广盐性生物(euryhaline organism)如石皮嚢壶菌属菌种(772raustoc/z3^n'wm sp.)和 /Sc/z/zoc/z;^n'wm ^sp.的方法需要能由寇氏隐曱藻产生高产量DHA，同时抑制或防止在商业上最理想 的生产容器，不锈钢发酵罐中腐蚀的方法。此方法必须能使所述微生物在含 有优选小于300 ppm氯的培养基中有效地生长。三百ppm氯代表比由Jiang & Chen (1999)证明的对隐曱藻的菌抹的生产反而更好的最低氯水平低10-18倍 的水平。-微生物发酵的另一个理想的特性是在低pH (小于或等于大约pH:5.0)生 长细胞以抑制真菌发酵中细菌生长的能力。然而，文献表明隐曱藻在中性pH (大约pH 7)生长最佳。Tuttle和Loeblich在Phycologia Vol. 14(1)1-8 (1975)中， 公开了隐曱藻生长的最适pH为6.6，而低于pH5.5生长是"非常慢"的。需 要在低pH生长隐甲藻同时保持正常生长和DHA产生的菌抹(strain)和/或方 法。
技术实现思路
在隐曱藻用的培养基中最小化氯化钠水平的尝试中，其中氯化钠导致腐 蚀发酵罐的问题，本专利技术人令^a京讶地发现可以通过在培养基中控制钠盐和 优选钾盐以补偿氯离子的减少(降至300 ppm或0.3 g/L氯离子)而降低氯化钠 水平，同时保持与在大约4.5 g/LNaCl (对应于2.73 g/1氯离子)所获得的相似 的DHA产量。本专利技术人已确定了培养条件，所述培养条件允许應f漠在具有显著降低 的氯水平(降至大约0.3 g/1氯离子)的培养基中生长而当与在正常的"高氯" 培养基中的生长进行比较时没有对干重、脂肪含量或DHA含量的不良影响。 获得可比较的DHA产量不仅仅是在培养基中用其他钠盐代替氯本文档来自技高网...
【技术保护点】
通过在培养基中培养甲藻纲的异养的微藻类产生二十二碳六烯酸（ＤＨＡ）的方法，其中所述的培养基包含： （ａ）浓度小于或等于大约２ｇ／ｌ的氯离子；和 （ｂ）浓度大于或等于大约０．２５ｇ／Ｌ的钾离子； 其中所述微藻类产生至少大约０．０４ｇ ＤＨＡ每１０↑［９］个细胞。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：保罗W贝伦斯，约翰M汤普森，柯克阿普特，约瑟夫W法伊弗第三，詹姆斯P温，詹姆斯C利普迈耶，贾奥亚德菲克塔里，乔恩汉森，
申请(专利权)人：马泰克生物科学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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