富含油和蛋白质的破囊壶菌生物质、培养方法及用途技术

本发明专利技术的技术领域是微藻、特别是破囊壶菌的培养物。本发明专利技术涉及包含多不饱和脂肪酸例如DHA的富含蛋白质的破囊壶菌的生物质、获得所述生物质的方法及其用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】富含油和蛋白质的破囊壶菌生物质、培养方法及用途
本专利技术属于微藻、特别是破囊壶菌的培养领域。本专利技术的一个目的在于提供一种富含蛋白质和脂质且任选地包含类胡萝卜素的破囊壶菌生物质、获得所述生物质的方法及其在食品中的用途。
技术介绍
已知几种植物来源的蛋白质和脂质来源直接或作为膳食补充剂用于人或动物消耗的食品中，为动物和人提供其代谢所必需的氨基酸。术语“蛋白质来源”是指一旦食物被摄取，动物或人可获得的氨基酸来源。脂质，尤其是多不饱和脂肪酸(PUFA)，可用作能量源，它们的治疗性质也是有用的。在多不饱和脂肪酸中，某些ω-3系列的高度不饱和脂肪酸(HUFA)(ω-3PUFA)特别是二十碳五烯酸(EPA或ω-3C20:5)和二十二碳六烯酸(DHA或ω-3C22:6)，以及某些ω-6系列的高度不饱和脂肪酸(ω-6PUFA)特别是花生四烯酸(ARA或AA或ω-6C20:4二十碳四烯酸)，具有公认的营养重要性以及在治疗应用方面具有巨大的潜力。因此，期望能够提供用于动物和人类营养的蛋白质和PUFA的新来源。包含蛋白质以及脂质特别是PUFA的来源将具有相当大的优势。蛋白质来源包括鱼粉，这是一种渔业副产品，其蛋白质含量相对较高但脂质含量较低(可引证的含量为约8％干物质)。动物饲料中使用的植物蛋白质的最著名的来源是大豆，通常为粕的形式，即油萃取后剩余的固体残渣。然而，使用大豆粕具有与其来源相关的几个缺点，特别是来自基因修饰的(GM)大豆品种。此外，大豆与许多植物蛋白质来源一样，并不是PUFA等脂质的来源。已知植物蛋白质的其他来源，特别是螺旋藻和小球藻，其用作人的膳食补充剂。然而，像小球藻一样，螺旋藻具有低蛋白质生产力的缺点，这妨碍了高产量发酵罐培养。它们的培养无助于实现更广泛、经济上可行地工业化生产膳食蛋白质来源的目标，这些蛋白质的品质将使其能够在用于动物和人消耗的食品中替代普通膳食蛋白质来源如大豆。此外，小球藻和螺旋藻的PUFA含量非常低。与蛋白质和脂质一样，类胡萝卜素也用于动物和人的营养。通常，这些色素的大规模生产需要大量人力和大的生产表面积。此外，现今所能列举的蛋白质或脂肪酸来源都不含有大量的类胡萝卜素。因此，为了满足对这些分子日益增长的市场需求，必须寻找类胡萝卜素的新来源，所述类胡萝卜素特别是叶黄素，岩藻黄素，虾青素，玉米黄素，角黄素，海胆酮，β-胡萝卜素和芬尼黄质。已知在发酵罐中具有工业生产能力的原生生物已长期用于生产富含多不饱和脂肪酸如DHA或EPA的脂肪，例如WO97/37032，WO2015/004402或WO2012/17027。某些原生生物能够在某些条件下生产类胡萝卜素。然而，迄今为止，所获得的(包括在脂肪萃取后获得的)生物质并不包含足以允许它们用作食品中的蛋白质来源的蛋白质含量，至少在无昂贵的额外蛋白质富集步骤的情况下是如此。本专利技术的目标之一是提供用于动物或人消耗的蛋白质和脂质特别是PUFA的新来源，其满足广泛的、经济上可行的工业生产的目标。这种蛋白质和PUFA的来源还可以包含类胡萝卜素，特别是胡萝卜素(α-胡萝卜素，β-胡萝卜素，ε-胡萝卜素，γ-胡萝卜素，δ-胡萝卜素或ζ-胡萝卜素，番茄红素和八氢番茄红素)和胡萝卜醇(虾青素，环氧玉米黄素，桔黄素，隐黄素，角黄素，硅甲藻黄素，硅藻黄素，毛茛黄素，岩藻黄素、叶黄素、新叶黄素，芬尼黄质，紫松果黄素，玉红黄素，管藻黄素，紫黄素，玉米黄素)。本专利技术表明，在某些培养条件下，已知用于生产具有高的多不饱和脂肪酸含量(特别是DHA和EPA)的油的破囊壶菌是能够产生大量用于动物饲料的蛋白质以及用于人体营养的高品质蛋白质来源的微生物。本专利技术人能够确定可获得高蛋白质含量同时保持至少20％(相对于干物质)的脂质含量(包括25％至60％的PUFA)的培养条件。本专利技术人也能够确定下述培养条件，该条件使得除了蛋白质和多不饱和脂肪酸外，还可以引导细胞生产类胡萝卜素。
技术实现思路
因此，本专利技术的第一个目的是一种破囊壶菌生物质，其可包含按重量计至少20％的蛋白质，优选为至少30％的蛋白质，其范围可以为多达大于40％的蛋白质，甚至大于60％的蛋白质，相对于干物质的重量。生物质通常可含有35％至65％的蛋白质，特别是45％至55％的蛋白质，相对于干物质的重量。蛋白质的重量百分比可以按蛋白质本身来表示或按所述蛋白质中所含的氨基酸来表示。此处所示的百分比是通过将生物质(标准ISO13903:2005)中包含的总氨基酸进行加和来计算的，而不是来自总氮。例如，氨基酸分析仪可以用于测量总氨基酸。单独测定色氨酸，然后将其值加到其他氨基酸的总和中以获得总氨基酸的总和。此外，所述生物质可以包含至少20％的脂肪，优选至少30％的脂肪，相对于干物质的重量。这种脂肪可以含有25％至60％、优选40％至60％的PUFA，如ARA，DHA和/或EPA。根据本专利技术的一种实施方式，DHA可以是优选的PUFA。根据本专利技术的某些实施方式，所述生物质还可以包含5至250ppm(ng/mg干物质)、优选150至200ppm的类胡萝卜素。本专利技术还涉及一种生产如上下文所定义的生物质的方法，其特征在于所述方法包括：a.第一步骤，在异养或兼养条件下，在合适的培养基中，在约24℃至35℃的温度范围，和在能够促进以按重量计相对于干物质的重量至少35wt％蛋白质的水平生产蛋白质的条件下培养破囊壶菌；b.第二培养步骤，其在异养或兼养条件下，在约18℃至25℃且低于步骤a)的温度，在下述条件下培养，直到获得至少40g/L干物质、优选至少60g/L干物质、更优选至少80g/L干物质的培养物密度，所述条件能够促进多达至少20wt％、优选至少30％的脂肪积累且能够促进多达脂肪的至少25％、优选至少35％的脂肪中的DHA积累；c.第三步骤，通过将在第二步骤中获得的生物质从所述培养基分离来回收所述生物质(收获)；该步骤之后可以进行均质化；和如果需要的话d.第四步骤，将在第三步骤中回收的生物质干燥。培养时间通常可以是40至100小时，优选65至96小时，例如70小时，84小时或96小时。本专利技术所涉及的培养方法使其通常可以达到高于100g/L、甚至120g/L的生物质浓度。在第一步骤a)中，可以将细胞培养约18-30小时，优选24小时。在该第一培养步骤之后，例如当在进行约24小时的培养时，温度可以降低到约18-24℃(以开始步骤b))。这种温度的降低可以促进产生脂肪酸和潜在产生类胡萝卜素。低温培养通常可以持续高达约50至70小时的培养，且在任何情况下都优选进行到培养结束时为止。可以任选地在培养过程中、优选在步骤b)的过程中诱导类胡萝卜素的产生。为此，可以应用兼养(mixotrophic)条件，其优选使用在约435-475nm、优选455nm的蓝光。可以用这些波长产生类胡萝卜素，如虾青素，角黄素，β-胡萝卜素和芬尼黄质。光通常可以施用至少18小时，优选至少24小时。根据本专利技术的一种优选实施方式，可以从培养了24到50小时、更优选45小时开始直到培养结束时，将光施用于培养物。本专利技术还涉及如上文或下文所定义的生物质在用于人或动物消费的食品领域、特别是在水产养殖领域中的用途。本专利技术还涉及如上文或下文所定义的生物质用于改善动物性能的用途。所述性能可以通过测量消本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包含蛋白质和脂肪酸的破囊壶菌生物质，其特征在于所述破囊壶菌生物质包含按重量计至少35％的蛋白质和至少20％的脂肪，相对于干物质的重量，以及特征在于所述生物质是无添加的蛋白质或脂肪酸的生物质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.17 FR FR15567921.一种包含蛋白质和脂肪酸的破囊壶菌生物质，其特征在于所述破囊壶菌生物质包含按重量计至少35％的蛋白质和至少20％的脂肪，相对于干物质的重量，以及特征在于所述生物质是无添加的蛋白质或脂肪酸的生物质。2.权利要求1的破囊壶菌生物质，其特征在于所述破囊壶菌生物质包含至少45％的蛋白质。3.权利要求1或2的破囊壶菌生物质，其特征在于所述破囊壶菌生物质包含至少30％的脂肪。4.权利要求1-3任一项的生物质，其特征在于所述脂肪具有25％至60％含量的选自AA、DHA和EPA的多不饱和脂肪酸。5.权利要求1-4任一项的生物质，其任选地包含5至250ppm、优选150至200ppm的类胡萝卜素。6.权利要求1的生物质，其特征在于类胡萝卜素具有相对于脂肪5％至30％的虾青素含量、15％至30％的芬尼黄质含量、和0％至30％的β-胡萝卜素含量。7.权利要求1-6任一项的生物质，其特征在于所述破囊壶菌是选自下组的属：Aurantiochytrium、Aplanochytrium、Botryochytrium、Japonochytrium、Oblongichytrium、Parietichytrium、Schizochytrium、Sicyoidochytrium、Thraustochytrium和Ulkenia。8.权利要求7的生物质，其特征在于所述破囊壶菌选自以下的种：AurantiochytriummangroveiCCAP4062/2；AurantiochytriummangroveiCCAP4062/3；AurantiochytriummangroveiCCAP4062/4；AurantiochytriummangroveiCCAP4062/5；AurantiochytriummangroveiCCAP4062/6；AurantiochytriummangroveiCCAP4062/1；Schizochytriumsp.4087/3；Schizochytriumsp.CCAP4087/1；Schizochytriumsp.CCAP4087/4；Schizochytriumsp.CCAP4087/5。9.用于生产如权利要求1-8任一项限定的生物质的方法，其特征在于所述方法包括：a.第一步骤，在异养或兼养条件下，在包含碳源、氮源、磷源和盐的限定培养基中，在约24℃至35℃的温度范围，和在能够促进以按重量计相对于干物质的重量至...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·卡尼亚克，J·帕里亚尔迪尼，P·卡列哈，A·勒佩德列，
申请(专利权)人：费尔曼塔格公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR