通过酶和PH冲击从微生物细胞组合物中获得脂质的方法技术

本发明专利技术涉及一种从细胞中获得脂质的方法，所述方法涉及裂解细胞以形成裂解的细胞组合物；任选地向所述裂解的细胞组合物中添加盐；顺序地以一个或多个循环将所述裂解的细胞组合物的pH升高至10或以上达某一时间段，之后将所述裂解的细胞组合物的pH降低至小于6的pH达某一时间段，以使所述细胞组合物破乳；以及从所述经破乳的细胞组合物中分离脂质。所述经破乳的细胞组合物中分离脂质。所述经破乳的细胞组合物中分离脂质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过酶和PH冲击从微生物细胞组合物中获得脂质的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请是要求2019年3月14日提交的美国临时申请号62/818563和2019年3月15日提交的美国临时申请号62/818944的优先权的国际申请，这些美国临时申请中的每一者的全部内容据此全文以引用方式并入。


[0003]本专利技术涉及通过裂解细胞，顺序地升高和降低细胞的pH达一个或多个循环，以及分离脂质来从包含微生物细胞的组合物中获得脂质的方法。本专利技术还涉及通过本专利技术的方法制备的脂质。

技术介绍

[0004]一种从微生物细胞中获得脂质(诸如多不饱和脂肪酸)的典型方法涉及使能够生产所需脂质的微生物在发酵器、生物塘(pond)或生物反应器中生长；分离包含微生物细胞生物质的发酵液；干燥所述微生物细胞生物质；以及通过溶剂萃取分离脂质。分离中的步骤可包括用水稀释发酵液；将稀释的发酵液离心；裂解微生物细胞；以及通过向脂质可溶的混合物中添加与水不混溶的溶剂(例如，己烷)从裂解的细胞中萃取出细胞内脂质。
[0005]另一种从微生物细胞中去除脂质的萃取方法是使用机械力(例如，均质化)、酶促处理或化学处理破坏细胞壁以裂解发酵液中的细胞。可以使用有机溶剂(例如，异丙醇)从所得包含脂质、微生物细胞生物质和水的组合物中萃取脂质。可以从组合物中机械地分离脂质，并且必须从脂质和含水生物质废物流中去除醇。参见例如，国际公开案号WO 01/76385和WO 01/76715。
[0006]然而，使用上述方法中的任一方法的工业规模脂质生产需要大量挥发性且易燃的有机溶剂，从而产生了危险的操作条件。在萃取过程中使用有机溶剂还可需要使用防爆脂质回收系统，从而增加了脂质回收的成本。此外，在从微生物细胞中萃取脂质时使用有机溶剂可产生有机溶剂废物流，所述有机溶剂废物流需要完整的溶剂回收系统或适当的处置方法，这进一步增加了脂质萃取的整体生产成本。例如，对挥发性有机化合物(volatile organic compound,VOC)排放的严格限制需要更多的人力并且增加了容器和其他设备的成本。
[0007]因此，需要不使用有机溶剂从细胞中获得脂质的方法以最小化上述问题。已经提出了几种在不使用有机溶剂的情况下从细胞中分离脂质的方法。例如，美国专利号6,750,048公开了一种水性洗涤方法，由此用水性洗涤溶液洗涤乳液，直到获得基本上非乳化的脂质。然而，在一些实施方式中，这种方法需要多个洗涤步骤，所述多个洗涤步骤需要大量的成本和时间。美国专利号7,431,952公开了一种方法，通过该方法将裂解的细胞离心以去除细胞壁碎片，然后萃取和纯化油状物。然而，这种方法提供了需要大量进一步纯化的粗制油状物。

技术实现思路

[0008]本专利技术涉及一种从包含微生物细胞的组合物中获得脂质的方法，该方法包括：裂解微生物细胞以形成裂解的细胞组合物；任选地向裂解的细胞组合物中添加盐；顺序地以一个或多个循环将裂解的细胞组合物的pH升高至为10或以上的pH达某一时间段，之后将裂解的细胞组合物的pH降低至为6或更低的pH达某一时间段，以使该细胞组合物破乳；从经破乳的细胞组合物中分离脂质；以及回收脂质。
[0009]本专利技术还涉及一种从包含微生物细胞的组合物中获得脂质的方法，该方法包括：在约7至约9的pH和约60至约80℃的温度下酶促裂解所述微生物细胞以形成裂解的细胞组合物；任选地向裂解的细胞组合物中添加盐；顺序地以一个或多个循环将裂解的细胞组合物的pH升高至为10或以上的pH达某一时间段，之后将裂解的细胞组合物的pH降低至为6或更低的pH达某一时间段，以使该细胞组合物破乳；从经破乳的细胞组合物中分离脂质；以及回收脂质。
[0010]本专利技术还涉及一种从包含微生物细胞的组合物中获得脂质的方法，该方法包括：在约7至约9的pH和约60℃至约80℃的温度下裂解微生物细胞以形成裂解的细胞组合物；将裂解的细胞组合物加热至约80℃至约90℃的温度，并任选向裂解的细胞组合物中添加盐；顺序地以一个或多个循环将裂解的细胞组合物的pH升高至为10或以上的pH达某一时间段，之后将裂解的细胞组合物的pH降低至为6或更低的pH达某一时间段，以使该细胞组合物破乳；从经破乳的细胞组合物中分离脂质；以及回收脂质。
[0011]本专利技术还涉及一种从包含微生物细胞的组合物中获得脂质的方法，该方法包括：在约7至约9的pH和约60℃至约80℃的温度下裂解微生物细胞以形成裂解的细胞组合物；将裂解的细胞组合物的温度从约4℃循环至约90℃达一个或多个循环；顺序地以一个或多个循环将裂解的细胞组合物的pH升高至为10或以上的pH达某一时间段，之后将裂解的细胞组合物的pH降低至为6或更低的pH达某一时间段，以使该细胞组合物破乳；从经破乳的细胞组合物中分离脂质；以及回收脂质。
[0012]本专利技术还涉及一种从包含微生物细胞的组合物中获得脂质的方法，该方法包括：在约7至约9的pH和约60℃至约80℃的温度下裂解微生物细胞以形成裂解的细胞组合物；顺序地以一个或多个循环将裂解的细胞组合物的pH升高至10或以上的pH达某一时间段，之后将裂解的细胞组合物的pH降低至为6或更低的pH达某一时间段，随后将裂解的细胞组合物的温度从约4℃循环至约90℃达一个或多个循环以使细胞组合物破乳；从经破乳的细胞组合物中分离脂质；以及回收脂质。
[0013]本专利技术还涉及本专利技术的方法中的任何方法，其中所述方法还包括在裂解和破乳步骤期间以及在一个或多个pH冲击循环之前、之间或之后，将浓缩微生物细胞组合物的温度从约4℃循环至约90℃达一个或多个循环(“温度冲击”)。在一些实施方式中，温度冲击包括将温度从约80
‑
90℃调节至约4
‑
20℃并回到约80
‑
90℃。
[0014]在前述实施方式中的每个实施方式中，回收的脂质任选地含有小于按重量或体积计5％的有机溶剂。
[0015]在前述实施方式中的每个实施方式中，使用按重量或体积计少于5％的有机溶剂。在一些实施方式中，不使用有机溶剂。
[0016]在一些实施方式中，提高pH包括添加碱。在一些实施方式中，所述碱的pK
b
是1至
12。
[0017]在一些实施方式中，降低pH包括添加酸。在一些实施方式中，所述酸的pK
a
是1至12。
[0018]在一些实施方式中，所述方法包括通过搅拌、混合、共混、振荡、振动或它们的组合来搅动裂解的细胞组合物。
[0019]在一些实施方式中，裂解包括机械处理、物理处理、化学处理、酶处理，或它们的组合。在一些实施方式中，机械处理是均化。
[0020]在一些实施方式中，以按裂解的细胞组合物的重量计0.1％至20％的量添加盐。在一些实施方式中，盐选自由以下项组成的组：碱金属盐、碱土金属盐、硫酸盐、以及它们的组合。在一些实施方式中，盐是氯化钠。在一些实施方式中，盐是硫酸钠。
[0021]在一些实施方式中，从破乳步骤中省略盐。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种从包含微生物细胞的组合物中获得脂质的方法，所述方法包括：a)将所述包含微生物细胞的组合物加热至约60℃至约80℃的温度；b)添加一种或多种能够破坏所述微生物细胞的细胞壁的酶达足以裂解所述微生物细胞的时间，并将所述微生物细胞加热至80℃；c)将所述裂解的细胞组合物加热至约80℃至约90℃的温度；d)通过添加碱将所述组合物的pH调节至约10至约12的pH，并保持约10至约12的pH至少1小时；e)通过添加酸将步骤(c)中获得的所述组合物的pH调节至约4至约6的pH，并保持约4至约6的pH至少0.5小时；f)任选地重复步骤(c)和(d)，直到所述组合物被充分破乳；g)从所述经破乳的裂解细胞组合物中分离所述脂质；以及h)回收所述脂质。2.根据权利要求1所述的方法，其中(a)包括将所述组合物加热至约80℃。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中(a)和/或(b)还包括将所述pH从约7调节至约9。4.根据任何前述权利要求所述的方法，其中在(d)之前、在(d)之后、在(e)之前、在(e)之后或它们的组合使所述组合物经受一个或多个温度冲击循环。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述温度冲击包括将温度从约80
‑
90℃调节至约4
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20℃并回到约80
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90℃。6.根据任何前述权利要求所述的方法，其中(b)、(d)和/或(e)还包括添加按所述裂解的细胞组合物的重量计约0.05％至约20％的量的盐。7.根据任何前述权利要求所述的方法，其中(a)还包括搅动所述细胞。8.根据任何前述权利要求所述的方法，其中(a)的所述细胞是未洗涤的。9.根据任何前述权利要求所述的方法，其中(a)的所述细胞被包含在发酵液中。10.根据任何前述权利要求所述的方法，其中(g)包括离心所述经破乳的裂解细胞组合物。11.根据任何前述权利要求所述的方法，其中所述脂质包含多不饱和脂肪酸。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述多不饱和脂肪酸选自ω
‑
3脂肪酸、ω
‑
6脂肪酸，以及它们的混合物。13.根据权利要求11或权利要求12所述的方法，其中所述多不饱和脂肪酸选自二十二碳六烯酸(DHA)、二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳五烯酸(DPA)、花生四烯酸(ARA)、γ
‑
亚麻酸(GLA)、二均
‑
γ
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亚麻酸(DG...

【专利技术属性】
技术研发人员：内加什，
申请(专利权)人：帝斯曼知识产权资产管理有限公司，
类型：发明
国别省市：