一株高效积累DHA和β-胡萝卜素的裂殖壶菌FR-908及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一株高效积累DHA和β

【技术实现步骤摘要】
一株高效积累DHA和
β
‑
胡萝卜素的裂殖壶菌FR
‑
908及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及微生物
，具体涉及一株高效积累DHA和β
‑
胡萝卜素的裂殖壶菌 FR
‑
908及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]不饱和脂肪酸作为人和动物必需的营养成分，对降低血液粘稠度，改善血液微循环以及维持机体细胞膜的相对流动性，保证细胞的正常生理功能方面具有显著生理功效。二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid，缩写DHA；俗称“脑黄金”)是一种极其重要的ω
‑
3不饱和脂肪酸，具有促进智力发育、保护视力和降血脂等多种重要生理功能，已被开发成各种药品、功能性食品和化妆品等，呈现巨大市场。
[0003]类胡萝卜素是一类广泛存在于自然界中的呈黄色、橙红色或红色的脂类化合物，人体自身不能合成类胡萝卜素，主要通过食物获取。类胡萝卜素中最重要的代表是β
‑
胡萝卜素、番茄红素、叶黄素、玉米黄质、虾青素和斑蝥黄素。类胡萝卜素还是重要维生素A原，具有维持视功能、促进细胞分裂、提高免疫力、促进胚胎发育的功能。β
‑
胡萝卜素作为维生素A 的前体，含有多个共轭双键，具有非常好的抗氧化特性，可有效减少自由基对细胞及DNA 的损伤，是一类极其重要的功能化合物。
[0004]裂殖壶菌(Schizochytrium limacinum)，又称裂壶藻，是属于真菌门(Eumycota)、卵菌纲(Oomycetes)、水霉目(Saprolegniales)、破囊壶菌科(Thraustochytriaceae)的一类海洋真菌，单细胞、球形。胞内不饱和脂肪酸含量极为丰富，主要为ω
‑
3和ω
‑
6系列不饱和脂肪酸，其中DHA占总脂肪酸的质量分数高达35％
‑
45％。裂殖壶菌作为一种生产DHA的理想微生物，被社会各界所关注，在2018年被列为新的食品安全性微生物之一。此外，裂殖壶菌细胞在生长过程中由于吸收和转化光能自身会合成一些色素，质谱分析表明，裂殖壶菌油脂中主要含有β
‑
胡萝卜素、番茄红素、虾青素和角黄素。
[0005]中国专利201210251850.X公开了一种裂殖壶菌(Aurantiochytriumsp.SD116，已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其保藏编号为CGMCCNo：6208)及利用其高密度发酵生产DHA油脂的方法。该专利技术从元素供应和发酵控制角度优化菌株发酵条件，并结合补糖操作，实现高密度发酵，最终细胞干重达到70.43g/L，油脂含量达 50.1g/L，DHA占总脂肪酸含量高于35％，且含有β
‑
胡萝卜素、虾青素和角鲨烯等生物活性物质，但其DHA占总脂肪酸含量并未高于50％以上，与现有技术中所记载的35％
‑
45％相比，没有显著提升；另外，最终得到的β
‑
胡萝卜素含量也较低。
[0006]中国专利201710042270.2公开了一种提高裂殖壶菌生产脂类物质同时提高碳得率的方法，该专利技术发酵前期利用甘油为碳源，使菌体生物量增加，发酵后期切换碳源为葡萄糖，促进菌体脂类物质积累，包括积累DHA和类胡萝卜素，最大限度提高底物利用率，提高碳得率。其实施例2中记载，初始以甘油为碳源发酵，48h后待碳源浓度降到20g/L以下开始用 600g/L葡萄糖为碳源补料发酵，发酵4天，生物量达100g/L，总脂占干重32.35％，DHA产量
14.72g/L，类胡萝卜素产量441.75mg/L，消耗葡萄糖235g，消耗甘油262g。经过计算，其DHA产量仅占总油脂含量45.5％，类胡萝卜素产量仅占菌体干重0.44％，相比于现有技术未得到明显提升。因此筛选培育一种新的裂殖壶菌以满足高效联产DHA和β
‑
胡萝卜素的需求，是当前该领域研究的热点之一。
[0007]圆红冬孢酵母(Rhodotorula orbiculata)属于红冬孢酵母属(Rhodosporidium)，是天然的产油酵母，具有较强的脂肪酸和异戊二烯合成代谢途径，但其脂肪酸多为饱和的C16、 C18以及少量单不饱和和双不饱和脂肪酸，其中油酸(C18:1)、亚油酸(C18:2)、硬脂酸 (C18:0)和棕榈酸(C16:0)是最主要的脂肪酸，占总脂肪酸的93％以上，不合成DHA。但值得注意的是，圆红冬孢酵母能够在营养限制条件下，能合成一定量的脂溶性类胡萝卜素，包括β
‑
胡萝卜素、酵母烯和圆酵母红素，它们是化学、制药、饲料和化妆品行业非常有价值的活性分子。因此，圆红冬孢酵母也被称为β
‑
胡萝卜素的天然生产者。
[0008]开展海洋来源的裂殖壶菌与圆红冬孢酵母菌株的融合选育研究，可以丰富产脂功能微生物的活性成分，促进裂殖壶菌合成DHA的同时，进一步增强其β
‑
胡萝卜素的合成与积累，是实现一菌多效，多种功能活性物质有效补充的一个全新方向。目前尚未见有相关报道研究。

技术实现思路

[0009]针对现有技术存在的不足，本专利技术要解决的技术问题是通过裂殖壶菌与圆红冬孢酵母菌株的融合选育研究，开发新型裂殖壶菌融合菌株，实现DHA和β
‑
胡萝卜素的高效联产，有效促进功能活性成分多优并举，生理活性功能多效叠加的目的，具有极高的现实意义与应用价值。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：
[0011]一方面，本专利技术提供一株高效积累DHA和β
‑
胡萝卜素的裂殖壶菌(Schizochytriumlimacinum)FR
‑
908，于2021年9月15日保藏于中国典型培养物保藏中心(CCTCC)，保藏编号为CCTCC NO：M20211181，保藏地址为中国武汉，武汉大学；邮编：430072。
[0012]另一方面，本专利技术提供了上述裂殖壶菌FR
‑
908的制备方法，包括如下步骤：将裂殖壶菌出发菌株和圆红冬孢酵母出发菌株分别制备原生质体，并通过加热的方式对原生质体进行双亲本灭活，以聚乙二醇(PEG)为促融剂，进行细胞融合与再生，并通过平板初筛、摇瓶发酵筛选，得到发酵生物量高、油脂含量高，同时能够有效合成DHA、β
‑
胡萝卜素的新型融合裂殖壶菌。
[0013]具体地，所述的裂殖壶菌出发菌株为裂殖壶菌512(Schizochytrium limacinum FJU
‑ꢀ
512)，来源于福建师范大学工业微生物教育部工程研究中心(参考文献：黄建忠,江贤章. DHA高产菌Schizochytrium sp.FJU
‑
512的分离及其18S rRNA基因序列比较分析[J].应用与环境生物学报,2005,11(2):202
‑
207.)。
[0014本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
0.005g/L，维生素B
12 0...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄炜乾，黄钦耿，蔡玉凤，梁玲，陈健，王珍珍，林万华，张文，谭文俊，翁雪清，
申请(专利权)人：清远一生自然生物研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：