产生短链脂肪酸制造技术

本发明专利技术涉及包括具有短链脂肪酸(SCFA)的三酰基甘油(TAG)的微生物细胞以及使用这些细胞产生包括具有SCFA的TAG的脂质的方法。胞产生包括具有SCFA的TAG的脂质的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】产生短链脂肪酸


[0001]本专利技术涉及包括具有短链脂肪酸(SCFA)的三酰基甘油(TAG)的微生物细胞以及使用这些细胞产生包括具有SCFA的TAG的脂质的方法。

技术介绍

[0002]随着全球人口激增至预计到2050年的91亿人，对用于人类营养的肉类和奶制品的需求预计继续增加。然而，全球肉类和奶制品生产占淡水消耗的70％，占总耕地使用的38％并且占全球温室气体排放的19％。对寻找环境足迹较少的蛋白质和脂肪的替代来源的兴趣不断增长。在全球范围内高质量蛋白质和脂肪的非动物来源的市场也在不断增长，例如植物来源，这被认为更具可持续性和环境友好性。文化和宗教原因也促进了非动物蛋白市场的增长。到2024年，作为乳制品替代品推广的所谓植物奶的销售额预计超过340亿美元。然而，目前许多肉类和奶制品的基于植物的替代品使用由如椰子油、大豆油和棕榈油等植物油共混物制成的脂肪，所述脂肪可能会导致风味和功能不足。脂肪和油为食物增加风味、润滑性和质地，并且有助于在食用时产生饱腹感，因此并入动物来源的脂质的食物和饮料产品通常仍然受到消费者的青睐。
[0003]牛奶含有大约87％的水、4.6％的乳糖、3.4％的蛋白质、3.5
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4.5％的脂肪、0.8％的矿物质和0.1％的维生素(Mansson,2008)。牛奶中的脂质主要以水包油乳液的形式存在于小球中。脂肪组分由大约97
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98％的三酰基甘油(TAG)、约2％的二酰基甘油(DAG)、0.5％的胆固醇、0.1％的磷脂(PL)和游离脂肪酸(FFA)组成，但是牛奶和其脂肪的组成因牛的品种、饲料类型、泌乳阶段和季节而异。乳脂的脂肪酸组成和功能特性不同寻常，包括多达400种不同的脂肪酸，使所述乳脂成为所有天然脂肪中最复杂的。饱和脂肪酸占TAG脂肪酸含量的约70重量％，包含占总脂肪酸重量约30重量％或更多的棕榈酸(C16:0)。肉豆蔻酸酯(C14:0)和硬脂酸酯(C18:0)各自以超过总脂肪酸含量的10％存在，并且短链脂肪酸(SCFA；C2:0、C4:0、C6:0和C8:0)共占总脂肪酸含量的约6
‑
8％。主要是高达约22％的油酸(C18:1Δ9)但也包含低水平的C14:1和C16:1的单不饱和脂肪酸构成了非饱和脂肪酸含量的大部分。乳脂通常只含有低水平(<2％)的多不饱和脂肪酸(PUFA)，作为亚油酸(C18:2)和亚麻酸(C18:3)存在。乳脂中存在的短链脂肪酸丁酸(C4:0)和己酸(C6:0)几乎只在TAG分子的sn
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3位置处被酯化。
[0004]对于人类营养，仍然需要具有动物脂肪样的组成和功能特性的替代性非动物脂质来源。

技术实现思路

[0005]本专利技术人已经产生了包括三酰基甘油(TAG)的微生物细胞，所述TAG包括在TAG的sn
‑
1/3位置处酯化的短链脂肪酸(SCFA)。
[0006]因此，一方面，本专利技术提供了一种用于产生提取的脂质的方法，所述方法包括从包括三酰基甘油(TAG)分子的微生物细胞中提取脂质，每个TAG分子具有在sn
‑
1位置、sn
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2位
置和sn
‑
3位置中的每一个位置处酯化的脂肪酸，其中所述TAG分子中的至少一些TAG分子包括在所述sn
‑
3位置处酯化的SCFA，从而产生所述提取的脂质。在上下文中应理解，sn
‑
1、sn
‑
2和sn
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3位置是指TAG分子的甘油组分的sn
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1、sn
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2和sn
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3位置。
[0007]在一实施例中，所述方法包括以下步骤：
[0008](a)获得包括TAG分子的微生物细胞，每个TAG分子具有在sn
‑
1位置、sn
‑
2位置和sn
‑
3位置中的每一个位置处酯化的脂肪酸，其中所述TAG分子中的至少一些TAG分子包括在sn
‑
3位置处酯化的SCFA；以及
[0009](b)从微生物细胞中提取脂质，
[0010]从而产生提取的脂质。
[0011]在一实施例中，TAG分子中的酯化的SCFA是丁酸(C4:0)、己酸(C6:0)和辛酸(C8:0)中的一种或多种或全部。
[0012]在各实施例中，TAG分子中的酯化的SCFA包括C4:0、或C4:0和C6:0，优选地C4:0、C6:0和C8:0。在更优选的实施例中，提取的脂质中TAG的总脂肪酸含量中C4:0的量大于C6:0的量或大于C8:0的量，或两者兼而有之，最优选地大于C6:0和C8:0的量的总和，每个量表示为基于重量，在提取的脂质中TAG的总脂肪酸含量的百分比。应当理解，相同的特征可以基于mol％应用。
[0013]在另外的实施例中，(a)所述提取的脂质包括包含在其sn
‑
2位置处酯化的SCFA的TAG分子，其中所述提取的脂质中包括在所述sn
‑
2位置处酯化的SCFA的TAG分子的数量与包括在其sn
‑
3位置处酯化的SCFA的TAG分子的数量之比(SCFA比率sn
‑
2:sn
‑
3)小于约0.50、小于约0.30、小于约0.20、小于约0.10、小于约0.05、小于约0.04、小于约0.03或小于约0.02。在优选的实施例中，(b)所述提取的脂质包括包含在其sn
‑
2位置处酯化的C4:0的TAG分子，其中所述提取的脂质中包括在所述sn
‑
2位置处酯化的C4:0的TAG分子的数量与包括在其sn
‑
3位置处酯化的C4:0的TAG分子的数量之比(C4:0比率sn
‑
2:sn
‑
3)小于约0.50、小于约0.30、小于约0.20、小于约0.10、小于约0.05、小于约0.04、小于约0.03或小于约0.02。在另外的实施例中，(c)所述提取的脂质包括包含在其sn
‑
2位置处酯化的C6:0的TAG分子，其中所述提取的脂质中包括在所述sn
‑
2位置处酯化的C6:0的TAG分子的数量与包括在其sn
‑
3位置处酯化的C6:0的TAG分子的数量之比(C6:0比率sn
‑
2:sn
‑
3)小于约0.50、小于约0.30、小于约0.20、小于约0.10、小于约0.05、小于约0.04、小于约0.03或小于约0.02。在另外的实施例中，(a)和(b)都适用，或者(a)和(c)适用，或者(b)和(c)适用。
[0014]在各实施例中，(a)所述SCFA比率sn
‑
2:sn
‑
3大于约0.005、大于约0.01、介于约0.005与约0.10之间、介于约0.01与约0.10之间、介于约0.005与约0.05之间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于产生提取的脂质的方法，所述方法包括从包括三酰基甘油(TAG)分子的微生物细胞中提取脂质，每个TAG分子具有在sn
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1位置、sn
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2位置和sn
‑
3位置中的每一个位置处酯化的脂肪酸，其中所述TAG分子中的至少一些TAG分子包括在所述sn
‑
3位置处酯化的SCFA，从而产生所述提取的脂质。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述TAG分子中的酯化的SCFA是丁酸(C4:0)、己酸(C6:0)和辛酸(C8:0)中的一种或多种或全部，优选地包括C4:0或C4:0和C6:0，更优选地C4:0、C6:0和C8:0。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述提取的脂质的特征在于以下中的一项或多项或全部：(i)所述脂质包括包含在其sn
‑
2位置处酯化的SCFA的TAG分子，其中所述提取的脂质中包括在所述sn
‑
2位置处酯化的SCFA的TAG分子的数量与包括在其sn
‑
3位置处酯化的SCFA的TAG分子的数量之比(SCFA比率sn
‑
2:sn
‑
3)小于约0.50、小于约0.30、小于约0.20、小于约0.10、小于约0.05、小于约0.04、小于约0.03或小于约0.02，(ii)所述脂质包括包含在其sn
‑
2位置处酯化的C4:0的TAG分子，其中所述提取的脂质中包括在所述sn
‑
2位置处酯化的C4:0的TAG分子的数量与包括在其sn
‑
3位置处酯化的C4:0的TAG分子的数量之比(C4:0的sn
‑
2:sn
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3比率)小于约0.50、小于约0.30、小于约0.20、小于约0.10、小于约0.05、小于约0.04、小于约0.03或小于约0.02，(iii)所述脂质包括包含在其sn
‑
2位置处酯化的C6:0的TAG分子，其中所述提取的脂质中包括在所述sn
‑
2位置处酯化的C6:0的TAG分子的数量与包括在其sn
‑
3位置处酯化的C6:0的TAG分子的数量之比(C6:0的sn
‑
2:sn
‑
3比率)小于约0.50、小于约0.30、小于约0.20、小于约0.10、小于约0.05、小于约0.04、小于约0.03或小于约0.02，(iv)所述SCFA的sn
‑
2:sn
‑
3比率大于约0.005、大于约0.01、介于约0.005与约0.10之间、介于约0.01与约0.10之间、介于约0.005与约0.05之间或介于约0.01与约0.05之间，(v)所述C4:0的sn
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2:sn
‑
3比率大于约0.005、大于约0.01、介于约0.005与约0.10之间、介于约0.01与约0.10之间、介于约0.005与约0.05之间或介于约0.01与约0.05之间，(vi)所述C6:0的sn
‑
2:sn
‑
3比率大于约0.005、大于约0.01、介于约0.005与约0.10之间、介于约0.01与约0.10之间、介于约0.005与约0.05之间或介于约0.01与约0.05之间，(vii)所述SCFA包括C4:0并且所述C4:0的sn
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2:sn
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3比率大于约0.01或大于约0.02，(viii)所述提取的脂质中的所述TAG分子中的更多TAG分子具有仅一个在所述TAG分子中酯化的SCFA，而不是两个在所述TAG分子中酯化的SCFA，(ix)所述提取的脂质的总脂肪酸含量的至少1重量％或mol％或两者是SCFA，优选地至少1％是C4:0或至少1％是C4:0和C6:0的总和，(x)所述提取的脂质的总脂肪酸含量的至少10重量％、至少15重量％、至少20重量％、至少25重量％或至少30重量％是C16:1，优选地最多50重量％，并且(xi)所述提取的脂质的所述TAG分子包括比在所述sn
‑
2位置处酯化的任何其它脂肪酸更多的在所述sn
‑
2位置处酯化的C16:1，优选地其中在所述TAG分子的所述sn
‑
2位置处酯化的所述脂肪酸的至少30％或至少40％是C16:1。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述微生物细胞包括真菌细胞、细菌细胞或藻类细胞或其任何混合物，优选地酵母细胞，更优选地酿酒酵母细胞
(Saccharomyces cerevisiae cells)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述细胞包括一种或多种编码脂肪酸酰基转移酶或多于一种脂肪酸酰基转移酶的外源性多核苷酸，其中至少一种酰基转移酶对作为底物的SCFA
‑
CoA分子，优选地至少作为底物的丁酰基
‑
CoA具有活性，并且其中每个外源性多核苷酸与一个或多个能够引导所述多核苷酸在所述细胞中表达的启动子可操作地连接。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述脂肪酸酰基转移酶中的至少一种脂肪酸酰基转移酶是以下中的一种或多种：(i)哺乳动物酰基转移酶或其变体，优选地反刍动物酰基转移酶或其变体；(ii)二酰基甘油O
‑
酰基转移酶(DGAT)，优选地DGAT1；(iii)1,2
‑
二酰基
‑
sn
‑
甘油:乙酰基
‑
CoA乙酰基转移酶(DAcT)；(iv)哺乳动物DGAT或其变体，优选地反刍动物DGAT或其变体；以及(v)DGAT，所述DGAT包括序列如SEQ ID NO:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27或29中的任一个所示的氨基酸或沿着SEQ ID NO:1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27或29中的任何一个或多个的全长至少30％相同的氨基酸序列的。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中提取所述脂质的步骤包括：将所述细胞暴露于有机溶剂；按压所述细胞；或用微波辐射、超声处理、高速均质化、高压均质化、珠击、高压灭菌、热解或其任何组合处理所述细胞。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括培养所述细胞，优选地在包括丁酸盐(C4:0)的培养基中，如在所述培养基中以在约1g/L至约20g/L的范围内的浓度，和/或进一步包括在提取后修饰或纯化所述脂质。9.一种提取的微生物脂质，其包括三酰基甘油(TAG)分子，每个TAG分子具有在sn
‑
1位置、sn
‑
2位置和sn
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3位置中的每一个位置处酯化的脂肪酸，其中所述TAG分子中的至少一些TAG分子包括在所述TAG分子的所述sn
‑
3位置处酯化的短链脂肪酸(SCFA)。10.根据权利要求9所述的脂质，其中在所述TAG分子的所述sn
‑
3位置处酯化的所述SCFA是以下中的一种或多种或全部：C4:0、C6:0和C8:0，优选地C4:0和C6:0，更优选地C4:0、C6:0和C8:0。11.根据权利要求9或权利要求10所述的脂质，其特征在于以下中的一项或多项或全部：(i)所述提取的脂质包括包含在其sn
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2位置处酯化的SCFA的TAG分子，其中所述提取的脂质中包括在所述sn

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：营养成分私人有限公司，
类型：发明
国别省市：