一种解脂耶氏酵母及其筛选和在生产赤藓糖醇中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种高产赤藓糖醇的菌株及应用，属于生物学领域。一种高产赤藓糖醇的解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)LX

【技术实现步骤摘要】
一种解脂耶氏酵母及其筛选和在生产赤藓糖醇中的应用


[0001]本专利技术属于生物学领域，特别涉及一种高产赤藓糖醇的菌株及应用。

技术介绍

[0002]赤藓糖醇，学名1，2，3，4
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丁四醇，分子式：C4H10O4，分子量：122.12，沸点329～331℃，熔点为122～126℃，赤藓糖醇是一种对称结构的四碳糖醇，白色晶体性粉末，无气味，化学式如图1所示。赤藓糖醇是一种天然存在的四碳糖醇，在自然界中分布十分广泛，赤藓糖醇是有些细菌、真菌的代谢产物，所以在一些发酵类食品如酒及酱油中也含有赤藓糖醇。作为一类饱和的碳水化合物，与糖相比，赤藓糖醇的热量值较低，仅为蔗糖的十分之一，所以受到了广大减肥人士以及糖尿病人的欢迎；同时由于赤藓糖醇独特的理化性质和生理活性，使得赤藓糖醇在其他领域如医药、化妆品以及化学合成等都有着广泛的应用。
[0003]赤藓糖醇与其他多元醇一样具有保健的特性，此外，赤藓糖醇还有两个重要的代谢特性：极低的热量值和极高的耐受量。赤藓糖醇的热量值<1.67kJ/g，并且因为赤藓糖醇的分子量低，进入体内很快被小肠吸收，在大肠内发酵的机会很小，从而具有了较高的耐受量，避免造成肠胃不适的现象。
[0004]解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)是众多非常规型酵母中有代表性的一种，是一种需氧的、无致病性的二型性酵母，广泛用于食品和药物生产，同时因其可以有效地利用疏水性底物为唯一碳源进行生长繁殖而得到研究人员的关注。解脂耶氏酵母可利用广泛的底物如有机酸、蛋白类酶、以及众多的廉价材料如烷烃类物质为底物等以供其自身代谢，并且可以分泌产生很多有工业应用价值的代谢产物。与模式生物酿酒酵母相比，解脂耶氏酵母表现出很多特殊的生理、代谢以及基因水平上的特性，这些特性使得很多研究小组以该酵母为模式生物进行了一系列的基础理论和应用研究，并取得了很多非常有价值的研究成果，目前酵母菌被用于赤藓糖醇的生产，且所用的发酵条件均为高渗透条件。
[0005]研究人员期望从自然界中筛选分离出高产赤藓糖醇的野生型菌株，首先从特定的环境中进行广泛性的筛选分离，用低水活度培养基进行培养，筛选能在高渗透条件下存活的菌株。筛选出的野生型菌株会存在着发酵性能较差、耐高渗能力不强、菌株生长速度缓慢、目标产物产量低等普遍问题，因此，国内外的许多学者通过诱变等手段对野生型菌株进行改造，从而获得高产赤藓糖醇的突变型菌株。目前用于诱变的方法通常为：化学诱变和物理诱变，同时为了提高突变效率也采用化学和物理诱变方法结合的符合诱变。
[0006]赤藓糖醇因其独特的性质和生理活性在医药、食品、化妆品及化工领域均有十分广阔的应用前景，近些年市场上对赤藓糖醇的需求量增大，导致赤藓糖醇的产量供不应求，所以提高赤藓糖醇的生产力显得非常重要。目前赤藓糖醇的生产主要通过微生物发酵法生产，但是野生型菌株通常会存在发酵性能差、产量低、发酵时利用的底物成本较高，所以也使得赤藓糖醇的零售价较高等一些列问题，所以找到一株高产菌株以提高赤藓糖醇的产量，同时缩短发酵时间，降低生产成本成为了当今首要解决的问题。

技术实现思路

[0007]为解决现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种高产赤藓糖醇的菌株及应用。
[0008]一种高产赤藓糖醇的解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)LX
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01，所述解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)LX
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01于2022年7月15日保藏于中国典型培养物保藏中心，菌种保藏编号为CCTCC NO: M 20221124，保藏地址：中国武汉市武汉大学，保藏日期：2022年07月15日。
[0009]一种解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)LX
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01在高效生产赤藓糖醇中的应用。
[0010]进一步地，上述技术方案中，解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)LX
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01的赤藓糖醇的产量为每升发酵液中的赤藓糖醇产量可达195～206g。
[0011]进一步地，上述技术方案中，解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)LX
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01在发酵生产赤藓糖醇时，发酵周期为115～120h。
[0012]一种解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)LX
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01的筛选方法，采用紫外诱变与常温常压等离子体诱变结合的方法，对野生型解脂耶氏酵母进行诱变，选用红四氮唑(TTC)高效筛选平板结合薄层层析的方法进行初筛，液相色谱法和离子色谱法对初筛菌株进行复筛，得到所述解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)LX
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01。
[0013]本专利技术筛选出的解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)LX
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01较野生型XGSC
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C001性能有所提升，发酵周期为115～120h，缩短22～27小时，缩短了20％～25％(野生型菌株XGSC
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C001发酵周期135～143h)；同时菌株LX
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01的赤藓糖醇产量达到每升发酵液中的赤藓糖醇产量可达195
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206g，与野生型相比赤藓糖醇产量提升了43.07g/L，提高了28.84％(野生型解脂耶氏酵母XGSC
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C001发酵赤藓糖醇产量149.33g/L)。
附图说明
[0014]图1为赤藓糖醇的化学结构式。
[0015]图2为标准品及菌株发酵液样品薄层层析结果图。
[0016]图3为TTC高效筛选平板。
[0017]图4为菌株LX
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01两批次发酵周期。
[0018]图5为菌株LX
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01两批次赤藓糖醇产量。
[0019]图6为菌株LX
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01发酵过程pH变化。
[0020]图7为突变菌株LX
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01(C1)与野生型菌株(jz)样本间相关性热图。
[0021]图8为突变菌株LX
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01(C1)与野生型菌株(jz)样本间主成分分析。
[0022]图9为突变菌株LX
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01(C1)与野生型菌株(jz)样本间差异表达基因聚类热图。
具体实施方式
[0023]下述非限定性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。
[0024]实施例1解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)LX
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01的筛选
[0025]1.野生型解脂耶氏酵母的来源
[0026]野生型解脂耶氏酵母来自于中国工业微生物菌种保藏中心，编号为CICC33063
[0027]2.TTC高效筛选方法
[0028]红四氮唑(TTC)是标准氧化电位为80mV的氧化还原色素，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)LX
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01，其特征在于，所述解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)LX
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01于2022年7月15日保藏于中国典型培养物保藏中心，菌种保藏编号为CCTCC M 20221124。2.一种权利要求1所述的解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)LX
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01在生产赤藓糖醇中的应用。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，将解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)LX
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01接种于发酵培养基中，进行赤藓糖醇的生产；所述的发酵培养基包含如下质量百分比的组分：碳源20～30％、氮源1％、无机盐，其余为水；所述的碳源为葡萄糖、甘油中的一种或多种；所述的氮源为脲和酵母粉中的一种或多种；发酵培养基中所述的无机盐为终浓度:CuSO
4 0.02％～0.03％，MgSO
4 0.4％～0.5％，K2HPO
4 0.15％～0.25％，CaCl 0.45％～0.55％。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)LX
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01种子培养液于发酵培养基中接种量3～6％v/v，通空气好氧发酵，发酵温度28℃～30℃，发酵培养时间为110～119h。5.根据权利要求3或4所述的应用，其特征在于，解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)LX
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01的赤藓糖醇的产量为每升发酵液中的赤藓糖醇产量可达195～206g。6.根据权利要求3或4所述的应用，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：付为，李宪臻，杨帆，宁占国，李宁，高学秀，
申请(专利权)人：山东星光首创生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：