[发明专利]一种提高裂殖壶菌发酵生产油脂中奇数碳脂肪酸产量的方法

说明书

一种提高裂殖壶菌发酵生产油脂中奇数碳脂肪酸产量的方法，将裂殖壶菌(Schizochytrium sp.)27173‑E接种在发酵培养基中，进行低温有氧发酵，控制培养基中的总碳源和氮源质量比为5:1～20:1，温度在15℃～35℃，发酵时间为60～120h。裂殖壶菌27173‑E发酵生产OCFA的最优化条件是：总碳源和氮源质量比为10:1，有机氮与无机氮比为8:1，发酵温度为23℃，发酵时间84h。应用此方法，得到的发酵液中细胞最大干重达到78.87g/L，OCFA占总脂肪酸的31.82％，OCFA产量为7.48g/L。本发明极大提高了OCFA的产量，进一步扩大了裂殖壶菌的应用潜力。

技术领域

本发明属于微生物发酵领域，具体涉及一种提高裂殖壶菌发酵生产油脂中奇数碳脂肪酸产量的方法。

背景技术

奇数碳脂肪酸(Odd chain fatty acid，OCFA)的功能类似不饱和脂肪酸，有助于提高细胞膜的流动性。在某些细菌中含量较多，但在动物、低等植物中含量不超过1％。奇数碳脂肪酸代谢后产生糖残基，因而具有更佳的营养效果；此外，含有奇数碳脂肪酸的甘油三酯可以减少脓毒症及重症特护治疗的继发性并发症的发生频率，或减轻炎症性或缩短病程(CN200980145702.6)。近些年的研究发现在人体中含量较少的奇数碳链脂肪酸，具有重要的生理功能，有研究显示人体中奇数碳链脂肪酸含量与糖尿病、心血管疾病、肥胖等都呈负相关。

动植物油脂中绝大多数脂肪酸的碳链长度为偶数，少数为奇数，比如十五酸、十七酸。奇数碳脂肪酸主要来自反刍动物的瘤胃细菌，主要存在于动物乳脂中，C15:0和C17:0分别约占到总脂肪酸的1.2％和0.54％。奇数碳脂肪酸可通过偶数碳脂肪酸的α氧化，以及脂肪酸合成两条途径产生。α氧化一般发生在脂肪酸β位存在基团修饰的情况下，正常情况下细胞内不会大量积累这种脂肪酸。目前奇数碳链的脂肪酸产品并未问世，其主要原因是奇数碳链脂肪酸来源很少，目前的改良途径主要有两个，一方面通过添加丙酸盐，Zhang等人在红浊球菌发酵培养基中添加1％-1.5％异丙醇，最终OCFA占总脂肪酸比例提高至50％。另一方面，通过添加OCFA合成的前体物质来增加其产量(CN201280054084.6)。此专利通过增强丙酰辅酶A的合成来提高OCFA的产量，但OCFA的总量只有0.325g/L。

微生物是生产奇数碳链脂肪酸的较好来源，裂殖壶菌又称裂壶藻，属于破囊壶菌科的一类海洋真菌。裂殖壶菌能够积累大量活性物质，如DHA，DPA，胡萝卜素，角鲨烯等。采用葡萄糖或甘油做碳源发酵，细胞干重可达到150g/L，油脂占细胞干重能到70％以上。裂壶藻有很强的脂质积累能力和较纯的脂肪酸组成，是极佳的脂质合成宿主。裂壶藻可用于生产奇数碳脂肪酸，Chang等介绍了破囊壶菌科Schizochytrium疑似菌株积累15.4％的OCFA。EP0823475A中，Schizochytrium SR21菌奇数碳脂肪酸中C15:0为10.1％，C17:0为1.8％。Chang K等将裂壶藻ATCC20888分批发酵，在发酵72h时检测到最高量的C15:09.16％，C17:0为2.91％。(Chang K,Mansour M P,Dunstan G A,et al.Odd-chain polyunsaturatedfatty acids in thraustochytrids[J].Phytochemistry,2011,72(11-12):1460-1465.)Schizochytrium藻发酵生产奇数碳脂肪酸，细胞内最高含量的报道为12.07％。

裂壶藻发酵产脂的报道已经很多，但微生物发酵产OCFA，需要丙酸盐诱导，生物量低，油脂产量低，OCFA含量低。而基因改造成本高，大多处于理论研究阶段，现有文献报道的通过基因工程获得的OCFA最高值3.32g/L。本发明能够克服现有技术缺陷，可提供一种提高裂殖壶菌油脂中奇数碳链脂肪酸含量的方法。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种提高裂殖壶菌发酵生产油脂中奇数碳脂肪酸产量的方法，旨在提高裂殖壶菌油脂产物中奇数碳链脂肪酸的百分含量，提高生产效率。