[发明专利]一株积累DHA和β-胡萝卜素的裂殖壶菌FR-908及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一株高效积累DHA和β‑胡萝卜素的裂殖壶菌FR‑908及其制备方法与应用。所述的裂殖壶菌(Schizochytrium limacinum)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。本发明将裂殖壶菌、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。该菌株能够用于禽畜养殖及饲料开发，能提高禽畜农产品品质。

技术领域

本发明涉及微生物技术领域，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。

背景技术

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。

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。

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。

中国专利201210251850.X公开了一种裂殖壶菌(Aurantiochytrium sp.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CGMCC No：6208)及利用其高密度发酵生产DHA油脂的方法。该发明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。

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，该发明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。