[发明专利]一种裂殖壶菌高产二十二碳六烯酸发酵方法及其应用

说明书

本发明属于微生物发酵技术领域，具体涉及一种裂殖壶菌高产二十二碳六烯酸发酵方法及其应用。本发明系统研究了葡萄糖和甘油两种碳源发酵对裂殖壶菌生产DHA的影响。研究发现葡萄糖和甘油按比例混合作为发酵原料，两种碳源消耗会相互抑制，生产效率比纯甘油原料还要低；如果先用葡萄糖培养菌体，当葡萄糖耗尽后再补加甘油，生产效率也比纯甘油原料要低。进而本发明通过控制甘油补加时机解决了葡萄糖和甘油两种碳源相互抑制的问题，充分发挥了双碳源各自优势，提高了裂殖弧菌生产DHA的生产效率，从而降低成本，因此具有良好的实际生产应用之价值。

技术领域

本发明属于微生物发酵技术领域，具体涉及一种裂殖壶菌高产二十二碳六烯酸发酵方法及其应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid，简称DHA)是一种无毒副作用、食用安全的ω-3型多不饱和脂肪酸，俗称脑黄金，在促进人体视觉器官、大脑发育以及治疗心脏疾病、炎症、癌症、焦虑症等方面具有独特的生理功能，尤其对处于生长发育阶段的婴幼儿健康至关重要。但由于人体内部缺乏△-9以上脂肪酸脱氢酶，无法自行合成DHA，只能通过外部摄取。目前，DHA产品主要来源于深海鱼油，但产品质量会随鱼种类、捕捞季节、地点的差异而不同，且易受环境污染。研究表明鱼类体内的DHA成分是通过食物链蓄积获得，主要来源于海洋微生物。能够合成DHA的海洋微生物主要是一些低等海洋真菌和微藻，如破囊壶菌(Thraustochytrium)、裂殖壶菌(Schizochytrium)和隐甲藻(Crypthecodinium)等。以微生物发酵法制备DHA，具有生长周期短，易于大规模培养，不饱和脂肪酸成分单一，分离纯化简便等优点，有望替代鱼油成为DHA主要来源。

裂殖壶菌是一种异养型海洋真菌，可以在细胞内大量积累油脂，油脂中脂肪酸组成简单，DHA含量较高，是具有较大商业开发潜力的DHA发酵生产菌株。裂殖壶菌可利用多种碳源，葡萄糖因价格低廉，常被用作裂殖壶菌生产DHA的底物。然而，为了进一步提高DHA的产量并降低生产成本，许多研究已经开始探索使用甘油作为底物对裂殖壶菌生产DHA的影响。在一些研究中，裂殖壶菌利用甘油可以获得更高的DHA产量；也有一些研究也表明，甘油和葡萄糖的混合碳源可以促进DHA的积累。

发明内容

本发明提供了一种裂殖壶菌高产二十二碳六烯酸发酵方法及其应用。本发明采用葡萄糖、甘油两种碳源进行裂殖壶菌发酵生产DHA，初始培养基中葡萄糖浓度为20-60g/L，当料液中葡萄糖浓度降至10-5g/L时，一次补加或分次补加60-120g/L的甘油，比单独葡萄糖发酵可提高细胞油脂脂肪酸中DHA的比例，比单独甘油发酵发酵周期短，显著提高了裂殖壶菌生产DHA的生产效率，具有良好的实际应用之价值。

裂殖壶菌能够利用葡萄糖、甘油等碳源在细胞胞内积累DHA油脂。发明人研究发现裂殖壶菌以葡萄糖为碳源，底物消耗速率快，发酵周期短，但油脂脂肪酸中的DHA等多不饱和脂肪酸含量偏低，而以甘油为碳源油脂脂肪酸中的DHA等多不饱和脂肪酸含量较高，但底物消耗速率相对较慢，发酵周期长。本发明系统研究了葡萄糖和甘油两种碳源对裂殖壶菌发酵生产DHA油脂的影响。研究发现葡萄糖和甘油按比例混合作为发酵原料，两种碳源消耗会相互抑制，发酵周期比单独甘油原料还长；如果先用葡萄糖培养菌体，当葡萄糖耗尽后再补加甘油，发酵周期也比单独使用甘油原料长。对甘油补加时机的研究发现当发酵液中的葡萄糖浓度为5-10g/L时补加甘油可以获得最佳效果。基于上述研究成果，从而完成本发明。

具体的，本发明的技术方案如下：

首先，本发明提供一种裂殖壶菌高产二十二碳六烯酸(DHA)发酵方法，所述发酵方法包括：采用葡萄糖和甘油两种碳源分段发酵方法对裂殖壶菌进行发酵培养；具体的，先用葡萄糖为碳源对裂殖壶菌进行培养，当葡萄糖浓度降至5-10g/L时补加甘油。