高山被孢霉产花生四烯酸发酵条件的研究

通过一株高山被孢霉M_(20)(Mortierella alpina)产花生四烯酸的摇瓶发酵研究,确定了其最佳发酵培养基组成及最适摇瓶发酵工艺条件。摇瓶实验确定的最佳培养基组成为(g/L):玉米粉水解液葡萄糖150,酵母粉15,KH_2PO_4 3.0,NaNO_3 3.0,MgSO_4·7H_2O 0.5。最佳发酵工艺条件为:初始pH6.5,装液量为50ml/500ml摇瓶,摇床转速150r/min,温度在菌体生长前三天控制在25℃培养,以后调至20℃培养。在此条件下,发酵培养被孢霉的生物量、菌体总油脂及花生四烯酸分别高达35.5g/L、13.2g/L及2.2g/L,在15L及1000L自动机械搅拌罐进行发酵试验,AA产量分别高达1.86g/L及1.70g/L。     

高山被孢霉发酵生产花生四烯酸的宏观形态

采用图像处理技术对高山被孢霉(Mortierella alpina)发酵过程中的不同形态进行分析,并对其产花生四烯酸(ARA)能力进行了比较。研究发现:复合N源中蛋白胨与酵母粉比例是影响高山被孢霉宏观形态的重要因素,球形形态生长的菌体中ARA产量较分散,菌丝体中ARA产量高;在球形形态中,空心球的菌体生物量低,ARA比例低,蓬松球可以兼顾菌体高生物量、高油脂比例及高ARA比例。产ARA能力由生物量、油脂比例及油脂中ARA比例共同决定。结果表明:直径大约4 mm、成核区域面积大约为43.6%、紧密度为71.36的蓬松球形态,是高山被孢霉一种相对较佳的发酵形态,其菌体产ARA能力分别是空心球和分散丝状菌体产ARA能力的2.01和2.70倍。     

KLa对高山被孢霉产花生四烯酸的影响

研究了体积溶氧系数(K1a)对被孢霉产生四烯酸的影响。结果表明在摇瓶水平放大培养中,K1a、被孢霉生长、花生四烯酸（AA）产量均降低。利用0.3％Tween20作为氧载体提高各级的K1a,可以较大幅度提高AA产量。     

高山被孢霉三阶段培养法生产花生四烯酸油脂

为提高高山被孢霉（Mortierella alpina）生物合成花生四烯酸油脂的生产效率,基于花生四烯酸油脂的积累机制,建立了一种三阶段培养法：第一阶段在全培养基中培养促进菌体生物量的快速积累,确定了60 g/L糖初始质量浓度时,最有利于生物量的快速积累;第二阶段在C源丰富而其他营养缺乏的条件下培养,促进油脂快速积累,对糖最佳初始浓度、接种时间、pH和培养时间进行了优化;第三阶段培养诱导油脂中花生四烯酸的高效积累,并确定此阶段培养时间为36 h时为最佳时间。实验结果表明：三阶段培养工艺条件下,菌体生物量、油脂量、花生四烯酸量分别为41.6、26.6和11.4 g/L,本研究相比传统分批发酵工艺在产率和花生四烯酸最终产量方面都有了显著提高。     

高山被孢霉产花生四烯酸及其遗传改造的研究进展

花生四烯酸作为一种重要的多价不饱和脂肪酸,因其具有多种生理功能而被认为是潜在的食品添加剂和药物。近年来,利用高山被孢霉合成花生四烯酸已成为研究热点。前期相关研究主要集中在菌种选育及发酵调控方面。随着研究的不断深入,关于高山被孢霉合成花生四烯酸的代谢途径的研究取得了较大进展。以下简要概述前期工作进展,着重论述花生四烯酸合成途径的关键酶及其高山被孢霉的遗传改造的研究情况,包括生物合成花生四烯酸代谢途径、关键酶及其应用、高山被孢霉的遗传操作系统的构建以及遗传改造的应用,并对其研究前景进行了展望。     

产花生四烯酸油脂高山被孢霉干法造粒提油及菌粕的重复利用

对高产花生四烯酸油脂高山被孢霉干法造粒提油工艺中3个参数及菌粕重复利用进行研究。设计三因素四水平L16(43)正交试验,考察造粒直径、正己烷与菌粕的比例、萃取时间对提油效率及正己烷回收率的影响。结果表明:当含水率20%~25%、造粒直径1.2mm、正己烷的体积与颗粒的质量比20∶1L/g、萃取时间5h时,每克干菌体油脂得率0.5594g,正己烷的回收率达90%。与均质湿法提油相比,分别提高了17.35%和83.67%。用碱性蛋白酶及复合酶(纤维素酶、果胶酶和碱性蛋白酶)处理菌粕,以50%替代氮源(酵母膏)添加到培养基中,发酵周期分别为10d和7d。此时,生物量、油脂产量、花生四烯酸产量都达到了最大值,分别为30.33g/L、16.25g/L、8.59g/L(碱性蛋白酶处理);29.77g/L、16.89g/L、7.12g/L(复合酶处理)。其中,复合酶处理菌粕的生产强度可达4.253g/(L·d)、2.413g/(L·d)和1.017g/(L·d),与碱性蛋白酶处理相比,其生产强度分别提高了40.22%、48.49%和18.39%。干法造粒提油是有效的,且酶法处理菌粕的方法有应用前景。     

YAG激光照射对高山被孢霉花生四烯酸产量的影响

花生四烯酸产生菌高山被孢霉的孢子在时间为8min,距离为10cm的YAG激光剂量照射下,其致死率为75％－80％,以该剂量反复进行照射及菌种筛选,得到其最高生物量28.6g/L,油脂11.04g/L,3.10g/L的突变株T105,比对照菌株的AA产量及油脂量分别提高了2．95倍和1．71倍。通过对突变株T105的形态,代谢情况以及继代稳定性进行分析,认为YAG激光诱变育种是获得茶花生四烯酸高产菌株的有效方法。     

谷氨酸对花生四烯酸产生菌被孢霉发酵的影响

研究了不同浓度谷氨酸对被孢霉生产花生四烯酸的影响,发现当加入谷氨酸浓度为0.8g/L时总油脂和花生四烯酸产量达最高,选择0.8g/L谷氨酸进行花生四烯酸产生菌被孢霉发酵动力学研究的结果表明,在培养基中加入0.8g/L谷氨酸可以明显促进被孢霉的生长,加速基质代谢,提高单位被孢霉中的油脂和花生四烯酸产量,尤其在发酵第7d时生物量、油脂和花生四烯酸产量达到最大,分别为24.43、9.21、1.41g/L,分别是对照组第7d所得的1.13、1.15和1.69倍。     

花生四烯酸产生菌高山被孢霉的高糖驯化研究

【目的】提高花生四烯酸(Arachidonic acid,ARA)产量,克服ARA产生菌高山被孢霉(Mortierella alpina)在长期的保存及使用过程中易受到外界条件影响发生退化,从而导致菌种耗糖量降低、影响菌种摄入营养的能力和不利于工业化生产的缺点。【方法】首先采用固体培养基驯化,将菌种逐级涂布于梯度高糖PDA平板(含糖量分别为2%、5%、7%、10%和15%)培养,挑选经固体驯化后能耐受10%高糖浓度平板的菌种,转接到两种含不同氮源的梯度高糖(含糖量分别为3%、4%、5%和6%)液体培养基中进行驯化,最后对驯化后的菌种进行2 L发酵罐放大实验。【结果】当培养基中以酵母粉为氮源时,驯化后菌体的最高耗糖量由3 g/(L.d)提高到12 g/(L.d);当培养基中以玉米浆为氮源时,驯化后菌体的最高耗糖量由7 g/(L.d)提高到12 g/(L.d)。摇瓶驯化实验结果表明以玉米浆为氮源驯化的菌种发酵效果较好,发酵罐实验结果显示菌体生物量为50 g/L,总油脂为18 g/L,目的产物ARA产量为8 g/L。相比未驯化之前的发酵结果,生物量和总油脂含量提高了近3倍,ARA产量提高了近4倍。【结论】经过高糖驯化,菌种的耗糖能力得到提高,生物量、总油脂及ARA的产量也都有所增加,从而可以使菌种在保存和使用过程中不易退化,保持稳定。     

毛霉菌油对被孢霉产花生四烯酸的影响

研究了不同浓度毛霉菌油对被孢霉产花生四烯酸（AA）的影响,发现0.3%毛霉菌油可以显著提高花生四烯酸产量,并研究了0.3%毛霉菌油在整个发酵过程中对被孢霉产花生四烯酸的影响。结果表明,毛霉菌油对被孢霉生长和油脂产量基本上没有影响,毛霉菌油可以提高被孢霉的AA产量,主要是因为其能提高AA在油脂中的含量。     

长孢被孢霉利用淀粉质原料发酵产微生物油脂

通过研究长孢被孢霉(Mortierella elongate)的发酵过程,并采用摇瓶分批补料发酵模式考察了起始补料时间及补料基质对长孢被孢霉合成微生物油脂的影响。结果发现该菌株合成油脂主要在发酵48~96 h进行,且N源对菌株的生长有促进作用,采用限氮补料发酵可大幅度提高微生物油脂的产量。最适培养条件:可溶性淀粉20 g/L,玉米浆3 g/L,补料起始时间为发酵48 h,单次补加可溶性淀粉4 g。在此条件下,油脂产量较不补料时增加了521.74 mg,增长率为237.1%。     

高山被孢霉的红四氮唑染色程度与菌体油脂中花生四烯酸含量的关系

研究了高山被孢霉菌体被红四氮唑(TTC)染色的条件,并探讨了染色程度与菌体油脂中花生四烯酸含量的关系．高山被孢霉的种子菌体被TTC染色的程度随种龄增加而增加,而种子中的油脂含量和油脂中的花生四烯酸含量也都随种龄增加而增加．在发酵过程中,菌体被TTC染色的程度和菌体中的油脂含量以及油脂中的花生四烯酸含量随培养时间增加而增加．三株具有相似油脂含量、不同花生四烯酸含量的高山被孢霉以及一株不产花生四烯酸的鲁氏毛霉的染色结果显示菌体被红四氮唑染色的程度与菌体油脂中的花生四烯酸含量具有正相关性．该发现有助于花生四烯酸高产菌的快速筛选．     

被孢霉生物合成花生四烯酸的初步研究

花生四烯酸不仅是细胞膜的重要成分,在维持细胞膜的结构与功能上发挥重要作用,而且是人体前列腺素合成的前体物质,对人体生理功能具有重要的调节作用。近年来研究发现,花生四烯酸在保护皮肤、降低胆固醇、抑制血小板聚集、提高免疫能力、促进胎儿发育等方面具有独特的...     

被孢霉菌发酵产生花生四烯酸的研究

研究了温度、培养基初始pH、碳源、氮源对被孢霉(Mortierella sp.)产生花生四烯酸的影响。正交试验结果表明,Mortierella sp.M10最佳培养基组成为(g/L):葡萄糖100,酵母膏10,KNO_3 4.0,KH_2PO_4 2.0,CaCl_2·2H_2O 0.1,MgSO_4·7H_2O 0.5,FeCl_3·6H_2O0.015,ZnSO_4·7H_2O 0.0075,CuSO_4·5H_2O 0.0005。采用最佳培养基及发酵条件,细胞干重和花生四烯酸产量分别为33.51g/L和0.827g/L。同时对摇瓶发酵过程进行了分析。     

通气量对气升式反应器培养高山被孢霉生产花生四烯酸的影响

高山被孢霉具有很强的积累花生四烯酸(ARA)的能力,通过对30 L气升式反应器发酵过程的通气量进行调控,结果发现:通气量对高山被孢霉菌体生长、形态及ARA合成具有显著影响。中等大小的球形菌丝形态有利于菌体持续生长和油脂积累,ARA占总油脂的含量最高,而羽状菌丝形态菌体中总油脂含量和ARA含量均小于球形菌丝形态菌体中的含量。通气量为1.0 vvm(1 vvm为每分钟通气量与罐体实际料液体积之比)时有利于菌体保持良好形态和生长,通气量为1.4 vvm有利于发酵对数期后(72~168 h)ARA的积累。提出一种两阶段通气量控制策略,在气升式发酵罐中高山被孢霉的菌丝形态得到显著改善,ARA产量达到4.72 g/L,比对照提高了40.1%。     

紫外线诱变深黄被孢霉选育花生四烯酸高产菌株

为获得生长活力较强, 产花生四烯酸能力强的菌株, 以微生物油脂产量和花生四烯酸产量为评价指标, 采用2轮紫外线诱变的方法, 利用单因素试验确定紫外线照射时间, 并采用气相色谱分析花生四烯酸含量。试验结果表明: 紫外灯功率20 W, 照射距离30 cm, 照射时间80 s, 其致死率为76.4%。经过诱变及菌种筛选, 获得1株高产菌株Z80s2-109, 其总油脂含量为16 g/L, 花生四烯酸产量为2.34 g/L, 花生四烯酸产量比原始对照菌株提高377%, 并且遗传性能稳定。     

深黄被孢霉利用不同碳源产油脂比较

本研究主要探讨深黄被孢霉M2菌株对生物质全糖的利用,考察其碳源同化能力、不同碳源下产脂情况以及对玉米皮渣的利用能力。研究结果表明,M2菌株能够利用葡萄糖、木糖、阿拉伯糖和甘露糖进行生长和油脂积累。M2菌株以6%糖浓度的玉米皮渣水解液为底物发酵培养,油脂微生物生物量达18.2g/L,干菌体油脂含量45.7%,单位体积发酵液油脂产量为8.3g/L。     

深黄被孢霉高产花生四烯酸菌株的紫外诱变原生质体育种

【目的】为了获得一株生长活力较强, 产花生四烯酸能力强的菌株。【方法】我们以干菌重、微生物油脂产量和花生四烯酸产量为评价指标,采用紫外线诱变原生质体的方法。我们利用单因素实验确定了紫外线诱变剂量, 并采用气相色谱分析了花生四烯酸含量。【结果】试验结果表明：紫外灯功率20 W,照射距离30 cm,照射时间40 s,其致死率为79.5 %。【结论】经过诱变及菌种筛选所获得高产菌株YZ-124的生物量为36.5 g/L,微生物油脂含量为19.2 g/L,花生四烯酸含量为4.72 g/L,花生四烯酸产量比出发菌株AS3.3410提高576 ％,并且遗传性能稳定。