利用微藻生产单不饱和脂肪酸——棕榈油酸

正棕榈油酸(C16:1Δ9)具有重要的营养和医药价值,进行相应产品的开发已是势在必行。目前棕榈油酸主要来源于生物合成。大田栽培的普通油料作物中棕榈油酸含量很低,而棕榈油酸含量高的野生植物存在资源少的问题,因此利用棕榈油酸含量高且能够规模培养的微藻来进行棕榈油酸的生产已成为生物技术和可再生资源研究的一个热点领域。文章介绍了棕榈油酸的原料来源,并结合笔者实验室对黄丝藻棕榈油酸的研究,综述了微藻棕榈油酸的优势及其合成途径,最后初步展望了微藻棕榈油酸研究的发展方向。     

花椒籽油的提取和组分分析

选用石油醚、无水乙醇、正己烷三种溶剂对花椒籽油进行索氏提取,结果青花椒籽油的得率分别为:5.34%、5.49%、4.80%;红花椒籽油的得率分别为:18.69%、24.41%、17.20%;红花椒籽油得率是青花椒籽油得率的3~4倍。花椒籽油经皂化后采用气相色谱-质谱联用法(GC-MS)分析不同溶剂提取的花椒籽油脂肪酸组分,并用峰面积归一化法测定各种组分相对含量。结果鉴定的主要组分为棕榈酸、棕榈油酸、油酸和亚油酸,这四种组分占95%以上;青花椒籽油中不饱和脂肪酸含量在83.43%以上;其中棕榈油酸占60%以上,油酸占20%左右,亚油酸占5%左右。红花椒籽油中不饱和脂肪酸含量在69%以下;其中棕榈油酸占12%余,油酸占40%左右,亚油酸占10%左右。而红花椒籽油中棕榈酸含量在30%左右,约是青花椒籽油中棕榈酸含量(11%左右)的3倍。     

酿酒酵母脂酰-?9脱氢酶亚细胞定位表达及其对烟草脂肪酸合成的影响

以烟草Nicotiana tabacum L.为宿主植物,分别在细胞质内质网和质体内定位表达酿酒酵母Saccharomyees cerevisiae脂酰-CoA-Δ9脱氢酶(ScΔ9D),以期提高植物组织中棕榈油酸(16∶1Δ9)的积累量和分析该酶不同亚细胞定位表达对油脂代谢的影响。与野生型和空载体(对照)植物相比,转基因烟草植株叶片中单不饱和的棕榈油酸及顺式十八碳烯酸(18∶1Δ11)含量明显提高,而饱和的棕榈酸(16∶0)含量相应减少,多不饱和的亚油酸(18∶2Δ9,12)和亚麻酸(18∶3Δ9,12,15)含量亦降低。ScΔ9D质体定位表达烟叶中棕榈油酸及顺式十八碳烯酸含量分别是ScΔ9D细胞质内质网定位表达烟叶的2.7和1.9倍。这表明酵母脂酰-Δ9脱氢酶能在高等植物细胞中正确催化棕榈酸(16∶0)转化为棕榈油酸(16∶1Δ9),而且在质体内表达的效应显著高于在细胞质内质网上的效应。新建立了一种应用脂酰-CoA-Δ9脱氢酶代谢工程培育植物组织高水平合成积累棕榈油酸等ω-7脂肪酸的策略,有助于在生物量大的烟叶等营养器官中组装ω-7脂肪酸合成途径以生产优质生物燃油。     

酿酒酵母脂酰-△9脱氢酶亚细胞定位表达及其对烟草脂肪酸合成的影响

以烟草Nicotiana tabacum L.为宿主植物,分别在细胞质内质网和质体内定位表达酿酒酵母Saccharom,ees cerevisiae脂酰-CoA-△9脱氢酶(Sc△9D),以期提高植物组织中棕榈油酸(16∶1△9)的积累量和分析该酶不同亚细胞定位表达对油脂代谢的影响.与野生型和空载体(对照)植物相比,转基因烟草植株叶片中单不饱和的棕榈油酸及顺式十八碳烯酸(18∶1△11)含量明显提高,而饱和的棕榈酸(16∶0)含量相应减少,多不饱和的亚油酸(18∶2△9,12)和亚麻酸(18∶3△9,12,15)含量亦降低.Sc△9D质体定位表达烟叶中棕榈油酸及顺式十八碳烯酸含量分别是Sc△9D细胞质内质网定位表达烟叶的2.7和1.9倍.这表明酵母脂酰-△9脱氢酶能在高等植物细胞中正确催化棕榈酸(16∶0)转化为棕榈油酸(16∶1△9),而且在质体内表达的效应显著高于在细胞质内质网上的效应.新建立了一种应用脂酰-CoA-△9脱氢酶代谢工程培育植物组织高水平合成积累棕榈油酸等ω-7脂肪酸的策略,有助于在生物量大的烟叶等营养器官中组装ω-7脂肪酸合成途径以生产优质生物燃油.     

外源脂肪酸对酒精诱导自絮凝颗粒酵母细胞膜磷脂脂肪酸组成变化的影响

实验将自絮凝颗粒酵母培养于同时添加脂肪酸 (0.6mmol/L)和酒精 (6 %～ 9% ,V/V)条件下以考察其细胞膜磷脂脂肪酸组成的变化。与单独添加棕榈酸相比 ,同时添加酒精引起细胞膜磷脂棕榈酸含量明显增加 ,伴随 9十四碳烯酸、棕榈油酸和油酸含量明显减少 ;与单独添加亚油酸相比 ,同时添加酒精未引起细胞膜磷脂亚油酸含量明显变化 ,但引起油酸含量明显增加 ,伴随 9 十四碳烯酸、棕榈油酸和棕榈酸含量减少 ;与单独添加亚麻酸相比 ,同时添加酒精引起细胞膜磷脂亚麻酸含量减少 ,伴随油酸含量显著增加 ,同时 9 十四碳烯酸、棕榈油酸和棕榈酸含量减少。存活率实验证实 ,上述变化是菌体对酒精刺激的适应性响应 ,因为 ,与培养于仅添加脂肪酸条件下的菌体相比 ,培养于同时添加酒精条件下的菌体耐酒精能力明显提高。研究表明 ,棕榈酸和油酸都可通过加强细胞膜渗透屏障而提高菌体的耐酒精能力 ,这是饱和脂肪酸 (SFA)与不饱和脂肪酸 (UFA)可提高同一菌株耐酒精能力的新的实验现象 ,揭示UFA与SFA在影响酵母菌耐酒精能力的机制上存在共同的作用方式     

油茶CoSAD基因载体的构建、鉴定及功能分析

为揭示油茶( Camellia oleifera Abel)硬脂酰-ACP脱饱和酶( SAD)基因(即CoSAD基因)的功能,构建了该基因的原核表达载体pET28b-CoSAD、植物表达载体pBI121-CoSAD和RNA干扰载体pBI121-CoSAD RNAi,并采用PCR扩增及双酶切方法对3类载体进行鉴定;在此基础上,对原核表达载体中的CoSAD基因进行诱导表达分析,并对pBI121-CoSAD转化的拟南芥〔Arabidopsis thaliana ( Linn.) Heynh.〕sad突变体植株和pBI121-CoSAD RNAi转化的拟南芥野生型植株进行转基因鉴定和主要脂肪酸成分含量分析。 PCR扩增和双酶切结果显示：从 pET28b-CoSAD、pBI121-CoSAD和pBI121-CoSAD RNAi 载体的阳性克隆中均可获得目的条带,表明这3类载体均构建成功;用1 mmol·L-1 IPTG分别诱导0.5、1.0、2.0、3.0、4.0和5.0 h,CoSAD基因均能够在pET28b-CoSAD转化的大肠杆菌BL21感受态细胞中正常表达,能够获得与预测结果相符的相对分子质量约47000的特异目的蛋白条带,且蛋白活性随诱导时间的延长而升高。从pBI121-CoSAD转化的拟南芥突变体植株和pBI121-CoSAD RNAi转化的拟南芥野生型植株中也均可扩增出目的条带。 GC-MS分析结果显示：与拟南芥野生型植株相比,其突变体植株的硬脂酸和棕榈酸含量较高、油酸和棕榈油酸含量较低;但突变体植株经pBI121-CoSAD转化后,硬脂酸和棕榈酸含量降低而油酸和棕榈油酸含量提高;野生型植株经过pBI121-CoSAD RNAi转化后,硬脂酸和棕榈酸含量提高、油酸和棕榈油酸含量降低,表明pBI121-CoSAD转化能够促进拟南芥sad突变体植株体内饱和脂肪酸向不饱和脂肪酸转化,而pBI121-CoSAD RNAi转化对拟南芥SAD基因的表达有明显的抑制作用,这2种重组质粒均可影响拟南芥植株的脂肪酸含量。研究结果表明：油茶CoSAD基因具有调控饱和脂肪酸(硬脂酸和棕榈酸)向不饱和脂肪酸(油酸和棕榈油酸)转化的功能,对茶油的脂肪酸组成具有关键的调控作用。     

絮凝特性对自絮凝颗粒酵母耐酒精能力的影响及作用机制

首次报道絮凝特性提高酵母菌耐酒精能力的现象及其机制。融合株SPSC与其两亲本粟酒裂殖酵母变异株和酿酒酵母变异株于 30℃经 18% (V/V)酒精冲击 7h的存活率分别为 52%、37%和 9%。细胞膜磷脂脂肪酸组成分析表明 ,两絮凝酵母 (融合株SPSC和粟酒裂殖酵母变异株 )的棕榈酸含量均约为非絮凝酵母 (酿酒酵母变异株 )的两倍 ,而棕榈油酸和油酸的含量明显低于后者。研究表明 ,当两絮凝酵母在培养中由于柠檬酸钠的作用 (抑制絮凝体的形成 )而以游离细胞生长存在时 ,其细胞膜磷脂棕榈酸含量显著下降 ,而棕榈油酸和油酸的含量明显增加 ,结果细胞膜磷脂脂肪酸组成特点与酿酒酵母变异株相似 ;而且实验表明 ,絮凝特性的消失伴随菌体耐酒精能力的急剧下降 ,变得与酿酒酵母变异株的水平相当。这些结果提示两絮凝酵母具有较强的耐酒精能力与其细胞膜磷脂脂肪酸组成中含有更高比例的棕榈酸有关。     

Candidasp．99-125脂肪酶催化猪油酸解合成1，3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯

人乳脂是一种在甘油骨架Sn-2位上富含棕榈酸（C16：0）的结构酯。经分析可知,猪油中棕榈酸主要分布在甘油酯的Sn-2位,可作为制备1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯（OPO）的原料。以Candidasp．99—125脂肪酶作催化剂,以猪油和油酸为原料,通过正交试验对无溶剂体系中酸解合成OPO的工艺条件进行研究,得到最适反应条件：猪油与油酸的质量比为1：2．0,酶用量为总底物质量的10％,反应温度40℃,反应时间4h。在该反应条件下,经酸解合成的产物三甘酯中,Sn-2C16：0的含量大于70％,占总脂肪酸中棕榈酸含量的93％以上,并合有43％以上的OPO。     

产棕榈油酸酵母菌的分离和鉴定

1992年分离到一株高产棕榈油酸的酵母菌。该菌株产油脂量为菌体干重的32.06％,棕榈油酸占油脂总量的52.14％,经初步鉴定认为是一株酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae。     

不同品种亚麻籽粒中主要脂肪酸含量的变化

不同亚麻品种‘陇亚7号’、‘82（50）’、‘匈牙利3号’和‘范昵’籽粒中亚麻酸含量最高,其次是油酸、亚油酸和硬脂酸,棕榈酸含量最低。棕榈酸和亚油酸在籽粒发育成熟的初期增长速度较快,含量较高,但随着籽粒逐渐发育成熟而下降,硬脂酸也如此,后者下降幅度较小。油酸和亚麻酸含量随着籽粒发育成熟进程而渐增,油酸含量增加幅度较小。不同品种的籽粒完全成熟时,棕榈酸、硬脂酸、亚油酸和亚麻酸含量有异,同一基因型的亚麻籽粒完全成熟时,开花晚的油酸含量较低,而亚麻酸含量较高。     

人乳脂替代品1,3-二油酸-2-棕榈酸三甘酯的研究进展

1,3-二油酸-2-棕榈酸三甘酯是一种重要的人乳脂替代品,其脂肪酸组成及脂肪酸在甘油三酯中的位置分布均与天然母乳脂非常相似,将其添加到婴幼儿奶粉中,可确保为婴儿提供接近母乳的甘油三酯营养供应。因此,采用绿色酶催化技术开发1,3-二油酸-2-棕榈酸三甘酯有着非常广阔的前景。概述了1,3-二油酸-2-棕榈酸三甘酯酶催化合成技术的研究进展,对合成工艺中的反应底物、酶、反应介质、反应类型以及催化反应中存在的问题进行了探讨。     

苹果种籽中脂肪酸组分分析

用气相色谱-质谱联用技术分析5个品种苹果籽中脂溶性成分的结果表明：苹果籽中脂溶性成分的提出率为26．6％;以亚油酸、油酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸为主,亚油酸和油酸含量最高。     

缅甸蟒脂肪酸分析

用气相色谱法测定了缅甸蟒油20种脂肪酸,其中不饱和脂肪酸含量达67.5%,多不饱和脂肪酸含量达10.3%.含量较高的脂肪酸有油酸、棕榈酸、亚油酸、棕榈油酸,特有脂肪酸DHA、α-亚麻酸,并且明显不同于其他蟒和蛇的脂肪酸含量.缅甸蟒油具有重要的药用和保健品开发利用价值.     

囊状黄丝藻在不同初始氮浓度条件下特殊的油脂积累规律

对不同初始氮浓度条件下囊状黄丝藻(Tribonema utriculosum SAG22.94)的生长状况、油脂含量和脂肪酸组成与含量进行研究。结果显示,囊状黄丝藻在氮浓度为3.0 mmol/L时,获得生物质浓度最高,为6.39 g/L;氮浓度为18.0 mmol/L时获得总脂和总脂肪酸含量最高,分别为细胞干重的44.62%和42.21%;上述3个指标单位体积的产率均在氮浓度3.0 mmol/L时达到最高值,分别为0.538、0.209和0.206 g·L~(-1)·d~(-1)。在4种初始氮浓度条件下,囊状黄丝藻油脂和脂肪酸含量可随着氮浓度增加而增加。脂肪酸含量分析结果显示,该藻的主要脂肪酸为豆蔻酸(C14∶0)、棕榈酸(C16∶0)、棕榈油酸(C16∶1ω7)、花生四烯酸(C20∶4ω6)和二十碳五烯酸(C20∶5ω3,EPA)。其中棕榈油酸含量最高,占总脂肪酸含量的36.53%~50.08%。研究结果表明囊状黄丝藻在不同初始氮浓度条件下具有特殊的油脂积累规律,是一株具有重要应用价值的产油丝状微藻。     

初始硝酸钠浓度对魏氏真眼点藻的生长、形态和油脂积累的影响

为了确定不同初始氮供应水平对产油微藻魏氏真眼点藻(Eustigmatos vischeri)生长、形态和油脂积累的影响, 本研究通过在改良的BG-11培养基中设置4种不同的初始硝酸钠浓度(17.6、11.7、5.9和3.0 mmol/L)对魏氏真眼点藻(E. vischeri)进行培养。观察结果表明, 魏氏真眼点藻(E. vischeri)的营养细胞为一具裂叶状叶绿体、细胞质中有一红色素体和许多振动颗粒及光滑细胞壁的球形单细胞; 细胞繁殖方式主要是形成二分裂和四分裂的似亲孢子。在低氮条件下, 随着培养时间的延长, 细胞内油体逐步形成, 至培养末期占据细胞的大部分空间, 同时培养物的颜色也由绿色向黄绿色转变, 最终呈橙黄色。实验结果表明, 魏氏真眼点藻(E. vischeri)生物质浓度在17.6 mmol/L组获得最大值为9.14 g/L; 总脂、中性脂和总脂肪酸三者占干重的含量随着初始硝酸钠浓度的降低而升高, 在3.0 mmol/L组获得最高值, 分别为60.81%、56.59%和53.47%; 三者的单位体积产率均在5.9 mmol/L组获得最高值, 分别为0.24、0.21和0.20 g/(Ld); 主要脂肪酸组成为棕榈酸(C16:0)、棕榈油酸(C16:1)、油酸(C18:1)和二十碳五烯酸(C20:53, EPA), 其中棕榈油酸的含量最高。上述研究表明, 魏氏真眼点藻(E. vischeri)是一株适合于生产生物柴油和长链不饱和脂肪酸EPA的高产油微藻。       

乌桕梓油和桕脂的脂肪酸组成研究

运用色谱-质谱分析方法,鉴定乌桕梓油和桕脂的脂肪酸成分.分析结果,野生乌桕和栽培乌桕在脂肪酸组成上相同;梓油除了含常见的亚麻酸、亚油酸、油酸、棕榈酸和硬脂酸之外,还含有不常见的2,4-癸二烯酸和8-羟基-5,6-辛二烯酸;桕脂含棕榈酸、油酸、硬脂酸和亚油酸.两者的主要差异在于蜡质层厚度和核的大小及其油脂含量的不同.     

大型海藻龙须菜的化学成分研究

从大型海藻龙须菜(Gracilaria lemaneiformis(Bory)Daws)中分离获得了9个化合物.通过波谱分析,分别鉴定为(2S)-1-O-棕榈酸-3-O-β-d-吡喃半乳糖甘油酯(1)、(2S)-1-O-棕榈酸-2-O-棕榈油酸-3-O-β-d-吡喃半乳糖甘油酯(2)、(2S)-1-O-棕榈酸-2-O-...     

不同含水量大葱种子贮藏后的脂肪代谢研究

将大葱种子干燥成1．8％-10．5％的不同含水量后。在50℃、35℃、20℃和-18℃条件下密闭贮存16个月。通过对棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸含量的研究,结果表明,随着贮存温度的升高,种子中棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸含量不断升高,但在20℃和-18℃的差异不明显。在50℃下含水量为1．8％～6．6％的种子。5种脂肪酸含量明显大于含水量为7．4％-10.5％的种子。     

乌桕梓油和桕脂的脂肪酸组成研究

运用色谱-质谱分析方法,鉴定乌桕梓油和桕脂的脂肪酸成分.分析结果,野生乌桕和栽培乌桕在脂肪酸组成上相同;梓油除了含常见的亚麻酸、亚油酸、油酸、棕榈酸和硬脂酸之外,还含有不常见的2,4-癸二烯酸和8-羟基-5,6-辛二烯酸;桕脂含棕榈酸、油酸、硬脂酸和亚油酸.两者的主要差异在于蜡质层厚度和核的大小及其油脂含量的不同.     

高、低氮浓度对2株真眼点藻的生长和油脂积累的影响

【目的】研究氮浓度对真眼点藻纲(Eustigmatophyceae)的2株高产油微藻大真眼点藻(Eustigmatos magnus,EM)和波氏真眼点藻(Eustigmatos polyphem,EP)的细胞形态、生长、总脂含量、脂质组成和脂肪酸组成与含量的时序变化规律。【方法】利用高氮(18.0 mmol/L NO3?-N)和低氮(3.6 mmol/L NO3?-N)浓度培养微藻。【结果】形态观察结果表明,大真眼点藻(E. magnus)和波氏真眼点藻(E. polyphem)营养细胞具有1个周生的裂叶状叶绿体,细胞质中有液泡,内含能够振动的颗粒物,以及一个较为明显的红色色素体;生殖方式通过形成2个D形或4个四角形的似亲孢子;随着培养周期的延伸和营养盐的消耗,细胞中油体逐步形成,其数量不断增加,体积不断增大。实验结果表明,初始氮浓度对2种微藻的总脂积累及生长均有显著影响(P<0.05),低氮浓度下2种微藻的生物质浓度分别为9.0 g/L和8.5 g/L,均低于高氮浓度下的生物质浓度。而低氮浓度下2种微藻的总脂、中性脂和总脂肪酸的含量以及总脂、中性脂与总脂肪酸的单位体积产率均明显高于高氮浓度组,其最高值分别为：59.10%、51.90%、46.95%和0.28、0.24、0.22 g/(L·d) (EM);64.20%、56.80%、50.01%和0.32、0.28、0.25 g/(L·d) (EP)。脂肪酸分析结果表明,两种微藻的脂肪酸主要成分均为棕榈酸(C16:0)、棕榈油酸(C16:1)、油酸(C18:1)和二十碳五烯酸(C20:5,EPA),四者的总含量(占总脂肪酸)分别达到85.83%和85.48%,其中棕榈油酸的含量最高。【结论】低氮浓度胁迫有利于大真眼点藻和波氏真眼点藻细胞内油脂的积累,两种微藻均为适合于生产生物柴油的油脂生产藻株。