高密度培养裂殖壶菌生产DHA

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二十二碳六烯酸(DHA)是一种极其重要的ω-3系列高度不饱和脂肪酸,具有促进婴幼儿脑部发育、保护视力、提高机体免疫能力等重要生理功能。商业鱼油因DHA含量较低、有鱼腥味等诸多不利因素,难以满足市场需求,因此寻找微生物来源的DHA就显得日益迫切。本研究从浙江温州地区红树林中筛选得到一株产DHA真菌WZ-3,并通过18S rDNA鉴定为Schizochytrium sp.,经测定,Schizochytrium sp.油脂中几乎不含有EPA,是婴幼儿和孕期妇女比较理想的DHA来源。通过单因素实验对影响Schizochytrium sp.生长、油脂以及DHA积累的主要因素进行了选择,结果表明:葡萄糖、酵母粉分别是Schizochytrium sp.产DHA的最适碳源和氮源,最适摇瓶生长条件为:温度25℃、装液量100 ml/500 ml、初始pH6.0、种龄48h、接种量4%-6%、培养基盐度为自然海水的一半。采用Box-Behnken实验设计和响应面分析方法对Schizochytrium sp.发酵产DHA复合氮源培养基进行了优化,得到最佳培养基配方为:葡萄糖126 g·L-1、酵母粉10 g·L-1、玉米浆2 g·L-1、大豆蛋白胨5 g·L-1以及0.5倍自然海水。采用优化后的培养基及培养条件,发酵120 h菌体生物量干重最大可达42.9 g·L-1,油脂34.1 g·L-1,DHA13.8 g·L-1。以合成培养基为基础,对B族维生素对Schizochytrium sp.油脂积累的影响进行了考察,发现:除维生素B2对菌体油脂有一定的抑制作用以外,其余考察维生素对Schizochytrium sp.油脂积累都有不同程度的促进作用,其中生物素、硫辛酸、叶酸对油脂有比较好的促进作用。正交实验优化得到最佳维生素组合为:维生素B1 5 mg·L-1、维生素B1214 mg·L-1、生物素6 mg·L-1、硫辛酸30 mg·L-1、叶酸40 mg·L-1。通过单一缺失实验设计对合成培养基中氨基酸氮源进行了考察,从20种基本氨基酸中挑选出10种Schizochytrium sp.发酵生产DHA必需的氨基酸种类,通过测量发酵过程中必须氨基酸的消耗量以及均匀实验设计对这10种必需氨基酸的用量进行了合理的优化,由多元线性逐步回归所得方程获得发酵DHA的最佳氨基酸组合为:丙氨酸2.0 g·L-1、蛋氨酸1.2 g·L-1、半胱氨酸0.2 g·L-1、赖氨酸0.3 g·L-1、组氨酸1.3 g·L-1、谷氨酸1.4 g·L-1、谷氨酰胺1.4 g·L-1、异亮氨酸1.3 g·L-1、苏氨酸1.0 g·L-1、色氨酸1.6 g·L-1
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