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分段控制溶氧提高裂殖壶菌生产DHA效率
为提高裂殖壶菌发酵生产DHA的水平,研究发酵溶氧水平对菌体生长,油脂含量及组成和DHA积累的影响,在摇瓶水平上,通过控制装液量和转速的相对定性的方法研究相对溶氧对裂殖壶菌发酵培养的影响,在此基础上,发酵罐中利用搅拌和通气控制溶氧对裂殖壶菌代谢进行调控.结果表明,在摇瓶发酵中,装液量为50 mL/250 mL时裂殖壶菌油脂含量、DHA产量及生物量均为较佳水准,分别为15.77,7.70,39.50 g/L.当溶氧水平太高或者太低的时候,对DHA的积累都会产生不利影响.转速为200 r/min时裂殖壶菌油脂含量、DHA产量及生物量为高,分别为15.68,7.49,38.66 g/L.在发酵罐发酵水平上考察相对低溶氧和相对高溶氧对裂殖壶菌发酵的影响,发现随着搅拌转速的提高,油脂积累量、DHA产量和菌体生物量均得到很大提高,但过高的转速(600 r/min)剪切力较大,不利于细胞积累.通过实验发现过高或过低的溶氧水平对DHA的积累会产生不利的影响,这与摇瓶培养裂殖壶菌所得结果相符,而分段控氧策略利于菌体生长和油脂积累,下一步将继续优化分段调控策略,对裂殖壶菌的工业化发酵生产DHA奠定理论与实践基础.
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裂殖壶菌产DHA摇瓶培养优化
在摇瓶条件下,利用SAS9.0.2软件中的响应面法对裂殖壶菌发酵生产DHA的培养基进行了优化.首先设计Plackett-Burman实验对影响裂殖壶菌(Schizochytrium sp.FJU-512)生产DHA的相关因素进行分析,结果表明,葡萄糖、甘油对DHA产量的影响极显著,(NH4)2SO4对DHA产量影响显著.采用Box-Behnken实验设计和响应面分析方法对Schizochytrium sp.FJU-512发酵产DHA复合碳氮源培养基进行了优化.实验优化确定佳产DHA培养基配方为(g/L):葡萄糖63.94,甘油74.90,(NH4)2SO4 0.24,酵母浸粉10.00,蛋白胨10.00,海水晶15.00,KH2PO4 3.5,MgSO43,维生素B10.005,维生素B12 0.005.在此优化条件下,Schizochytrium sp.FJU-512发酵得到DHA产量可达15.23g/L,较优化前的6.18 g/L,提高了2.46倍,由此可见,Schizochytrium sp.FJU-512具有很好的工业化潜力.实验结果证明用响应面设计方法寻求菌体积累DHA的佳培养基组分是可行的.
关键词： DHA 裂殖壶菌 Plackett-Burman设计 响应面 -
高密度流加放大培养Schizochytrium sp.FJU-512生产DHA
以提高裂殖壶菌生物量,油脂产量和DHA产量为目的,研究从15 L发酵罐到100 L发酵罐流加补料放大培养条件.根据单位体积液体中搅拌功率相同的准则,进行主要控制参数——搅拌转速的理论放大计算.由裂殖壶菌15 L发酵搅拌转速为220 ～ 465 r/min,通气量为1.0 ～ 2.0 L/L· min (vvm),确定了100 L发酵罐放大的理论转速为150 ～ 310 r/min,通气量为1.0～2.0 vvm.通过实验研究,成功实现了由15 L发酵罐至100 L发酵罐的裂殖壶菌放大培养,裂殖壶菌的生物量、油脂产量和DHA产量分别由原来的103.26,51.50g/L和19.44g/L增加到110.75、50.77和22.32 g/L.
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裂殖壶菌可溶性蛋白的提取及双向电泳方法的建立
裂殖壶菌Schizochytrium是目前用于商业化生产DHA的高产菌株之一.研究比对了多种裂殖壶菌可溶性蛋白的提取方法及纯化方式,并对IPG胶条的pH范围、胶条长度等双向电泳条件进行了优化.结果表明,裂殖壶菌可溶性蛋白的制备采用玻璃珠破碎结合TCA/丙酮沉淀的方法,并采用长度为24 cm,pH 3～10的IPG胶条进行等电聚焦效果佳.并利用此电泳体系初步分析了37℃高温培养对裂殖壶菌可溶性蛋白表达的影响.
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低温胁迫对裂殖壶菌DHA生物合成及SOD表达的影响
培养温度对裂殖壶菌产油脂中二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid,DHA)含量以及超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)表达水平均有重大影响.细胞干重测定和气相质谱联用法检测了不同温度下裂殖壶菌Schizochytium sp.FJU-512的生长和脂肪酸组成,荧光定量PCR法比较各温度下SOD mRNA表达量.结果表明,低温有利于DHA的合成,低温胁迫下SOD mRNA表达量高.探讨裂殖壶菌耐低温胁迫的机制可能是低温增加培养基中溶解氧水平,氧化应激造成SOD的高表达,加快活性氧自由基的清除,促进DHA等不饱和脂肪酸的积累,增强膜的流动性以适应低温环境.其次,从DHA高产菌株裂殖壶菌schizochy-trium sp.FJU-512 EST文库筛选出SOD基因,并应用生物信息学分析该氨基酸序列.
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裂殖壶菌SL1101的分离及其产DHA发酵工艺的优化
目的 从海南东寨港红树林腐败树叶上分离裂殖壶茵,并提高菌株SL1101的DHA产量.方法 采用松花粉垂钓法分离裂殖壶菌,对菌株SL1101发酵生产DHA的培养基组成与培养条件进行优化.结果 筛选得到40株裂殖壶茵,获得菌株SL1101发酵生产DHA的佳碳源、氮源、盐度、pH值及培养时间等参数.结论 优化条件下,茵体干重达到20.6 g· L-1,DHA产量为4.53 g·L-1,比优化前提高了2.79倍.
