γ-亚麻酸产生菌拉曼被孢霉培养基优化及发酵动力学分析

发布时间：2020-08-22 10:32

【摘要】：γ-亚麻酸(Gamma Linolenic Acid,GLA)是一种人体必需的多不饱和脂肪酸,广泛地被应用于食品、医药、保健品等行业。它具有定向杀死癌细胞、缓解骨质疏松、过敏性鼻炎以及心脏病等生理活性及功效。同时,它能够控制体内的代谢途径降低胆固醇的水平。目前,市面上出现的GLA产品主要来源于植物油脂,大部分来自月见草种子,然而植物来源的GLA产品不能满足市场需要。微生物发酵拥有一系列植物来源无法比拟的优点,具有很大的发展潜力。本文以拉曼被孢霉(Mortierella ramanniana)HLY0902为生产菌株,以代谢调控的角度,通过外源添加其在代谢过程中重要的中间代谢物,研究这些物质对GLA的合成影响。使用单因素实验方法,确定了对拉曼被孢霉产GLA有促进作用的营养成分的最佳浓度,分别是:乙酸4 mg/L,丙酮酸6 mg/L,草酰乙酸10 mg/L,苹果酸2 mg/L,谷氨酸2mg/L,琥珀酸2 mg/L,柠檬酸8 mg/L,维生素B1 2 mg/L,维生素B2 10 mg/L,维生素PP 4 mg/L,维生素B6 6 mg/L,维生素M 8 mg/L。其次,结合实验室的前期研究,利用Plackett-Burman实验设计对GLA积累有影响的16种营养物质进行筛选,结果表明:葡萄糖、酵母膏、KH_2PO_4、柠檬酸为发酵过程中的显著影响因素,接着以GLA产量为响应值,通过Box-Behnken实验设计和响应面分析得到影响GLA产量的二阶数学模型,优化得到四个显著因素的最佳水平。综合得到改良培养基配方:葡萄糖96 g/L,酵母膏10 g/L;KH_2PO_4 5 g/L,NaNO_3 3 g/L,MgSO_4 1 g/L,CuSO_4 0.1 mg/L,柠檬酸7 mg/L,ZnSO_4 20 mg/L,MnSO_4 0.5 mg/L,FeSO_4 40 mg/L,维生素B1 0 mg/L,维生素B2 10 mg/L;维生素PP 4 mg/L,维生素B6 4 mg/L,维生素M 10 mg/L,乙酸8mg/L。在优化条件下,GLA产量达到1323.6 mg/L,与优化前(1050.0 mg/L)相比,提升了20.67%。最后,对拉曼被孢霉HLY0902进行摇瓶发酵动力学研究,建立了菌体生长、油脂生成以及葡萄糖消耗的动力学模型。采用非线性拟合的方法结合实验结果对模型进行拟合。结果表明,模型拟合度较高,能够较好地描述产GLA菌株拉曼被孢霉HLY0902发酵过程中的代谢变化。
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ920.1
【图文】：

亚麻酸,化学结构式,功能性油脂

第1章绪论念的提出，人们开始追求健康的饮食生理功能，对人体一些营养素缺乏症和极防治作用，成为人们关注的焦点，(Polyunsaturated Fatty Acids, PUFAs)的智力及视网膜发育、成年人心脑血管传统基于动物组织或植物的提取法限足人们日益增长的巨大需要[3]，因此亟类功能性油脂。化性质 Linolenic Acid, GLA)，化学学名为：18:3Δ6,9,12，分子式为 C18H30O2，分子量，其分子结构如图 1-1 所示。

路径图,路径,脱氢酶,碳链

第 1 章绪论催化下，历经 7 次合成循环后，延伸生成 16 个碳原子的软脂酰-ACP，并进一步生成软脂酸（PalmiticAcid,PA,16:0），紧接着在酶的作用下经还原、脱水、再还原使碳链延长两个单位生成硬脂酸（Stearic Acid, SA, 18:0）。这两种脂肪酸均为饱和脂肪酸（Saturated FattyAcid, SFA），在 Δ9 脂肪脱氢酶的作用下，催化形成双键，生成油酸（OleicAcid,OA,18:1Δ9），通过这样的去饱和作用，这些前体物质结合特定催化位置的脱氢酶，生成不同系列的 PUFAs。GLA 是由 LA 在 Δ6 脱氢酶的去饱和作用下生成的，根据微生物细胞内存在的其它脂肪酶的种类及活性，GLA 会进一步进行转化。需要注意的是，在脂肪酸碳链的延长及去饱和的过程中，延伸系统使用的载体多以 CoA 结合或者 ACP（Acylcarrierportein, ACP）结合的形式进行转化的[72,73]。

一l乙酸对DCW、TL、TL心CW以及GLA的影响

【参考文献】