低能氮离子注入诱变选育高产DHA裂壶藻

为获得高产DHA的优良菌株,利用低能离子束生物技术对裂壶藻(Schizochytrium limacinum)ATCC20888进行诱变选育。以平板、试管培养、显微观察为初筛指标;以生物量、油脂产量、含油率、DHA产量为综合复筛指标。最终选育出一株高产突变株,命名为15k-160s-2-3,菌株生物量为47.66 g/L,油脂产量为14.42 g/L,DHA产量为5.48 g/L,相比于出发菌株DHA产量提高了近35%,经连续10代发酵培养,其遗传性能稳定,藻油脂肪酸组成简单,利于提纯,具有良好的商业前景。     

高产DHA裂壶藻突变株发酵条件的优化

为了进一步提高裂壶藻突变株的DHA产量，以经过⁶⁰Co-γ射线辐照诱变后所得高产DHA裂壶藻突变株1.6-7-1为研究对象，通过Plackett-Burman实验、最陡爬坡实验和响应面实验对其发酵培养基进行优化，同时通过发酵罐发酵培养研究不同溶氧水平对突变株代谢的影响。结果表明：葡萄糖、C₅H₈NNaO₄和NaCl添加量对该突变株产DHA具有显著影响，其最佳添加量分别为葡萄糖125.46 g/L、C₅H₈NNaO₄ 12.44 g/L、NaCl 4 g/L,在此条件下该突变株DHA产量达6.01 g/L,相较于原始菌株提升了49.88%;在高溶氧水平下，突变株生物量高但油脂产量和DHA产量较低，可能是因为细胞优先用营养物质进行自身的生长繁殖，而过低的溶氧水平会抑制能量代谢，减慢细胞繁殖速度。综上，优化发酵条件可以提高突变株DHA产量。     

高产二十二碳六烯酸隐甲藻的选育及其发酵条件研究

利用亚硝基胍对隐甲藻ATCC30556进行诱变处理,通过30℃高温培养初筛及摇瓶发酵复筛,得到二十二碳六烯酸(DHA)产量稳定提高的突变株LS1057,其DHA占总脂肪酸的含量从出发株的25.78%提高到32.02%。研究摇瓶发酵条件对突变株发酵的影响,结果表明：在初始pH6.5、温度26℃、转速150r/min的发酵条件下培养216h后,其生物量、总油脂产量及DHA产量分别达到14.06、3.14g/L和1.057g/L,分别比出发藻株提高了21.31%、69.73%和121.59%。     

裂殖壶菌补糖发酵研究

为了探索不同碳源浓度对裂殖壶菌(Schizochytrium)细胞营养生长和油脂积累的影响,对发酵调控进行研究,同时测定发酵液生物量、含油量、DHA含量和DHA产量。结果表明:发酵过程中通过补糖可以提高发酵液含油量和DHA产量,但糖浓度过高也会抑制发酵;当还原糖质量浓度调控在40 g/L左右时,生物量、含油量、DHA含量和DHA产量均达最高,分别为8.95 g/100 m L、22.42 g/L、41.71%、9.35 g/L,比对照组高出了76.18%、61.88%、4.3%、68.77%。     

利用酒糟处理液作为氮源培养裂殖壶菌生产DHA的发酵工艺优化

为降低发酵培养裂殖壶菌生产DHA的成本,以酱香型白酒酒糟为实验材料,将其简单预处理后作为裂殖壶菌发酵培养基氮源,首先分析了酒糟处理液与胰蛋白胨的游离氨基酸组成与含量,然后以生物量、油脂产量和DHA产量为指标,对酒糟处理液、胰蛋白胨、酵母提取物和牛肉膏作为氮源培养裂殖壶菌生产DHA进行了比较,优化了酒糟处理液作为氮源时的发酵工艺条件,并对发酵废液进行三次循环利用。结果表明：酒糟处理液可以作为满足裂殖壶菌生长的氮源;与酵母提取物、牛肉膏相比,酒糟处理液作为氮源有明显优势;利用酒糟处理液作为氮源的最佳发酵工艺条件为酒糟（含水量约10%）与水质量比1∶ 9、酒糟处理液添加量70%（与基础发酵培养基中水的置换比例）、初始pH 7.0、培养时间108 h,在此条件下裂殖壶菌生物量、油脂产量和DHA产量分别达到22.14、8.88 g/L和284 g/L;最佳条件下三次循环添加15.0%（与基础发酵培养基中水的置换比例）发酵废液于酒糟处理液培养基中,裂殖壶菌DHA产量分别为4.27、3.70 g/L和2.75 g/L。综上,利用酒糟处理液培养裂殖壶菌生产DHA是酒糟资源化利用的新方法。     

常压室温等离子体诱变选育DHA高产菌株

以野生型裂殖壶菌(Schizochytrium limacinum SR21)为出发菌株,经过常压室温等离子体(ARTP)诱变,碘乙酸、丙二酸及丙二酸-碘乙酸复合平板筛选,摇瓶发酵及GC定量分析选育DHA高产菌株。结果表明:在功率100 W、气流量10 L/min下,经ARTP诱变15 s,以1. 2 g/L丙二酸作为筛选平板,获得一株诱变菌NA2。摇瓶发酵120 h后,其生物量、油脂总量、DHA产量与原始菌株相比分别提高了18. 11%、14. 87%、46. 12%,DHA产量为6. 59 g/L。经5次传代,性状稳定。     

响应面法优化裂殖壶菌突变株的发酵培养基

通过单因素试验和响应面设计相结合,对裂殖壶菌(Schizochytrium limacinum)突变株产DHA的发酵培养基进行了优化。首先通过单因素试验考察发酵培养基主要成分为葡萄糖、谷氨酸钠、酵母膏和海水晶。经响应面优化发现,当发酵培养基中葡萄糖85.99 g/L、谷氨酸钠11.86 g/L、酵母膏8.16 g/L、海水晶20.16 g/L,DHA产量理论预测值可达到6.10 g/L,优化后的DHA产量比优化前提高了11.13%。在50 L发酵罐上发酵培养,DHA产量为10.32 g/L发酵液,为摇瓶培养时的1.69倍。     

寇氏隐甲藻突变株发酵罐补糖发酵的研究

通过测定不同补糖时间及不同补糖量下,菌种生物量、油脂产量、DHA产量和DHA含量,探索不同补糖时间和不同补糖量对寇氏隐甲藻突变株产DHA的影响。结果表明:最适的补糖时间为54 h,此时一次性补加3%的葡萄糖,其油脂产量和DHA产量可分别达到29.76 g/L和11.94 g/L。在最适的补糖条件下进行50 t发酵罐的扩大化生产,其生物量平均为2.59 t,油脂产量平均为1.00t,DHA产量平均为419.2 kg。     

诱变选育高产DHA裂殖壶菌突变株

以裂殖壶菌(Schizochytrium sp.)为出发菌株,经紫外线、硫酸二乙酯复合诱变和丙二酸、碘乙酸复合平板筛选,获得一株二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid,DHA)高产菌株XN001。与原始菌株相比,XN001的生物量、油脂和DHA产量分别提高了7.54%、16.65%、48.79%。通过对XN001进行脂肪酸组成分析,其DHA含量达到了脂肪酸的54.25%,提高了26.42%,最终获得的DHA总产量为5.55 g/L,为裂殖壶菌的发酵研究提供了性状优良的菌株。     

不同碳氮源浓度和培养温度对裂殖壶菌产DHA的影响

研究不同碳氮源浓度和培养温度对裂殖壶菌产DHA的影响。用干重法测定裂殖壶菌的生物量,溶剂法提取油脂,并用GC分析DHA含量。结果表明:最适初始葡萄糖质量浓度和氮源质量浓度分别为80、15 g/L;菌种在26℃下培养48 h后,再将发酵温度降到22℃下培养120 h,其DHA含量为43.62%,DHA产量为5.23 g/L。在最佳条件下,50 L放大培养(先26℃培养48 h,后22℃培养96 h)后油脂产量可达14.8 g/L,DHA产量可达6.5 g/L。综上所述,裂殖壶菌具有较好的工业化生产潜力。     

马铃薯淀粉水解条件优化及油脂酵母培养研究

以马铃薯淀粉为底物,葡萄糖含量为评价指标,通过响应面法优化淀粉酶解工艺,将水解液用于发酵生产微生物油脂。最佳酶解条件为马铃薯淀粉质量浓度20 mg/mL,加酶量为干淀粉质量3.2%,α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶的质量比2.2∶1,pH 4.1,酶解时间4.1 h,得到最高葡萄糖含量为15.06 mg/mL。向此水解液中添加一定氮源和无机盐用于油脂酵母菌株Y004-2培养,在250 mL三角瓶中其生物量为14.43 g/L,油脂产量5.16 g/L,在5.0 L发酵罐中生物量为14.27 g/L,油脂产量5.10 g/L,其生物量和油脂产量均略高于以葡萄糖为碳源;且菌株Y004-2在以马铃薯淀粉水解液为碳源的培养基中所得油脂的组成与以葡萄糖为碳源的培养基中所得油脂的脂肪酸组成相同。     

提高微绿球藻的生物量和油脂含量的研究

研究光照强度和硝酸钾质量浓度对微绿球藻生物量和油脂含量的影响,通过两步培养法培养微绿球藻提高其生物量和油脂含量。结果表明:在硝酸钾质量浓度100 mg/L条件下,当光照强度为1 940~2 060 lx时,培养12 d,微绿球藻的生物量和油脂含量最高,分别为0.68 g/L和16.28%;低光照强度(1 940~2 060 lx)下,在不添加硝酸钾时,微绿球藻的生物量最低,为0.39 g/L,油脂含量最高,为22.62%;随着硝酸钾质量浓度的增加,微绿球藻的生物量逐渐增加,而油脂含量逐渐下降;两步培养法可以促进微绿球藻的油脂合成,油脂含量和油脂产量分别达到30.50%和0.15 g/L。     

Use of algae or algal oil rich in n-3 fatty acids as a feed supplement for dairy cattle

Fish oil is used as a ration additive to provide n-3 fatty acids to dairy cows. Fish do not synthesize n-3 fatty acids; they must consume microscopic algae or other algae-consuming fish. New technology allows for the production of algal biomass for use as a ration supplement for dairy cattle. Lipid encapsulation of the algal biomass protects n-3 fatty acids from biohydrogenation in the rumen and allows them to be available for absorption and utilization in the small intestine. Our objective was to examine the use of algal products as a source for n-3 fatty acids in milk. Four mid-lactation Holsteins were assigned to a 4×4 Latin square design. Their rations were supplemented with 1× or 0.5× rumen-protected (RP) algal biomass supplement, 1× RP algal oil supplement, or no supplement for 7 d. Supplements were lipid encapsulated (Balchem Corp., New Hampton, NY). The 1× supplements provided 29g/d of docosahexaenoic acid (DHA), and 0.5× provided half of this amount. Treatments were analyzed by orthogonal contrasts. Supplementing dairy rations with rumen-protected algal products did not affect feed intake, milk yield, or milk component yield. Short- and medium-chain fatty acid yields in milk were not influenced by supplements. Both 0.5× and 1× RP algae supplements increased daily milk fat yield of DHA (0.5 and 0.6±0.10g/d, respectively) compared with 1× RP oil (0.3±0.10g/d), but all supplements resulted in milk fat yields greater than that of the control (0.1±0.10g/d). Yield of trans-18:1 fatty acids in milk fat was also increased by supplementation. Trans-11 18:1 yield (13, 20, 27, and 15±3.0g/d for control, 0.5× RP algae, 1× RP algae, and 1× RP oil, respectively) was greater for supplements than for control. Concentration of DHA in the plasma lipid fraction on d 7 showed that the DHA concentration was greatest in plasma phospholipid. Rumen-protected algal biomass provided better DHA yield than algal oil. Feeding lipid-encapsulated algae supplements may increase n-3 content in milk fat without adversely affecting milk fat yield; however, preferential esterification of DHA into plasma phospholipid may limit its incorporation into milk fat.     

温度和碳源对隐甲藻生长及DHA积累的影响

研究了隐甲藻（Crypthecodinium cohnii ATCC 30772）以摇瓶发酵培养方式获得最大生物产量和最高二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid,DHA）产量的培养条件.结果表明,有利于隐甲藻生长和DHA积累的最佳培养条件为：培养温度为22℃,先以12g/L葡萄糖为碳源培养4d,后再以3g/L醋酸钠为碳源培养4d.由此获得的生物产量为234.85mg/（L·d）,DHA产量为17.45mg/（L.d）,DHA含量为74.36mg/g菌体.     

培养条件对蛋白核小球藻生长及油脂合成的影响

以富油蛋白核小球藻为出发藻株,研究自养、异养和混养培养模式对小球藻生物量和油脂含量的影响,以及异养发酵培养基葡萄糖质量浓度、氮源种类及质量浓度对小球藻生长的影响。结果表明,与自养和混养培养模式相比,采用异养发酵方式培养蛋白核小球藻可获得最大的生物量和油脂含量。通过气相色谱法测得异养蛋白核小球藻油主要脂肪酸为棕榈酸(36.07%)、油酸(34.26%)、亚油酸(20.17%)和亚麻酸(6.12%)。经单因素试验优化得到最适蛋白核小球藻生长异养发酵培养基的葡萄糖质量浓度为60 g/L,最适的氮源为酵母粉,质量浓度为4 g/L,在此条件下经192 h发酵,蛋白核小球藻生物量可达12.43 g/L,油脂产量为5.45 g/L。研究结果表明,异养发酵培养获得的蛋白核小球藻油是一种潜在且可再生的新油源。     

产DHA破囊壶菌Aurantiochytrium sp. HX2019010的筛选及其脂肪酸组成分析

为筛选产二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid,DHA)菌株,从厦门市红树林的海水腐木中分离到一株球状真菌HX2019010,通过扫描电镜观察,测定ITS序列,与Genbank数据库比对,该菌株与破囊壶菌相似性较高。选取ITS序列相似性较高的相近菌株构建的进化树表明,菌株HX2019010与Aurantiochytrium类群聚为一枝,自举检验值较高,初步定名为Aurantiochytrium sp. HX2019010。该菌株在发酵罐中可产生较高浓度的DHA,98 h发酵后生物量达108.27 g/L,总油脂达28.43 g/L,DHA达9.17 g/L。细胞脂肪酸组成分析结果表明,该菌株所产脂肪酸主要为棕榈酸、DHA、肉豆蔻酸等;脂肪酸组成受培养时间或培养条件的影响,总量可达细胞干重的26.26%, 其中DHA占脂肪酸总量的32.25%-45.86%。     

二十碳五烯酸高产菌株的诱变选育及柠檬酸对其油脂合成的影响

利用UV-LiCl复合诱变腐霉出发菌株,通过低温培养和苏丹Ⅱ染色镜检初筛、摇瓶发酵复筛,获得1株二十碳五烯酸(Eicosapentaenoic acid,EPA)高产菌株腐霉H6,经20℃-15℃二阶段培养168 h,所得生物量、油脂含量和EPA含量分别为23.50 g/L、17.54%和15.36%,EPA产量为633.17 mg/L,较出发菌株(263.80 mg/L)提高了140.02%,且产量、性状稳定。添加不同浓度柠檬酸对腐霉H6油脂合成调控的研究表明,发酵中期添加1.5 g/L柠檬酸可显著增加葡萄糖的利用率,提高油脂含量和EPA含量,EPA产量达890.49 mg/L,与对照相比提高40.64%。发酵实验表明腐霉H6极有潜力开发成为工业化生产菌种。     

高产类胡萝卜素红酵母的筛选及其发酵条件

通过对数株红酵母培养后发酵液中菌体生物量及类胡萝卜素含量的测定比较,从中选出了1株产类胡萝卜素能力较强的红酵母RY-98;研究了该菌株产类胡萝卜素的最适碳源和氮源,并对其主要营养与环境条件进行了选择及优化,获得了最佳发酵条件葡萄糖40g/L、(NH     

红酵母类胡萝卜素发酵助剂的筛选及应用

研究了几种促进剂和前体对红酵母RY－98类胡萝卜素发酵的影响，从中选出了番茄汁、花生油和核黄素3种对红酵母生长及类胡萝卜素合成具有显著促进作用的发酵助剂，并确定了适宜的用量。应用试验和发酵过程动态分析表明，这3种发酵助剂增产效果明显。当同时添加番茄汁3mL/L、花生油1.2mL/L和核黄素3.5mg/L时，菌体量、类胡萝卜素质量分数和产量可分别比对照组提高39.4%、32.8%和85.1%，且对发酵过程菌体生长及生理代谢规律无不良影响。