[发明专利]通过裂殖壶菌属物种以兼养方式生产二十二碳六烯酸和虾青素

说明书

本发明涉及以兼养方式，尤其是在存在光的不连续和/或可变照射的情况下，培养网粘菌纲(Labyrinthulomycete)的，特别是裂殖壶菌属(Schizochytrium)的原生生物的方法。该方法使得能够获得生物质的高产率，和经如此培养的原生生物对于脂质和类胡萝卜素(更特别地，二十二碳六烯酸(DHA)和虾青素)的富集。因此，该方法使得能够选择具有兼养特征且具有脂质和/或类胡萝卜素(更特别地，多不饱和脂肪酸和虾青素)的高产率的裂殖壶菌属株系。本发明还涉及新的属于裂殖壶菌属的原生生物株系，其特别适合于脂质和类胡萝卜素的生产。该新的裂殖壶菌属株系可用于以兼养方式生产二十二碳六烯酸(DHA)和虾青素。

序言

原生生物是具有简单细胞构造的微生物，即它们通常是单细胞的和有时是多细胞的但不呈现特化的组织。它们可以是自养的或异养的。

原生生物目前是许多工业项目的目标，因为某些物种能够积累或分泌大量的脂质，尤其是多不饱和脂肪酸。

裂殖壶菌属物种是破囊壶菌科(Thraustochytriaceae)的原生生物，其是分布非常广泛的一组海洋真菌。破囊壶菌已知产生宽范围的脂质，特别是多不饱和脂肪酸，并且几个物种已知产生类胡萝卜素。

在多不饱和脂肪酸之中，某些ω-3系列的高度不饱和的脂肪酸(PUFA-ω3)，特别是二十碳五烯酸(EPA或C20:5ω3)和二十二碳六烯酸(DHA或C22:6ω3)，以及某些ω-6系列的高度不饱和的脂肪酸(PUFA-ω6)，特别是花生四烯酸(ARA或AA或者二十碳四烯酸C20:4ω6)，具有公认的营养重要性并且在治疗应用方面具有强大的潜力。

被认为是必需营养素的DHA对于细胞的正常的和功能性的发育来说是必需的，并且在各种生物化学过程和功能中发挥关键作用。其多不饱和性质，在植物中以及在动物中，赋予其以对于细胞膜的下列特性来说的至关重要性：流动性、柔性和选择通透性，这些特性允许例如在低温下的有效适应，甚至存活，特别是在鱼类中。

DHA是人脑的主要结构组成部分，并且它是主要的脂肪酸。DHA占大脑皮层的15-20％(成人的脑包含至少20g DHA)和视网膜的30-60％。它通过掺入细胞膜中而对于中枢神经系统的发育和视网膜的功能来说是必不可少的，并且在视觉和记忆的机制的令人满意的取得和维持中发挥首要作用。

目前，来自渔业的鱼油是该类型的脂肪酸的主要商业来源。然而，尽管这些油找到了新的应用(水产养殖中的食物补充剂，整合到人造奶油中)，但是海洋渔业资源由于集约化的捕鱼活动而变得稀少。

因此，应当寻找这些脂肪酸例如EΡΑ、DHA和ARA的新来源以便在未来满足市场对于该类型的多不饱和脂肪酸的日益增长的需求。

除了其从头合成脂肪酸的能力外，原生生物还提供了相对于鱼油而言的几个优点：它们是在受控条件下在体外可培养的，这允许生产具有相对恒定的生物化学组成的生物质，和另一方面，与鱼油相反，它们不具有令人不快的气味并且其脂质不包含或包含很少的胆固醇。

最后，由原生生物产生的脂质具有比鱼油的脂质更简单的脂肪酸谱，这限制了目的脂肪酸的分离步骤。

此外，类胡萝卜素也是目的分子。它们通常用作色素，但它们作为抗氧化剂对于人的健康也具有重要作用。最后，它们具有刺激免疫系统的能力。

为了以工业规模通过原生生物来生产脂肪酸和类胡萝卜素，应当考虑几个因素。例如，可以根据株系、温度、光的条件和发酵罐的大小，在自养、兼养或异养条件下实施培养。例如，还可以在一升的容器中、在实验室中、在光生物反应器中和在100000升的容器中或甚至在开放池(数公顷)中实施培养。然而，在开发理想的培养条件时，应当考虑能量消耗和其他资源例如劳力，和继续培养的容易性。

无论如何，希望的是在对于增加待生产的脂肪酸和类胡萝卜素的产率来说最佳的条件下培养原生生物。因此，优选的是具有可能的最高的产率(例如超过80g/l干物质的生物质，相对于干物质的总重量而言大于25重量％的脂肪酸，和例如相对于干物质的总重量而言大于0.2重量％的类胡萝卜素)。

光对于生长的影响并不是仅仅留给光合生物(植物；蓝细菌、微观藻类和大型藻类)的。某些无叶绿素的生物具有允许其捕获对于其发育来说必需的光信号的光受体。光受体例如植物光敏素为控制具有其的生物的发育的光感受器的典型例子。迄今已经描述了各种不同的光受体，即尤其是辅助色素、隐花色素和向光蛋白。