[发明专利]一种通过调控发酵培养液pH提高酿酒酵母油脂含量的培养方法及高产油酿酒酵母

说明书

本发明属于生物技术领域，涉及一种通过调控发酵培养液pH提高酿酒酵母油脂含量的培养方法及高产油酿酒酵母，具体的，所述培养方法为通过调控培养液的pH值维持在7.2至7.8之间以提高酿酒酵母油脂含量的方法。本方法有效避免了产油酿酒酵母菌株大规模筛选所具有的工作量庞大且结果具有随机性和不确定性的不足，同时，相比常规的微生物油脂积累诱导方法，本方法培养酿酒酵母可以获得更高的油脂含量和油脂产量，可以解决高值棕榈油酸资源量不足的问题，具有极大的工业化生产及应用价值，可带来极好的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种提高酿酒酵母油脂含量的培养方法，具体的，涉及一种在酿酒酵母培养过程中，通过调控培养液pH以提高酿酒酵母油脂含量的方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

在酿造业以及面点食品加工业中，酿酒酵母得到了广泛应用，近来研究发现，酿酒酵母的油脂中富含棕榈油酸(十六碳烯酸，C16:1)，这是一种价格昂贵且在自然界中非常稀有的ω-7单不饱和脂肪酸。研究表明：棕榈油酸对高血压、高血脂、代谢功能综合征、II型糖尿病等疾病具有显著的预防和治疗效果，相关的医药制剂已在欧美等国家上市，但目前，棕榈油酸主要来自野生动植物资源，如澳洲坚果、沙棘、深海鱼等，而由于上述野生动植物难以商业化养殖或种植，导致市场发展受限。在酿酒酵母总脂中棕榈油酸的占比可以达到50％左右，应用前景良好、价值度高。但是，由于酿酒酵母的油脂含量只能达到细胞干重的5％左右，难以通过自身大量积累。即使在油脂诱导培养基中培养(例如：缺氮等)，其油脂含量也很少超过20％，因此，很少有关于酿酒酵母产油的研究，一般也不认为酿酒酵母是一种产油微生物。现有的酿酒酵母发酵培养过程中，酵母细胞优先将有机碳源转化成乙醇和细胞生物量而不是用于油脂的积累，因此如果用其来产油，其糖对油脂的得率很低，糖耗(生产单位油脂的耗糖量)必然很高。同时油脂含量过低不利于提取油脂，提取率过低。由于上述原因，酿酒酵母生产油脂的成本被大幅度推高了。因此，要利用酿酒酵母来工业化生产棕榈油酸，必须发展新的技术来提高酿酒酵母的油脂含量。

目前，在酿造业和面点食品加工行业中，酿酒酵母应用广泛，但很少有研究其油脂积累的文献报道。通过培养基优化，特别是碳氮比等的控制来提高酿酒酵母的油脂含量是最常采用的方法。如有研究表明在葡萄糖15％(w/v，下同)，酵母浸粉0.4％，蛋白胨0.2％，柠檬酸0.471％，ZnSO₄·7H₂O 0.2％，MgSO₄·7H₂O0.1％，FeSO₄·7H₂O 0.005％，CaCl₂0.025％的优化培养基中，培养4天后的酿酒酵母细胞油脂含量最高可达14.55％。但与其他产油微生物相比，这一油脂含量实在是太低了，不具备生产应用价值。也有人研究发现：用优化的高有机碳浓度(50g/L)低氮浓度(5mM)的培养基发酵培养的过程中，酿酒酵母的油脂含量提高到了20％。这表明：对于酿酒酵母，高碳氮比的油脂诱导培养对于油脂积累的强化作用非常有限，无法满足工业生产油脂的要求(例如，一般的产油微生物和产油农作物的油含量在40％左右，如果低于40％则认为产油性价比不高，不宜用于油脂生产)。

近些年，有研究试图通过基因工程改造来提高酿酒酵母的油脂含量。有研究人员对酿酒酵母进行了基因改造以强化其油脂合成途径，但其油脂含量也只有11.6％，油脂产量极低，仅有0.023g/L。更重要的是，将基因工程微生物应用于食品等原料的生产，其安全性还存在巨大争议，短期内，基因工程微生物生产食品类原料还难以实现商业化应用。

发明内容