[发明专利]一种花生四烯酸的生产方法

说明书

本发明属于发酵工程领域，涉及一种花生四烯酸的生产方法，包括将高山被孢霉或其突变菌株依次进行菌株活化、种子扩大培养和发酵培养，且在发酵培养过程中，在线监测OUR并将OUR数值控制在10～100mmol/L·h，和/或，在发酵培养的第100h之后，在线监测发酵液中的ORP并将ORP数值控制在50～150mv。采用本发明提供的方法能够稳定提高发酵生产水平，使所得发酵液中花生四烯酸的含量明显提高。

技术领域

本发明属于发酵工程领域，涉及一种利用高山被孢霉或其突变株发酵生产花生四烯酸的方法，具体涉及一种利用代谢参数OUR和/或ORP调控发酵过程的生产花生四烯酸的方法。

背景技术

花生四烯酸(简称AA或ARA)是一种ω-6多不饱和脂肪酸，是全顺式-5,8,11,14-二十碳四烯酸，其中含有四个碳-碳双键和一个碳-氧双键，为高级不饱和脂肪酸。花生四烯酸在血液、肝脏、肌肉和其他器官系统中作为磷脂结合的结构脂类起重要作用。此外，花生四烯酸是许多循环二十烷酸衍生物的生物活性物质，如前列腺素E2(PGE2)、前列腺环素(PGI2)、血栓烷素A2(TXA2)、白细胞三烯和C4(LTC4)的直接前体。这些生物活性物质对脂质蛋白的代谢、血液流变学、血管弹性、白细胞功能和血小板激活等具有重要的调节作用。花生四烯酸是人体大脑和视神经发育的重要物质，对提高智力和增强视敏度具有重要作用。花生四烯酸具有酯化胆固醇、增加血管弹性、降低血液粘度、调节血细胞功能等一系列生理活性。花生四烯酸对预防心血管疾病、糖尿病和肿瘤等具有重要功效。高纯度的花生四烯酸是合成前列腺素(prostaglandins)、血栓烷素(thromboxanes)和白细胞三烯(leukotrienes)等二十碳衍生物的直接前体，这些生物活性物质对人体心血管系统及免疫系统具有十分重要的作用。

目前，花生四烯酸主要通过微生物发酵法进行生产。现有的发酵主要通过菌株选育和过程控制两个方向进行改进。常规的过程控制主要通过pH值、溶解氧(DO)、温度、补料等单一工艺参数来进行调整及控制。这种调控方法虽然也起到了一定的作用，但是由于发酵过程干扰因素较多，如菌种、设备、环境等的差异均会对过程分析及调控产生较大的干扰，单一因素的调控方法很难精确地反映和控制整个发酵过程，缺乏从根本上对发酵动态过程进行综合分析，重现性较差，发酵水平波动较大，由此获得的发酵产物中花生四烯酸含量较低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术采用pH值、DO、温度、补料等单一参数对花生四烯酸发酵过程进行控制时存在发酵水平波动大、由此所得发酵液中花生四烯酸含量较低的缺陷，而提供一种新的花生四烯酸的生产方法，该方法能稳定提高发酵生产水平，使所得发酵液中花生四烯酸的含量明显提高。

具体地，本发明提供了一种花生四烯酸的生产方法，该方法包括将高山被孢霉或其突变株依次进行菌株活化、种子扩大培养和发酵培养，且在发酵培养过程中，在线监测氧消耗速率(Oxygen Uptake Rate，以下采用缩写OUR)并将OUR数值控制在10～100mmol/L·h，和/或，在发酵培养的第100h之后，在线监测发酵液中的氧化还原电位(OxidationReduction Potential，以下采用缩写ORP)并将ORP数值控制在50～150mv。

进一步地，所述OUR分六个阶段控制，且控制方式如下：0～20h控制在10～40mmol/L·h，20～55h控制在20～80mmol/L·h，55～80h控制在25～100mmol/L·h，80～120h控制在20～90mmol/L·h，120～160h控制在15～70mmol/L·h，160～发酵结束控制在15～60mmol/L·h。