[发明专利]从微生物细胞组合物中获得脂质的方法

说明书

本发明涉及一种从包含微生物细胞的组合物中获得脂质的方法，该方法包括：在约9至约11的pH下将所述包含微生物细胞的组合物处理至约60℃至约95℃的温度；将所述经处理的微生物细胞分离成轻相和重相；顺序地以一个或多个循环将所述浓缩微生物细胞组合物的pH升高至10或以上，之后将所述浓缩微生物细胞组合物的pH降低至小于6的pH以裂解所述浓缩微生物细胞组合物，其中所述pH的升高和降低还使所述浓缩微生物细胞组合物破乳；从所述经破乳的细胞组合物中分离出脂质，以及回收所述脂质。

相关申请的交叉引用

本申请是要求2019年3月14日提交的美国临时申请号62/818500和2019年3月15日提交的美国临时申请号62/818915的优先权的国际申请，这些美国临时申请中的每一者的全部内容据此全文以引用方式并入。

技术领域

本发明涉及通过浓缩微生物细胞群，裂解所述微生物细胞群，破乳化所述裂解的细胞，以及回收脂质来从包含微生物细胞的组合物中获得脂质的方法。本发明还涉及通过本发明的方法制备的脂质。

背景技术

一种从微生物细胞中获得脂质(诸如多不饱和脂肪酸)的典型方法涉及使能够生产所需脂质的微生物在发酵器、生物塘(pond)或生物反应器中生长；分离包含微生物细胞生物质的发酵液；干燥所述微生物细胞生物质；以及通过溶剂萃取分离脂质。分离中的步骤可包括用水稀释发酵液；将稀释的发酵液离心；裂解微生物细胞；以及通过向脂质可溶的混合物中添加与水不混溶的溶剂(例如，己烷)从裂解的细胞中萃取出细胞内脂质。

另一种从微生物细胞中去除脂质的萃取方法是使用机械力(例如，均质化)、酶促处理或化学处理破坏细胞壁以裂解发酵液中的细胞。可以使用有机溶剂(例如，异丙醇)从所得包含脂质、微生物细胞生物质和水的组合物中萃取脂质。可以从组合物中机械地分离脂质，并且必须从脂质和含水生物质废物流中去除醇。参见例如，国际公开案号WO 01/76385和WO 01/76715。

然而，使用上述方法中的任一方法的工业规模脂质生产需要大量挥发性且易燃的有机溶剂，从而产生了危险的操作条件。在萃取过程中使用有机溶剂还可需要使用防爆脂质回收系统，从而增加了脂质回收的成本。此外，在从微生物细胞中萃取脂质时使用有机溶剂可产生有机溶剂废物流，所述有机溶剂废物流需要完整的溶剂回收系统或适当的处置方法，这进一步增加了脂质萃取的整体生产成本。例如，对挥发性有机化合物(volatileorganic compound，VOC)排放的严格限制需要更多的人力并且增加了容器和其他设备的成本。

因此，需要不使用有机溶剂从细胞中获得脂质的方法以最小化上述问题。已经提出了几种在不使用有机溶剂的情况下从细胞中分离脂质的方法。例如，美国专利号6,750,048公开了一种水性洗涤方法，由此用水性洗涤溶液洗涤乳液，直到获得基本上非乳化的脂质。然而，在一些实施方式中，这种方法需要多个洗涤步骤，所述多个洗涤步骤需要大量的成本和时间。美国专利号7,431,952公开了一种方法，通过该方法将裂解的细胞离心以去除细胞壁碎片，然后萃取和纯化油状物。然而，这种方法提供了需要大量进一步纯化的粗制油状物。

发明内容

本发明涉及一种从包含微生物细胞的组合物中获得脂质的方法，所述方法包括：通过在约9至约11的pH下在搅动下将所述组合物加热至约60℃至约95℃的温度达约1小时至约6小时的时间段来处理所述包含微生物细胞的组合物；将经处理的微生物细胞分离成基本上由浓缩微生物细胞组合物组成的轻相和基本上由发酵培养基和水性材料组成的重相；顺序地以一个或多个循环将浓缩微生物细胞组合物的pH升高至10或以上达某一时间段，之后将浓缩微生物细胞组合物的pH降低至小于6的pH达某一时间段以裂解浓缩微生物细胞组合物，其中任选地在盐的存在下，所述pH的升高和降低还使裂解的细胞组合物破乳(“pH冲击”)；从经破乳的细胞组合物中分离脂质，以及回收脂质。