[发明专利]使用改进量的氯和钾在微藻类中产生高水平的DHA

说明书

本申请是申请日为2004年10月1日、申请号为200810166137.9、题目为“使用改进量的氯和钾在微藻类中产生高水平的DHA”的分案申请。

技术领域

本发明主要涉及通过海洋微生物在培养基中使用改进量的氯和钾离子产生高度不饱和的脂肪酸的方法。更具体地，本发明直接涉及通过培养海洋微藻类(microalage)，包括异养的海洋沟鞭藻类，隐甲藻(Crypthecodinium)，在发酵罐中在无腐蚀性的条件下产生高水平的二十二碳六烯酸(DHA)的方法，包括在低氯离子和高钾离子环境中培养。本发明也涉及通过海洋微生物在低pH水平产生高度不饱和的脂肪酸，包括DHA的方法。

背景技术

已充分证明增加人体内长链omega-3脂肪酸的饮食摄入量的有益效果，所述有益效果包括减少心血管疾病(cardiovascular)和炎性疾病(inflammatory diseases)(即关节炎(arthritis)和动脉粥样硬化(atherosclerosis))，减少抑郁(depression)，增加在妊娠末三个月的怀孕期(gestation)长度，和抑制肿瘤生长。已发现几种异养的海洋微生物产生高水平的这些重要的必需脂肪酸，所述海洋微生物包括隐甲藻属的海洋微生物(Jiang和Chen,Process Biochemistry35(2000)1205-1209;Jiang和Chen,Journal of Industrial Microbiology&Biotechnology,(1999)Vol.23,508-513;Vazhappilly和Chen,Journal of the American Oil Chemists Society,(1998)Vol.75,No.3p393-397;Kyle，美国专利No.5,407,957；美国专利No.5,397,591；美国专利No.5,492,938；和美国专利No.5,711,983)。

寇氏隐甲藻(Crypthecodinium cohnii)是用于产生DHA(C22:6n-3)的最理想的生物体之一，所述的DHA是最重要的长链omega-3脂肪酸之一。C.cohnii是有利的因为DHA是唯一的通过此生物体以可感知的(appreciable)量产生的多不饱和脂肪酸(PUFA)。其他生物体在它们的脂质中产生两种或更多的多不饱和脂肪酸(PUFAs)，而且它们的脂质分布(profile)的复杂性可限制它们的油在一些食物和药物应用中的用途(例如由于在油中存在其他不合需要的PUFAs或由于不同的PUFAs的比例落于具体应用的理想范围之外)。在海洋环境中，寇氏隐甲藻(Crypthecodinium cohnii)通常存在于满盐度(full salinity)海水中并且，同样地适于在具有高氯浓度的环境中生长。实际上，在已发表的关于C.cohnii的研究中大多数培养物显示生长和DHA生产在盐度大于海水的大约20%中最佳(Jiang和Chen)。相当于20%海水的氯离子浓度为大约3870ppm氯离子或3.87g/l氯离子(Horne1969)。

Tuttle和Loeblich(1975)开发了C.cohnii的最佳的生长培养基。所公开的培养基包含342毫摩尔(mM)的氯化钠浓度。在342mM氯化钠溶液中钠离子和氯离子的等效的克每升为7.86g/L钠离子和12.12g/L的氯离子。

Beach&Holz(1973)报道当在NaCl浓度的范围中(0.3%、1.8%和5.0%(分别为1.82g/l、10.9g/l和30.3g/l氯离子))培养C.cohnii时，脂质产量(表示为mg每10⁹个细胞)随着NaCl浓度减少而下降。在0.3%NaCl的脂质产量为在5.0%NaCl的脂质产量的大约三分之一。新近，Jiang和Chen(1999)用三种寇氏隐甲藻菌株测定了盐度对于细胞生长和DHA含量的影响，并发现在所有情况下，最佳的细胞生长速率和DHA产量为5g/L至9g/L氯化钠，其分别对应于3.0和5.5g/L氯离子。

海水的天然氯浓度(19,353ppm或19.35g/l氯离子)(Horne1969,151页)加速不锈钢发酵罐中的腐蚀。例如，在用于制造发酵罐的两种普通等级的不锈钢中，当氯水平超过300ppm(0.3g/l氯离子)时304-不锈钢是容易腐蚀的，且当氯水平超过1000ppm(1g/l氯离子)时316-不锈钢是容易腐蚀的。存在其他等级的对氯腐蚀更有抵抗力的不锈钢，但它们非常昂贵且通常只用于生产非常贵重的化合物的发酵设备。