[发明专利]一种共培养微藻提高α-亚麻酸油脂产率的方法

说明书

本发明公开了一种共培养微藻提高α‑亚麻酸油脂产率的方法。该方法包括如下步骤：1)先以基础培养基单独培养两株微藻至对数末期，收集两株微藻藻液作为共培养接种种子液；2)再优化两株微藻种子液接种体积比和培养体系碳氮比，以获得的最大生物量产率为筛选指标，构建高效稳定的微藻共培养体系；3)后以构建的最佳共培养条件发酵扩大化共培养两株微藻获得高产率α‑亚麻酸油脂。本发明通过共培养微藻的有益相互作用不仅缩短了共生微藻生长周期，增加了单位体积生物量，显著提高了α‑亚麻酸油脂产率，而且解决了微藻单位体积藻细胞密度与脂肪酸无法同步高效富集问题，本发明可辐射应用于生产医药、食品、化妆品等领域有益功能因子。

技术领域

本发明属于微藻生物技术以及食品功能因子开发与应用领域，具体涉及一种共培养微藻提高α-亚麻酸油脂产率的方法。

背景技术

微藻具有脂质含量高、生长周期短、不占用农用土地、可利用废水(如工农业废水、高盐度海水等)进行规模化培养等优势性能，且富含的多种不饱和脂肪酸脂质，在降血脂、抗肿瘤、增强免疫力等方面功效显著，因而在食品、药品及保健品等领域应用广泛，被认为是最具潜力的功能脂质资源之一(Udayan A,et al.Mass cultivation and harvestingof microalgal biomass:Current trends and future perspectives.BioresourceTechnology,2022,344:126406)。其中不饱和脂肪酸亚麻酸在促进大脑发育，防止老人大脑痴呆以及促进维生素、蛋白质、矿物质等营养物质的吸收，阻止癌细胞扩散，促进肿瘤萎缩等方面具有较好的生物学功能，并且亚麻酸是人体健康必需却又普遍缺乏且急需补充的一种必需营养素。然而，矛盾的是，诸多能合成亚麻酸的微藻，如褐藻、绿藻、硅藻、盐藻，其微藻细胞生长与亚麻酸合成呈负相关性，导致亚麻酸积累效率并不理想。因此，如何提高微藻亚麻酸产率一直是利用微藻产业化亚麻酸的一大难题。

目前，微藻培养多以单一藻株培养为主，存在脂质产率低、易受杂菌污染以及生长迟滞等弊端，并且诸多生物合成过程仅靠单藻株难以实现(Arora D,et al.Expanding thechemical diversity through microorganisms co-culture:Current status andoutlook.Biotechnology Advances,2020,40:107521)。而共培养微藻可通过微藻间有益相互作用(如群体感应)来进行信息交流和物质交换，以抵抗来自培养系统外部的压力(如杂菌污染等)，从而提高培养体系稳定性，缩短生长周期，实现生物量增加和脂质富集。例如，长春理工大学吴佳铭将小球藻和栅藻共培养，发现共培养条件下各种抗氧化酶酶活性相较于单一藻株培养更高，证实共培养时产生更少的超氧阴离子和自由基，共培养细胞受到的氧化损伤较单一藻株培养更小，表明微藻共培养对外界环境的变化应对能力更强(吴佳铭.藻群协同作用对微藻油脂产量的影响与机制.吉林:长春理工大学,2020)。然而，尽管微藻共培养能有效提升总脂产率，但共培养对何种脂类富集更为有利以及如何有针对性地显著提高某种脂类产率尤为困难。本发明希望在解决微藻生物量和脂质产率负相关问题的前提下，尤其显著地提升α-亚麻酸油脂的产率，从而实现微藻α-亚麻酸油脂的产业化生产。

发明内容

针对微藻细胞生长与亚麻酸合成呈负相关以及微藻α-亚麻酸油脂尚未实现产业化的问题，本发明提供一种共培养微藻提高α-亚麻酸油脂产率的方法，显著提高了α-亚麻酸油脂产率，解决了微藻单位体积藻细胞生物量与脂肪酸无法同步高效富集问题，实现微藻α-亚麻酸油脂的产业化生产，可辐射应用于生产医药、食品、化妆品等领域有益功能因子。

本发明的技术方案为：

一种共培养微藻提高α-亚麻酸油脂产率的方法，包括以下步骤：(1)先以基础培养基单独培养一株小球藻和一株胶球藻至对数末期，收集两株微藻种子液作为共培养接种种子液；(2)再优化两株微藻接种种子液接种体积比和共培养体系碳氮比，以获得的最大生物量产率为筛选指标，构建微藻共培养体系；(3)后以构建的最佳共培养条件发酵扩大化共培养两株微藻获得高产率α-亚麻酸油脂。