本发明专利技术公开了一种利用产油微生物制备脂肪酸甘油脂的方法。直接以脂肪酸为酰基供体，或补充甘油或甘油与葡萄糖的混合物后，以产油酵母为全细胞催化剂，有氧发酵获得含油脂菌体，并从菌体中提取微生物油脂。该方法能够获得含有多种脂肪酸并以一种为主的油脂，经分离提取后，在研究患有脂肪代谢疾病病体内甘油酯代谢情况中的应用，以及作为精细化学品、医药、食品添加剂或材料中间体，为微生物油脂的高值化生产提供了新途径，具有良好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微生物油脂的生产，特别涉及一种利用产油微生物为全细胞催化剂，脂肪酸为酰基供体，进行全细胞催化制备甘油脂的方法。
技术介绍
产油酵母、霉菌、细菌和一些藻类等产油微生物在一定条件下，将可发酵性糖转化为胞内油脂，称为微生物油脂。据报道，部分产油微生物在胞内积累的油脂可以达到自身干重的70％以上(LiYH,ZhaoZB,BaiFW.High-densitycultivationofoleaginousyeastRhodosporidiumtoruloidesY4infed-batchculture.EnzymeMicrobTechnol,2007,41(3):312-317)。利用微生物生产油脂，不受场地、季节及气候的影响，不占用农田耕地，生产时间短，容易实现油脂生产的规模化、连续化。微生物油脂在脂肪酸组成上与动、植物油油脂相似，因此，开发微生物油脂可以为生物能源产业发展提供新原料，具有重要的应用前景。随着社会生活的不断发展，人们对于油脂化学品的需求量剧增的同时也呈现出产品需求种类的多样化。油脂化学品广泛应用于化妆品、食品、制药、润滑剂、去污剂等(JinMJ,SliningerPJ,DienBS,etal.Microbiallipid-basedlignocellulosicbiorefinery:feasibilityandchallenges.TrendsBiotechnol.,2014,33(1),43-54.),还可用于追踪人类脂肪代谢途径，研究甘油酯在患有脂肪代谢疾病病人员体内代谢情况(CascioG,SchieraG.andLiegroID.Dietaryfattyacidsinmetabolicsyndrome,diabetesandcardiovasculardiseases.Curr.DiabetesRev.,2012,8,2-17.RenataMandDariushM.Transfattyacids:effectsonmetabolicsyndrome,heartdiseaseanddiabetes.NatRevEndocrinol.,5(6):335-344.)。充分开发利用微生物油脂，拓宽其应用范围，将显著提高其自身价值，同时降低微生物油脂生产成本。目前，利用产油酵母发酵生产时，绝大多数微生物积累的脂肪酸以油酸、棕榈酸、硬脂酸为主，另外还能少量积累亚油酸、肉豆蔻酸、亚麻酸、二十碳酸、二十二碳酸和二十四碳酸等。利用产油生产这类脂肪酸，用途虽广，但是限制了其进一步的开发潜力。因此，拓宽产油酵母油脂产物的图谱提高微生物油脂经济价值具有重要意义。产油酵母和霉菌具有较强的油脂代谢和储存能力，拓宽产油微生物油脂产物的图谱相关研究已有文献报道。首先，通过基因改造提高多不饱和脂肪酸的生产(XueZ,SharpePL,HongSP,etal.Productionofomega-3eicosapentaenoicacidbymetabolicengineeringofYarrowialipolytica.NatureBiotechnol.2013,31,734-740.)。第二，通过合成生物学手段开发利用产油酵母自身的异戊二烯途径生产高价值的产品(ZhouYJ,GaoW,RongQX,etal.“Modularpathwayengineeringofditerpenoidsynthasesandthemevalonicacidpathwayformiltiradieneproduction”J.Am.Chem.Soc.2012,134(6),3234–3241.)。最后，利用天然代谢网络，利用产油微生物自身对于脂肪酸积累的偏好性生产所需的产品(M,LaaksoS.Esterificationofconjugatedlinoleicacidbyyeastsforincreasingthevalueofplantmaterials.ProcessBiochem.2014,49,1831-1837)。
技术实现思路
生物来源的油脂在化工生产中起到重要的作用。目前利用产油微生物进行发酵产油脂存在的问题是，生产的油脂中脂肪酸图谱偏窄，而且集中于油酸和棕榈酸，而硬脂酸、亚油酸、亚麻酸、肉豆蔻酸、棕榈油酸含量低，造成其应用范围窄、经济性差。专利技术人认为以产油酵母或霉菌为平台，脂肪酸为酰基供体，采用全细胞催化的方式，可显著促进底物的代谢效率，拓宽微生物油脂的产品图谱，改善微生物油脂的技术经济性。因此，专利技术人利用大量产油微生物进行了科学实验，发现部分产油微生物菌株具有优良的全细胞催化生产油酯的生理特性。本专利技术在于提供一种以产油微生物为全细胞催化剂，以常见脂肪酸或常见脂肪酸与13C全标记脂肪酸的混合物为酰基供体，直接或补充甘油、葡萄糖、蔗糖中的一种或几种后，全细胞催化生产制备微生物油脂的方法。本专利技术工艺简便、方法易行、可高效利用和转化脂肪酸和甘油并合成甘油酯，该甘油酯可以用于精细化学品、医药、食品添加剂和材料中间体，能够有效改善改善微生物油脂生产技术的经济性。本专利技术通过以下技术方案予以实现：以脂肪酸为脂肪酰基供体，以产油微生物作为全细胞催化剂，在水相中反应获得含有多种脂肪酸的甘油脂。反应环境为培养基，培养基中接种产油微生物种子，接种量(以干细胞(Drycellweight，DCW)计)为0.5g/L-30g/L，微生物与脂肪酸的质量比为5/100至60/100；在pH值3.0-8.0，温度15℃-40℃下有氧发酵，至发酵液中脂肪酸浓度低于1g/L。所述产油微生物为斯达式油脂酵母Lipomyces属、丝孢酵母Trichosporon属、隐球酵母Cryptococcus属、冬孢酵母Rhodosporidium属、Mortierella属、Mucor属或Endomycopsis属菌株中的一种或二种以上。所述脂肪酸为十碳酸、十一碳酸、月桂酸、十三碳酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、13C全标记的十碳酸、十一碳酸、月桂酸、十三碳酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸中的一种或二种以上。在水相中反应后，弃上清，沉淀经2000-10000g离心3-30min，然后用1/5发酵体积的乙醇、石油醚各洗涤一次，置于60-110℃，烘干过夜，获得菌体，提取获得油脂。反应环境为产油微生物的培养基，培养基为液体培养基，培养基中含有甘油、葡萄糖、蔗糖中的一种或二种或三种，其中甘油、葡萄糖、蔗糖中的一种或二种或三种的总量不高于脂肪酸质量的20％，上述物质在培养基中的总浓度2-50g/L；培养基中还含有维持pH所需的缓冲盐，上述缓冲盐为3-(N-吗啉基)丙磺酸、2-(N-吗啡啉)乙磺酸磷酸盐缓冲液、柠檬酸缓冲液、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸钾、磷酸、盐酸或硫酸中的一种或二种以上；所述产油微生物培养在有氧条件下进行，培养温度15℃-40℃，pH值3.0-8.0。所获得含多种脂肪酸的甘油脂，底物脂肪酸占总脂肪酸质量的40％-95％。按照本专利技术所述方法制备得到的脂肪酸甘油酯可以在制备诊断脂肪代谢病标记物中应用。所述甘油酯用于精细化学品、医药、食品添加剂和材料中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种产油微生物制脂肪酸甘油脂的方法，其特征在于：以脂肪酸为脂肪酰基供体，以产油微生物作为全细胞催化剂，在水相中反应获得含有多种脂肪酸的甘油脂。
【技术特征摘要】
1.一种产油微生物制脂肪酸甘油脂的方法，其特征在于：以脂肪酸为脂肪酰基供体，以产油微生物作为全细胞催化剂，在水相中反应获得含有多种脂肪酸的甘油脂。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：反应环境为培养基，培养基中接种产油微生物种子，接种量以干细胞(Drycellweight，DCW)计为0.5g/L-30g/L，微生物与脂肪酸的质量比为5/100至60/100；在pH值3.0-8.0，温度15℃-40℃下有氧发酵，至发酵液中脂肪酸浓度低于1g/L。3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述产油微生物为斯达式油脂酵母Lipomyces属、丝孢酵母Trichosporon属、隐球酵母Cryptococcus属、冬孢酵母Rhodosporidium属、Mortierella属、Mucor属或Endomycopsis属菌株中的一种或二种以上。4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述脂肪酸为十碳酸、十一碳酸、月桂酸、十三碳酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、13C全标记的十碳酸、十一碳酸、月桂酸、十三碳酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸中的一种或二种以上。5.按...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵宗保，杨晓兵，沈宏伟，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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