含高水平ω-3脂肪酸的微生物油脂制造技术

本申请提供了微生物油脂以及制备和使用含高水平ω

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含高水平
ω
‑
3脂肪酸的微生物油脂
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年4月3日提交的美国临时申请第63/005,054号的优先权，该申请通过引用整体并入本文。

技术介绍

[0003]来自微生物的油脂是由两条平行的脂肪酸合成途径产生的：经典的脂肪酸合成(FAS)途径和多不饱和脂肪酸(PUFA)合酶途径。中链脂肪酸如肉豆蔻酸(C14:0)和棕榈酸(C16:0)通常由FAS途径产生，长链多不饱和脂肪酸(LC
‑
PUFA)如二十二碳六烯酸(DHA，C22:6 n
‑
3)和二十二碳五烯酸(DPA，C22:5 n
‑
6)通常由PUFA合酶途径产生。然而，根据这些平行途径的相对活性，所得的脂肪酸谱在跨微生物中变化很大。

技术实现思路

[0004]本文提供了微生物油脂以及制备和使用含高水平ω
‑
3脂肪酸的微生物油脂的方法。具体地，提供了包含至少85重量％的总脂肪酸的微生物油脂，其中总脂肪酸包含至少50重量％的DHA。还提供了制备生物质的方法，其包括在包含脂肪酸合成抑制剂的培养基中培养产油脂的微生物(例如，橙黄壶菌属(Aurantiochytrium))，其中所述生物质包含至少500mg/g的油脂。
附图说明
[0005]图1是显示在20℃下利用不同的初始脂肪酸合成抑制剂给药时间点的橙黄壶菌属种(G3)的脂肪酸谱的图。
[0006]图2是显示在20℃下在不同浓度的脂肪酸合成抑制剂中的橙黄壶菌属种(G3)的脂肪酸谱的图。
[0007]图3是显示在20℃下的各种脂肪酸合成抑制剂给药策略中的橙黄壶菌属种(G3)的脂肪酸谱的图。指示3次和6次的处理是在接种后24小时开始以等间隔的时间间隔多次添加脂肪酸合成抑制剂。对于3次添加实验，间隔是24小时。对于6次添加实验，间隔是12小时。
[0008]图4是显示在20℃下的各种脂肪酸合成抑制剂给药策略中的橙黄壶菌属种(G3)中最终产物(DHA、总脂肪酸(TFA)和饱和脂肪酸(SFA))浓度的图。指示3次和6次的处理是在接种后24小时开始以等间隔的时间间隔(每12小时)多次添加脂肪酸合成抑制剂。
[0009]图5是显示在20℃下的各种脂肪酸合成抑制剂给药策略中的橙黄壶菌属种(G3)中消耗的每单位葡萄糖的产物(SFA和DHA)产率的图。指示3次和6次的处理是在接种后24小时开始以等间隔的时间间隔(每12小时)多次添加脂肪酸合成抑制剂。
[0010]图6是显示以烧瓶规模的25℃和20℃培养条件的橙黄壶菌属种(G3)的脂肪酸谱的图。
[0011]图7是显示橙黄壶菌属种(G3)的脂肪酸谱的图。对照在没有化学抑制剂的情况下在25℃下在烧瓶中培养。全程发酵运行是在30L发酵桶中在所指示温度下分批补料发酵，并
且脂肪酸合成抑制剂处理在20℃下培养，在烧瓶规模下脉冲添加12μM总浅蓝菌素。
具体实施方式
[0012]ω
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3脂肪酸，包括来自长链多不饱和脂肪酸(LC
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PUFA)家族的二十二碳六烯酸(DHA，C22:6 n
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3)和二十碳五烯酸(EPA，C20:5 n
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3)，是人和非人哺乳动物的必需脂肪酸。微生物油脂中所需的ω
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3脂肪酸的量根据应用而变化。例如，膳食补充剂和药物通常优选每单位油脂中更高浓度的ω
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3脂肪酸。为了达到此类浓度，ω
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3脂肪酸通常通过酯基转移作用和分子蒸馏来浓缩(Bonilla
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Mendez和Hoyos
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Concha，Corpoica Cienc Tecnol Agropecuaria，Mosquera(Colombia)，19(3)：645
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668(2018))。然而，最终的浓缩产物通常是乙酯(EE)化学形式，而不是甘油三酯(TG)形式，即微生物合成脂质时的天然化学结构。不仅EE形式需要可能损害其嗅觉特性的另外的加工，而且已经显示EE形式的ω
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3对人体的生物利用度低于原始的TG形式。
[0013]增加ω
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3含量的常见策略包括选择高ω
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3微生物菌株、经典诱变和遗传修饰(Lian等人，Appl BiochemBiotechnol，162：935
‑
941(2010))。可替代地，已经在不同的微生物中测试了在各种机制下具有影响脂肪酸合成代谢潜力的化学品。然而，缺乏应用此类原理来实现DHA含量商业上有意义的增加，同时避免或最小化其它脂肪酸组分(包括DPA和饱和脂肪酸)的任何不希望的变化的高效且有效的方法。
[0014]本文描述了含有高水平ω
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3脂肪酸的油脂，其中DHA约占脂肪酸谱的50％
‑
70％。还描述了使用脂肪酸合成抑制剂来抑制FAS途径中不太需要的产物，而有利于来自PUFA合酶途径的高价值PUFA产物的方法。所提供的油脂含有高浓度的DHA，而不牺牲微生物的生产力。此外，描述了使用抑制本文所述脂肪酸合酶多酶复合物的抑制剂的方法。实例示出了G3的脂肪酸谱，显示了DHA含量的显著增加(当与对照相比时，高达83.3％以上)，并且在脉冲添加脂肪酸合成抑制剂的情况下甚至更高。油脂中几乎70％的TG形式的DHA的结果超过了报道的DHA浓度。
[0015]包括破囊壶菌在内的微生物产生含有多种脂质的油脂，包括各种形式和量的脂肪酸。如本文所用，术语脂质包括磷脂、游离脂肪酸、脂肪酸酯、三酰基甘油、甾醇和甾醇酯、类胡萝卜素、叶黄素(例如，含氧类胡萝卜素)、烃和本领域普通技术人员已知的其他脂质。脂肪酸是以羧基基团为末端的烃链，如果它们含有至少一个碳
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碳双键，则称为不饱和的，当它们含有多个碳
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碳双键时，则称为多不饱和的。例如，微生物可以产生(i)短链脂肪酸(SCFA)，其是具有少于六个碳的脂肪族尾的脂肪酸(例如，丁酸)；(ii)中链脂肪酸(MCFA)，其是具有6
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12个碳的脂肪族尾的脂肪酸；(iii)长链脂肪酸(LCFA)，其是具有多于13个碳的脂肪族尾的脂肪酸。各种微生物产生不同类型和量的这些脂肪酸。本文提供了将这些脂肪酸的产生从由FAS途径产生的中链脂肪酸转移到由PUFA合酶途径产生的长链脂肪酸的微生物和方法。脂肪酸合成(FAS)被定义为通过称为脂肪酸合酶的酶的作用从乙酰辅酶A和NADPH产生脂肪酸。PUFA合酶途径能够通过大的多结构域、多亚基酶从丙二酰辅酶A从头合成多不饱和脂肪酸。FAS途径的主要终产物是棕榈酸，而PUFA合酶的主要终产物是PUFA，诸如DHA和DPA。
[0016]因此，本文提供了微生物油脂以及制备和使用微生物油脂的方法。油脂包括甘油单酯、甘油二酯和甘油三酯形式的脂肪酸，以及游离脂肪酸和磷脂。任选地，微生物油脂包...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种微生物油脂，其包含至少85重量％的总脂肪酸，其中所述总脂肪酸包含至少50重量％的二十二碳六烯酸、6重量％至18重量％之间的二十二碳五烯酸n
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6和少于1重量％的硬脂酸。2.一种微生物油脂，其包含至少85重量％的总脂肪酸，其中所述总脂肪酸包含至少60重量％的二十二碳六烯酸。3.如权利要求1或2所述的微生物油脂，其中所述总脂肪酸包含0.01重量％至1重量％的硬脂酸。4.如权利要求1至3中任一项所述的微生物油脂，其中所述总脂肪酸包含10重量％至18重量％之间的二十二碳五烯酸n
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6。5.如权利要求1至4中任一项所述的微生物油脂，其中所述微生物油脂包含85重量％至95重量％的总脂肪酸。6.如权利要求1至4中任一项所述的微生物油脂，其中所述微生物油脂包含至少90重量％的总脂肪酸。7.如权利要求1至6中任一项所述的微生物油脂，其中所述总脂肪酸包含少于1重量％的二十碳五烯酸。8.如权利要求1至7中任一项所述的微生物油脂，其中所述总脂肪酸包含少于3重量％的十五烷酸。9.如权利要求1至8中任一项所述的微生物油脂，其中所述总脂肪酸包含少于40％的饱和脂肪酸。10.如权利要求9所述的微生物油脂，其中所述总脂肪酸包含10％至40％之间的饱和脂肪酸。11.如权利要求9所述的微生物油脂，其中所述总脂肪酸包含10％至30％之间的饱和脂肪酸。12.如权利要求1至11中任一项所述的微生物油脂，其中所述总脂肪酸包含60重量％至70重量％的二十二碳六烯酸。13.如权利要求1至12中任一项所述的微生物油脂，其中所述总脂肪酸包含0.01重量％至2.0重量％的花生四烯酸。14.如权利要求1至13中任一项所述的微生物油脂，其中所述总脂肪酸包含0.01重量％至1重量％的二十碳四烯酸。15.如权利要求1至14中任一项所述的微生物油脂，其中所述微生物油脂包含至少90％的甘油三酯。16.如权利要求15所述的微生物油脂，其中所述微生物油脂包含至少95％的甘油三酯。17.如权利要求1至16中任一项所述的微生物油脂，其中所述二十二碳六烯酸与二十二碳五烯酸n
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6的比率小于或等于7:1。18.如权利要求1至17中任一项所述的微生物油脂，其中所述总脂肪酸包含少于4重量％的肉豆蔻酸。19.如权利要求1至18中任一项所述的微生物油脂，其中所述总脂肪酸包含少于30重量％的棕榈酸。20.如权利要求1至19中任一项所述的微生物油脂，其中所述总脂肪酸包含至少60重
量％的二十二碳六烯酸和10重量％至18重量％之间的二十二碳五烯酸n
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6。21.如权利要求1至20中任一项所述的微生物油脂，其中所述总脂肪酸包含0.1重量％至0.5重量％的十七烷酸。22.如权利要求1至21中任一项所述的微生物油脂，其中所述油脂是通过在22℃至28℃的温度下在培养基中培养橙黄壶菌属微生物而产生的。23.如权利要求1至21中任一项所述的微生物油脂，其中所述油脂是通过在25℃至28℃的温度下在培养基中培养橙黄壶菌属微生物而产生的。24.一种制备生物质的方法，其包括在包含脂肪酸合成抑制剂的培养基中培养产油脂的橙黄壶菌属微生物，其中所述生物质包含至少500mg/g的油脂。25.如权利要求24所述的方法，其中所述培养基的温度为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：约书亚，
申请(专利权)人：玛拉可再生能源公司，
类型：发明
国别省市：