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二十二碳六烯酸(Trans-4,7,10,15,16,19-docosahexaenoic acid,简称DHA),是一种重要的ω-3系列多不饱和脂肪酸,是人体必须不饱和脂肪酸,具有健脑保健、促进视力发育、抗炎免疫、降血脂、辅助治疗心血管疾病和癌症等生理功能。人体自身难以合成DHA,必须从体外摄入。深海鱼油是DHA的传统来源,但鱼油的品质与产量难以满足商业化发展需求,开发DHA新来源已成为必然的发展趋势,其中,利用微生物发酵生产DHA并通过对发酵过程的控制获得较高产量是目前的研究热点。 本课题对筛选到的产DHA菌株进行鉴定,并对其培养条件进行研究,取得结果如下: (1)通过对菌体形态、生活史、脂肪酸成分分析和18S rDNA序列分析将本实验室保藏的一株产DHA菌株鉴定为裂殖壶菌(Schizochytrium sp.),并命名为Schizochytrium RBB-28。该菌株以二分裂法生殖,繁殖速度快,且菌体内不饱和脂肪酸组成相对简单,DHA含量高。 (2)对影响裂殖壶菌Schizochytrium RBB-28菌体生长和油脂积累的营养条件和培养条件进行了研究和分析,采用Box-Behnken响应面分析法对其中关键影响因素进行了优化,得到摇瓶水平最适营养条件和培养条件为:初始葡萄糖浓度92.07 g/L,初始酵母粉浓度15 g/L,NaNO3浓度为3.31 g/L,KH2PO4浓度1.5 g/L,MgSO4·7H2O浓度0.3 g/L,海水晶浓度20 g/L,发酵初始pH5.84、摇瓶装液量50 mL/250 mL、种龄48 h、接种量4％,180 rpm,26℃震荡培养。摇瓶小试水平获得最佳结果为生物量30.3 g/L,油脂产量为12.9 g/L,DHA产量达到5.1 g/L。 (3)本文通过对培养过程中产物积累和基质代谢的动力学分析,确定了补料成分和方式。在强化菌体生物量和油脂含量的基础上通过溶氧分阶段控制和流加补料实现裂殖壶菌的高密度发酵,获得了较高的DHA产量。建立了裂殖壶菌高密度发酵技术,在发酵第3天开始以葡萄糖25 gL-1d-1,硝酸钠0.5 gL-1d-1流加补料,并设置溶氧分阶段控制策略,在发酵第7天,可得生物量42.1 g/L,油脂产量17.01 g/L,DHA产量7.16 g/L。本研究采用的发酵条件分阶段控制策略对裂殖壶菌高产DHA发酵技术研究具有重要意义。