裂殖壺菌細胞破壁工藝的研究 - 《廈門大學學報（自然科學

1、1裂殖壺菌細胞破壁工藝的研究裂殖壺菌細胞破壁工藝的研究何文勝12，王燦2，楊詩穎2（1.福建生物工程職業(yè)技術學院，福建福州350002；2.福建師范大學工業(yè)微生物發(fā)酵技術國家地方聯(lián)合工程研究中心生命科學學院，福建福州350117）摘要：摘要：裂殖壺菌是目前用于商業(yè)化生產(chǎn)DHA的高產(chǎn)菌株之一，由于DHA屬于胞內(nèi)油脂，因此對其進行充分破壁是工業(yè)化提取DHA的關鍵工序。研究酸熱法、堿熱法、超聲波法以及酶法對裂殖壺菌細胞破碎的影響，考察不同破壁

2、方法提取得到的油脂含量，結(jié)果表明酶法是最優(yōu)破壁方法。繼而探討不同單一酶的油脂提取量，并將破碎效果最好的單一酶（堿性蛋白酶）和多種復合酶進行比較，確定最佳用酶為堿性蛋白酶。為進一步完善酶法破碎裂殖壺菌細胞的效果以提高油脂得率，對堿性蛋白酶酶解的溫度、pH、時間以及酶用量等條件進行優(yōu)化。正交試驗結(jié)果表明，堿性蛋白酶最佳酶解條件為酶用量2%，溫度55℃，pH10，酶解時間2h。在此優(yōu)化條件下，裂殖壺菌Schizochytriumsp.FJU5

3、12的油脂提取量達到0.4586gg。關鍵詞：關鍵詞：裂殖壺菌；提取；油脂；酶法破碎中圖分類號：中圖分類號：TQ920.6文獻標志碼：文獻標志碼：ADHA（Docosahexaenoicacid，二十二碳六烯酸）是一種重要的ω3系列長鏈多不飽和脂肪酸，在人類大腦皮層、視網(wǎng)膜、睪丸以及精子中含量很高，是大腦結(jié)構(gòu)脂肪酸不可或缺的成分之一[12]，具有增強記憶力、提高智力、降低血壓和血脂、預防老年癡呆[34]、延緩衰老[5]等功能，是一種重要

4、的功能保健因子。裂殖壺菌Schizochytrium是一類單細胞海洋真菌，是目前商業(yè)化生產(chǎn)DHA的菌株之一，其安全性已經(jīng)得到美國食品和藥品部（FDA）的認可，可廣泛應用于嬰幼兒配方食品、孕期和哺乳期婦女食品及功能性食品[6]。裂殖壺菌Schizochytriumsp.FJU512，是本實驗室分離獲得的一株具獨立知識產(chǎn)權(quán)的DHA高產(chǎn)菌株[7]。該菌株生長速度較快，脂肪酸組成簡單，DHA含量高且易純化[8]，可作為DHA油脂相關研究的優(yōu)勢菌

5、株。DHA主要以甘油酯的形式存在裂殖壺菌胞體內(nèi)，為了獲取胞體內(nèi)的油脂，首先需進行裂殖壺菌細胞破碎。不同的細胞破碎方法直接影響DHA的產(chǎn)量、質(zhì)量和生產(chǎn)成本，因此選取一種合適的細胞破碎工藝對工業(yè)化生產(chǎn)DHA尤為重要[910]。目前在DHA的實際生產(chǎn)中，主要采用高壓勻質(zhì)等技術進收稿日期：收稿日期：20151110錄用日期：錄用日期：20160223基金項目：基金項目：福建省自然科學基金重大項目（2011H6007）；福建省自然科學基金項目（2

6、009J05057）；福建省科技重大專項（2010NZ00014）；福建省發(fā)改委產(chǎn)業(yè)化專項（閩財指［2010］358號）；福建省科技創(chuàng)新平臺項目（2014Y2008）通信作者通信作者：hwsql@3破壁待冷卻后加0.75mL無水乙醇與2mL正己烷，充分搖勻，1200rmin離心2min，萃取油脂，取上清于已知重量的螺口管中。重復上述操作3次，充分萃取油脂。將螺口瓶放置干燥器中真空過夜抽干即得油脂，再次稱重，所得重量減去螺口管重即為油脂重

7、量。2結(jié)果結(jié)果2.1不同破碎方法對油脂提取的影響不同破碎方法對油脂提取的影響以裂殖壺菌Schizochytriumsp.FJU512菌粉為材料，采用4種不同的細胞破碎方法（酸熱法、堿熱法、超聲波法、酶法）對其進行破碎，各種破碎方法獲得的油脂量如圖1所示，其中酶法和堿熱法破碎細胞效果最好，油脂量分別達到0.4535gg和0.4466gg，其次為酸熱法，而超聲波法破壁效果相對較差。酶法作用條件溫和、高效、低能耗，且能確保內(nèi)含物成分破壞最小。

8、另外，目前工業(yè)酶價格低廉且易得，因此確定裂殖壺菌最佳破碎方法為酶法破碎。圖1各種不同的細胞破碎方法獲得的總油脂及DHA產(chǎn)量Fig1EffectsofdifferentcelldisruptionmethodsontotallipidDHAyields堿熱法破碎主要是利用強堿對細胞壁中的某些成分（主要是多糖和蛋白質(zhì)）的作用，改變其空間結(jié)構(gòu)，使原來結(jié)構(gòu)緊密的細胞壁變得疏松，再經(jīng)沸水浴處理破壞細胞壁結(jié)構(gòu)，從而釋放胞內(nèi)油脂[12]。酶溶法是一種