裂殖壺菌細(xì)胞破壁工藝的研究 - 《廈門大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)

1、1裂殖壺菌細(xì)胞破壁工藝的研究裂殖壺菌細(xì)胞破壁工藝的研究何文勝12，王燦2，楊詩(shī)穎2（1.福建生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建福州350002；2.福建師范大學(xué)工業(yè)微生物發(fā)酵技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心生命科學(xué)學(xué)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(duì)其進(jìn)行充分破壁是工業(yè)化提取DHA的關(guān)鍵工序。研究酸熱法、堿熱法、超聲波法以及酶法對(duì)裂殖壺菌細(xì)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(fù)合酶進(jìn)行比較，確定最佳用酶為堿性蛋白酶。為進(jìn)一步完善酶法破碎裂殖壺菌細(xì)胞的效果以提高油脂得率，對(duì)堿性蛋白酶酶解的溫度、pH、時(shí)間以及酶用量等條件進(jìn)行優(yōu)化。正交試驗(yàn)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(shí)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(dá)到0.4586gg。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：裂殖壺菌；提取；油脂；酶法破碎中圖分類號(hào)：中圖分類號(hào)：TQ920.6文獻(xiàn)標(biāo)志碼：文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ADHA（Docosahexaenoicacid，二十二碳六烯酸）是一種重要的ω3系列長(zhǎng)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(qiáng)記憶力、提高智力、降低血壓和血脂、預(yù)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(xì)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(guó)食品和藥品部（FDA）的認(rèn)可，可廣泛應(yīng)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(shí)驗(yàn)室分離獲得的一株具獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的DHA高產(chǎn)菌株[7]。該菌株生長(zhǎng)速度較快，脂肪酸組成簡(jiǎn)單，DHA含量高且易純化[8]，可作為DHA油脂相關(guān)研究的優(yōu)勢(shì)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(jìn)行裂殖壺菌細(xì)胞破碎。不同的細(xì)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(xì)胞破碎工藝對(duì)工業(yè)化生產(chǎn)DHA尤為重要[910]。目前在DHA的實(shí)際生產(chǎn)中，主要采用高壓勻質(zhì)等技術(shù)進(jìn)收稿日期：收稿日期：20151110錄用日期：錄用日期：20160223基金項(xiàng)目：基金項(xiàng)目：福建省自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目（2011H6007）；福建省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2

6、009J05057）；福建省科技重大專項(xiàng)（2010NZ00014）；福建省發(fā)改委產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)（閩財(cái)指［2010］358號(hào)）；福建省科技創(chuàng)新平臺(tái)項(xiàng)目（2014Y2008）通信作者通信作者：hwsql@3破壁待冷卻后加0.75mL無(wú)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(fù)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(guò)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(duì)油脂提取的影響不同破碎方法對(duì)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(xì)胞破碎方法（酸熱法、堿熱法、超聲波法、酶法）對(duì)其進(jìn)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(xì)胞效果最好，油脂量分別達(dá)到0.4535gg和0.4466gg，其次為酸熱法，而超聲波法破壁效果相對(duì)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(jià)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(xì)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(qiáng)堿對(duì)細(xì)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(lái)結(jié)構(gòu)緊密的細(xì)胞壁變得疏松，再經(jīng)沸水浴處理破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，從而釋放胞內(nèi)油脂[12]。酶溶法是一種