H_2O_2对裂殖壶菌产DHA及发酵动力学的影响.pdf

摘要

摘要

二十二碳六烯酸（DocosahexaenoicAcid,DHA）具有促进大脑发育、预防心血管疾

病等重要生理功能，裂殖壶菌（Schizochytrium）因其含有丰富的油脂和DHA而成为产

业化产DHA的重要菌种之一。目前，裂殖壶菌中油脂产量和DHA产量主要通过发酵

优化策略提高，但关于外源添加物诱导产生活性氧（ReactiveOxygenSpecies，ROS），

提高裂殖壶菌DHA产量的研究较少。本文通过筛选外源添加物，并优化其添加物浓度

与添加时间提高裂殖壶菌中的DHA产量，通过建立分批发酵动力学模型，为提高裂殖

壶菌工业生产提供一种新的研究思路。主要研究如下：

（1）筛选外源添加物，并探究添加浓度及添加时间对裂殖壶菌DHA产量的影响。

在裂殖壶菌发酵过程中分别添加过氧化氢（HO）、氯化锌（ZnCl）、硫酸铜（CuSO）、

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氯化铬（CrCl）和硝酸银（AgNO）五种外源添加物，添加HO和ZnCl时裂殖壶菌

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DHA产量最高，分别为2.87g·L-1和2.71g·L-1，DHA产量分别提高11.26%和5.45%。

经优化，HO和ZnCl最适添加浓度分别为1.5mmol·L-1和15μmol·L-1，裂殖壶菌中

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DHA产量分别为3.17g·L-1和2.71g·L-1，分别提高23.34%和5.45%。结果显示，添加

HO时DHA产量有明显提高，并且生物量、油脂产量和DHA产量远高于添加ZnCl

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时，选取HO进行发酵时间优化。经优化，HO最佳添加时间为48h，生物量提高

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29.29%，油脂产量及DHA产量分别为13.37g·L-1和4.18g·L-1，分别提高29.18%和

67.87%。经过外源添加物筛选，添加浓度及添加时间优化，DHA产量有明显提升，最佳

外源添加物为HO，添加浓度及添加时间分别为1.5mmol·L-1和48h。

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（2）通过裂殖壶菌胞内化合物变化的分析，探究HO对裂殖壶菌油脂及DHA产

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量的影响。添加HO时ROS含量提高7.94%，活性氧（ReactiveOxygenSpecies，ROS）

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有利于裂殖壶菌油脂积累，少量ROS有利于诱导天然抗氧化物类胡萝卜素的产生，胞

内类胡萝卜素提高12.89%，有利于维持菌体中DHA稳定性；外源添加HO后裂殖壶

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菌油脂积累期间胞内蛋白质及多糖含量分别降低30%和20%以上，有利于碳源流向油脂

积累，间接证明HO诱导的ROS有利于提高裂殖壶菌油脂产量。

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（3）在经验模型的基础上，推导裂殖壶菌发酵动力学模型，利用软件拟合发酵动力