高产油脂红酵母的选育及培养条件优化

高产油脂红酵母的选育及培养条件优化

徐振杰，胡 容，李 珍，程子彰，黄乾明*

(四川农业大学生命科学与理学院，四川 雅安 625014)

摘　　　要：以本实验室早期从自然界中分离纯化所得18株高产类胡萝卜素红酵母菌株为材料，采用苏丹黑染色法初筛、摇瓶法复筛，得到1株脂含量相对较高(14.63%)的菌株SCAU-13；经鉴定，该菌株为禾本红酵母(Rhodotorulagraminis)；以SCAU-13为出发菌株，经紫外诱变、硫酸二乙酯诱变和紫外-硫酸二乙酯复合诱变，最终得到突变菌株M124，其脂含量达42.42%，为出发菌株的2.90倍；培养条件优化结果表明其最佳产脂条件为：以葡萄糖为碳源，(NH4)2SO4为氮源，碳氮比为60:1，起始pH6.0，蛋白胨1.8g/L，酵母粉4g/L，MgSO4 7H2O 0.5g/L，在此条件下，菌体生物量为(13.55±0.10)g/L，脂含量为(53.67±0.17)%，产脂量为(7.27±0.03)g/L。关键词：红酵母；微生物油脂；鉴定；诱变；培养条件优化

Screening of Lipid-producing Rhodotorula and Optimization of Its Fermentation Conditions

XU Zhen-jie，HU Rong，LI Zhen，CHENG Zi-zhang，HUANG Qian-ming*(College of Biology and Science, Sichuan Agricultural University, Ya’an 625014, China)

Abstract：Eighteen Rhodotorula strains (SCAU 1 through 18) that can produce carotenoids were isolated from naturalenvironment and subjected to preliminary screening with Sudan Black dye and further screening by shake-flask culture. As aresult, strain SCAU-13 was found to have the highest lipid content of 14.63% and identified as Rhodotorula graminis. The strainwas mutagenized respectively with UV light, diethyl sulfate (DES) and their combination, resulting in 13 mutants, and strainM124 containing the largest amount of lipids among the 13 mutants was screened out, which was 42.42% and 2.90 times as highas that of the original strain SCAU-13. Orthogonal array optimization showed that the optimal fermentation conditions for lipidproduction by strain M124 were glucose as carbon source, (NH4)2SO4 as nitrogen source, carbon-to-nitrogen ratio of 60:1, initialpH 6.0, peptone concentration of 1.8 g/L, yeast extract concentration of 4 g/L and MgSO4 7H2O concentration of 0.5 g/L.Under the optimal culture conditions, the cellular biomass and the lipid content of dry bacterial cells were (53.67 ± 0.17) % and(13.55 ± 0.10) g/L, respectively, and the yield of lipid (7.27 ± 0.03) g/L fermentation broth.Key words：Rhodotorula；microbial oil；identification；mutation；culture optimization

中图分类号：Q819 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2011)11-0209-07

微生物油脂又称单细胞油脂(single cell oils，SCO)，是指由酵母、霉菌、细菌和藻类等微生物在一定条件下，利用碳水化合物、碳氢化合物和普通油脂作为碳源，在菌体内产生的大量油脂[1]。早期的微生物油脂研究主要集中在γ-亚麻酸(GLA)、花生四烯酸(ARA)、二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)等功能性油脂的开发上。近年来，由于能源问题的日益突出，生物柴油应运而生，目前多采用动植物油脂生产生物柴油，但原料成本偏高，经济可行性差。产油微生物具有资源丰富、油脂含量高、碳源利用谱广等特点，开发潜

收稿日期：2010-09-30

力大，利用微生物生产油脂成为开发油脂资源的一个新方向[2]。目前，研究较多的是酵母、霉菌和微藻[3-6]。但是，国内目前还没有能够用于大规模工业化生产油脂的优良菌株。

红酵母是一类单细胞真菌，不仅可以积累大量油脂、产生类胡萝卜素、合成并分泌过氧化物歧化酶(SOD)，其菌体还是优质的单细胞蛋白；在一定条件下，还能产丙氨酸、蛋氨酸和谷氨酸[7]；其营养要求简单、粗放，可用蔗渣、废糖蜜等作为培养基质，成本较低。红酵母自身的这些特性使得它具有巨大的潜在

基金项目：四川省教育厅重点科研项目(08ZA053)；四川农业大学科技创新基金项目(00731200)

作者简介：徐振杰(1986—)，男，硕士研究生，研究方向为微生物生物化学与分子生物学。E-mail：xzj5845@http://www.77cn.com.cn*—)：

1.3.3

菌株的鉴定

应用价值和广阔的开发前景。本研究从实验室已有的18株高产类胡萝卜素的红酵母中筛选到1株油脂产量较高的菌株，并通过诱变和培养条件优化，进一步提高了油脂产量，为该红酵母菌株的综合利用提供参考，也为发掘新的油脂微生物资源提供实验依据。11.1

材料与方法试剂与仪器

葡萄糖、酵母膏、蛋白胨为生物试剂；其他试剂均为国产分析纯。

SHZ-82水浴恒温振荡器 江苏金坛市进程国胜实验仪器厂；GHP-9050隔水式恒温培养箱 上海齐欣科学仪器有限公司；KYKY-1000B型扫描电子显微镜 美国Amray公司；MyCycler PCR仪 美国Bio-Rad公司；凝胶电泳系统 北京六一仪器厂。1.2

菌株与培养基

红酵母菌株SCAU-1、SCAU-2、SCAU-3、SCAU-4、SCAU-5、SCAU-6、SCAU-7、SCAU-8、SCAU-9、SCAU-10、SCAU-11、SCAU-12、SCAU-13、SCAU-14、SCAU-15、SCAU-16、SCAU-17和SCAU-18，由四川农业大学化学生物学实验室分离、保存。

固体培养基(g/L)：葡萄糖30、蛋白胨20、酵母粉20、琼脂20，pH值自然。种子培养液(g/L)：葡萄糖50、蛋白胨20、酵母粉20、MgSO4 7H2O 0.5，pH值自然。液体发酵培养基(g/L)：葡萄糖120、酵母粉4、KNO3 9、NH4H2PO4 3、(NH4)2SO4 6、蛋白胨1.8、MgSO4 7H2O 0.5，pH值自然。1.31.3.11.3.2

方法初筛

采用苏丹黑定性染色法[8]。复筛< …… 此处隐藏：12996字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……