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γ亚麻酸(γ-linolenic acid,GLA)是一种在生物体内具有独特生物活性的必需多烯不饱和脂肪酸。GLA在心脑血管系统,呼吸系统,肝脏,糖尿性精神病变和生殖系统具有非常重要的调节作用。目前已广泛应用于医药、食品、饲料、化妆晶、生物转化等领域。随着人们对GLA生物活性认识的不断提高,市场需求日益增强,GLA的天然来源已供不应求,微生物发酵生产GLA以其独特的优势已成为近年研究的热点,是一个潜力巨大的GLA新资源。本论文以刺孢小克银汉霉菌(Cunninghamella echinulata)Xmu-Lu-415为出发菌株,进行摇瓶培养研究。
通过摇瓶实验,初步确定发酵培养基。通过单因素实验分别就无机氮源、非离子表而活性剂、酵母粉及玉米浆对C.echinulata生长和油脂积累的影响进行了优化,从而确定出C.echinulata发酵生产GLA的最佳发酵培养基组成(g/L):葡萄糖80,酵母粉2.5,KH2PO43,MgSO4·7H2O3,NH4Cl3,柠檬酸3,柠檬酸三钠12,玉米浆5,FeSO40.02,CaCl20.02,CuSO40.0004,ZnSO40.002。
以摇瓶发酵培养基为对照,考查了维生素的添加对GLA积累量的影响。结果表明,VB12、泛酸钙、肌醇、硫辛酸、烟酸、核黄素和生物素的添加有利于GLA的积累,VE、VB1、VB6和叶酸的添加则对GLA的积累有抑制作用,但对生物量和油脂含量没有影响。
在优化的培养基基础上,继续考察碳源、碳氮比及金属元素对GLA积累的影响。结果表明,最佳碳源为蔗糖,Mn2+、Fe2+、Zn2+三种金属离子的最佳浓度均为20 mg/L,且当碳氮比为35时可获得最大GLA含量1351.8 mg/L。
同时,考查碳源、碳氮比及金属元素对C.echinulata油脂成分的影响,结果表明,油脂成分主要足棕榈酸(Palmitic acid,PA)、硬脂酸(Stearic acid,SA)、油酸(Oleic acid,OA)、亚油酸(Linolenic acid,LA)及GLA五种。其中,OA含量占油脂的比例最大,在20％.30％间;其次是GLA含量占油脂的比例,在15％-20％间;PA、SA和LA三种成分占油脂的比例大约25％。