“葡萄糖充足-溶解氧浓度周期”组合控制策略强化Schizochytrium sp.S31生产DHA

作者：任俊; 吴赵梅; 陈志炎

来源：食品与发酵工业, 2022, 1-8.

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032158

• 裂殖壶菌
• DO
• 葡萄糖浓度
• DHA
• 周期控制

裂殖壶菌（Schizochytrium sp.S31）作为典型好氧产二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid， DHA）微生物，其生产过程中同时维持葡萄糖和溶解氧浓度（dissolved oxygen concentration， DO）于充足水平有利于细胞快速生长和DHA的大量积累。然而，裂殖壶菌细胞若长期处于DO充足状态时，存在胞内活性氧（reactive oxygen species， ROS）易发生积累，损害裂殖壶菌生物量和DHA产量的难题。为此，该文提出一种新型的“葡萄糖充足-DO周期”组合控制策略，即通过脉冲流加葡萄糖方式将其浓度维持于40 g/L左右的高浓度水平，与此同时，DO控制模式则是将培养阶段等分为10个10 h阶段，每个阶段的前8 h维持DO于充足水平（> 10%），后2 h维持DO于受限水平（接近于零）。结果表明，采用该组合控制策略时：（1）最大胞内ROS浓度从对照的209.37 FI/g-DCW降至146.38 FI/g-DCW的低水平；（2）维持代谢系数从0.0 266 1/h降至0.0 212 1/h的较低水平；（3）DHA合成所需的关键前体物质乙酰辅酶A和辅因子NADPH合成途径中相关关键酶的活性、细胞比生长速度和葡萄糖消耗速率均得到增强；（4）DHA产量达到了13.69 g/L的最高水平，相比于对照两批次的3.92 g/L（葡萄糖充足-DO受限）和9.76 g/L（葡萄糖充足-DO充足），分别提高了256.1%和40.3%。

• 单位
  食品科学与工程学院; 扬州大学; 溧阳市天目湖中等专业学校