一株利用海水培养的魏氏藻及其用途转让专利

申请号 : CN202010223083.6

文献号 : CN111349566B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 吴嘉仪向恩宏马一全

申请人 : 佛山蓝强生物科技有限公司

摘要 :

本发明公开了一株海水培养的魏氏藻,即魏氏藻(Vischeria sp.)LQ‑1984株系。所述的魏氏藻(Vischeria sp.)LQ‑1984株系,编号为LQ‑1984,拉丁名称为Vischeria sp.,保藏号为CCTCC M 20191120,命名为Vischeria sp.LQ‑1984。其成熟的细胞表面光滑,细胞壁无突起,直径为10‑15μm,呈球形或近球形,叶绿素为周生叶状,内含一蛋白核。所述魏氏藻(Vischeria sp.)LQ‑1984株系相比其他ω‑7脂肪酸的生产原料,其来源不受环境、地域、季节性等限制,可以满足巨大的原料缺口。所述魏氏藻(Vischeria sp.)LQ‑1984株系含有高含量ω‑7脂肪酸,其高品质藻粉可用于生产ω‑7相关的保健品、食品、化妆品等。

权利要求 :

1.一株利用海水培养的魏氏藻,编号为LQ‑1984,拉丁名称为Vischeria sp.,保藏号为CCTCC M 20191120,命名为Vischeria sp.LQ‑1984。

2.如权利要求1所述的魏氏藻的培养方法,其特征是,将所述魏氏藻置于海水培养基中‑2 ‑1

培养,培养条件如下:光照强度为200μmol photons m s ;温度为25±1℃,pH值为7.5,通入二氧化碳含量为3%的压缩气体。

3.如权利要求2所述的魏氏藻的培养方法,其特征是,所述海水培养基的组分包含:天然海水,海水盐度为15‰‑35‰,硝酸钠1.5g/L,碳酸氢钠0.5g/L,磷酸二氢钠0.04g/L,硫酸亚铁0.005g/L。

4.如权利要求1所述的魏氏藻在生产ω‑7脂肪酸中的应用。

5.如权利要求1所述的魏氏藻在制备保健食品中的应用。

6.如权利要求1所述的魏氏藻在制备食品中的应用。

7.如权利要求1所述的魏氏藻在制备化妆品中的应用。

说明书 :

一株利用海水培养的魏氏藻及其用途

技术领域

[0001] 本发明涉及微藻,尤其涉及一株利用海水培养的魏氏藻。同时本发明还涉及该魏氏藻的应用。

背景技术

[0002] 目前报道的用于生产ω‑7脂肪酸的微藻多为淡水微藻,随着全球淡水资源日益短缺的问题,淡水微藻培养受到很大程度的限制,此外,淡水微藻的培养存在诸多问题,如杂
藻污染、原生动物捕食、微囊藻毒素残留和重金属富集等。
[0003] ω‑7脂肪酸又名棕榈油酸,为一组单不饱和脂肪酸,是人体内一种十分重要的非必需脂肪酸,由于其独特的生理功能,近年来受到许多学者的关注。研究表明:ω‑7脂肪酸
主要通过影响细胞的信号通路和炎症标记物,降低C‑反应蛋白(CRP)的水平,借以促进人体
肝脏和肌肉细胞的新陈代谢,提高机体的抗炎症反应;通过抑制人体细胞中的黑色素因子,
防止色素沉着,改善皮肤;通过增加细胞膜的流动性,降低血液中的低密度脂蛋白胆固醇,
提高人体对胰岛素的敏感性,从而起到预防动脉粥样硬化和糖尿病等老年疾病的作用。
[0004] 目前,国外已有不少ω‑7脂肪酸相关保健食品上市,但是,天然的ω‑7脂肪酸在自然界中很难被找到。市场上的ω‑7主要的商业来源有鱼类(尤其是深海鱼类)、植物沙棘和
坚果类等。现阶段,应用这些原料提取ω‑7脂肪酸存在很大问题:1)含量低,制备成本高。研
究表明,深海鱼油中ω‑7的含量仅为7%左右,间接增加了ω‑7产品相关产品的制作成本。
2)资源有限。深海鱼类和坚果类等在我国分布和资源都十分有限,特别是深海鱼类,由于过
度捕捞极易造成环境问题,获取难度大。沙棘和坚果栽培则需要大量的土地和人力物力,且
存在季节性,远远不能满足市场的需要。3)产品性质不稳定,含饱和脂肪酸高,不利于人体
健康。研究发现,鱼类中提取的ω‑7脂肪酸不仅含量非常之低,其味道和气味难以接受,还
必须经过严格的化学精炼才可以使用。
[0005] 微藻是一类体型微小、能进行光合作用的低等植物,具有可利用光能、生长繁殖快、对环境适应性强和易培养等特点,在自然界中广泛存在。微藻营养物质丰富,包括蛋白
质、多糖、脂肪酸等,一些特殊的微藻可以积累ω‑7脂肪酸,如小球藻(Chlorella)、真眼点
藻(Eustigmatos)等。现阶段,我国微藻种质资源丰富、分布广泛,微藻培养和产业化养殖技
术位列世界前茅。相比鱼类(尤其是深海鱼类)、植物沙棘和坚果类等,微藻资源不受环境、
地域、季节等限制,是一种可持续的原料资源,应用微藻作为ω‑7脂肪酸原料来源,可以解
决目前市场上巨大的原料缺口。
[0006] 目前报道的产ω‑7脂肪酸微藻绝大部分为淡水微藻,虽然淡水微藻也可以进行大规模培养,但由于中国淡水和耕地资源紧缺,以大量耕地和淡水资源换取ω‑7脂肪酸资源,
确实是一种不经济的发展模式。众所周知,海水占全球水资源量高达96.5%且富含各种营
养盐,是微藻规模化培养的潜在天然水资源。我国海岸线长,海水资源丰富,利用海水培养
微藻,不仅能节省淡水资源,同时由于海水中富含各种营养盐,配制海水培养基只需在天然
海水基础上添加碳、氮、磷、铁等元素即可满足微藻的生长需求,可大幅度减少养殖肥料的
用量,从而降低培养成本。
[0007] 目前已公开的相关专利中,未发现涉及海水魏氏藻藻种的专利,现举例对已公开的ω‑7(棕榈油酸)相关技术发明进行描述:
[0008] 1)一种从沙棘果油中提纯棕榈油酸的方法(CN201910593544.6):该发明公开了一种从沙棘果油中提纯棕榈油酸的方法,采用超临界萃取技术,提高沙棘果油中棕榈油酸的
含量。另采用油脂精炼技术,进一步提高棕榈油酸含量并减低饱和脂肪酸含量。但该发明中
通过两步法提纯沙棘果油中的棕榈油酸,虽然颇有成效,但是收集果油和提纯精炼工艺复
杂,操作成本高,还要用到工业化学品和高温处理存在污染环境的问题。
[0009] 2)一种利用坚果油制备棕榈油酸的方法及棕榈油酸的应用(CN201910536726.X):该发明提供一种利用澳洲坚果油制备棕榈油酸的方法,通过本发明方法制得的棕榈油酸,
其棕榈烯酸是原油的棕榈烯酸含量的1.5‑5倍(16.85%),制备效果欠佳,不利于产业开发
利用,此外,从坚果油中提取的油酸同样存在提取和提纯精炼等复杂工艺的问题。
[0010] 3)一种利用真眼点藻纲微藻生产棕榈油酸的方法(CN201810970857.4):该发明公开一种利用真眼点藻纲微藻生产棕榈油酸的方法,提供一种浓缩微藻棕榈油酸的制备方
法,包括皂化、低温冷冻沉淀、酸解和尿素包埋等处理。该方法中的藻株是淡水微藻,实际应
用中,淡水微藻的培养存在诸多问题,如淡水资源短缺、容易污染杂藻、原生动物捕食、微囊
藻毒素残留和重金属富集等。
[0011] 4)一种鱼油中提取棕榈油酸的制备方法(CN201510827250.7):提供一种鱼油中提取棕榈油酸的制备方法,通过脱酸、脱色、脱臭、乙酯化、多级分子蒸馏处理、尿素包合再蒸
馏等步骤,使制备的棕榈油酸为黄色或淡黄色透明液体,纯度高、产量品质高。该方法由于
鱼油来源十分有限,限制了其产业化发展,此外,鱼油味道和气味都较难接受,还必须经过
严格的化学精炼才可以使用,间接增加生产成本。
[0012] 在微藻棕榈油酸(ω‑7)含量方面,已公开的专利数量较少,多数为利用微藻以外的其他原料来制备棕榈油酸的方法。目前这些原料由于来源、棕榈油酸含量和品质等各种
限制,尚不具备完善的产业化价值。海水培养微藻原料不受地理环境限制、不受季节采收限
制,具有绿色、可持续的优势,可以满足目前巨大的原料缺口和节约淡水。综上所述,有必要
进行海水培养的高产棕榈油酸的新资源微藻探索。

发明内容

[0013] 本发明的目的之一是提供一株海水培养的魏氏藻,即魏氏藻(Vischeria sp.)LQ‑1984株系。其能在不同盐度的海水中生长,只需在天然海水基础上添加碳、氮、磷、铁等元素
即可满足其生长需求,不仅可以大幅度节约淡水资源,减少养殖肥料的用量,避免其他原生
动物污染,更重要的是海水培养可以大幅提高ω‑7脂肪酸的含量,从根本上解决优质原料
的来源问题。
[0014] 具体地,所述的魏氏藻(Vischeria sp.)LQ‑1984株系,编号为LQ‑1984,拉丁名称为Vischeria sp.,保藏号为CCTCC M 20191120,命名为Vischeria sp.LQ‑1984。该魏氏微
藻分离纯化自广东茂名海水水产(对虾)养殖池塘。
[0015] 所述魏氏藻(Vischeria sp.)LQ‑1984株系具有以下优点:
[0016] 1)所述魏氏藻(Vischeria sp.)LQ‑1984株系相比其他ω‑7脂肪酸的生产原料,其来源不受环境、地域、季节性等限制,可以满足巨大的原料缺口。
[0017] 2)所述魏氏藻(Vischeria sp.)LQ‑1984株系细胞中ω‑7脂肪酸含量占细胞总脂肪酸50%以上,相对于现有藻株具有非常明显的优势和开发相关产品的应用潜力。
[0018] 3)所述魏氏藻(Vischeria sp.)LQ‑1984株系脂肪酸组成以16碳以上的不饱和脂肪酸为主(占总脂肪酸的96%以上),更有宜于人体健康。
[0019] 4)所述魏氏藻(Vischeria sp.)LQ‑1984株系能在不同盐度的海水中生长,只需在天然海水基础上添加碳、氮、磷、铁等元素即可满足其生长需求,不仅可以大幅度节约淡水
资源,减少养殖肥料的用量,避免其他原生动物污染,更重要的是海水培养可以大幅提高
ω‑7脂肪酸的含量,从根本上解决优质原料的来源问题。
[0020] 5)所述魏氏藻(Vischeria sp.)LQ‑1984株系形态特征:成熟的细胞表面光滑,细胞壁无突起,直径为10‑15μm,呈球形或近球形,叶绿素为周生叶状,内含一蛋白核。
[0021] 6)所述魏氏藻(Vischeria sp.)LQ‑1984株系的海水培养条件为添加有碳、氮、磷、铁等4种元素的天然海水,即海水培养基中,海水盐度为15‰‑35‰,氮为硝酸钠浓度为
1.5g/L,碳可以为碳酸氢钠,浓度为0.5g/L,磷为磷酸二氢钠浓度为0.04g/L,铁可以为硫酸
亚铁,浓度为0.005g/L。
[0022] 7)所述魏氏藻(Vischeria sp.)LQ‑1984株系在3cm直径的柱式光生物反应器中,‑2 ‑1
利用上述海水培养基培养,培养条件如下:光照强度为200μmol photons m s ;温度为25
±1℃,pH值为7.5,通入二氧化碳含量为3%的压缩气体。培养8天后,生物量浓度可以达到
6.49g/L,细胞密度大,容易规模化生产,降低养殖成本。
[0023] 8)所述魏氏藻(Vischeria sp.)LQ‑1984株系在15‰海水培养条件下的脂肪酸含量丰富,主要以C16以上不饱和脂肪酸为主,占总脂肪酸的97%左右,其中ω‑7脂肪酸分别
占总脂肪酸的54.91%,可用作ω‑7相关产品的生产原料。
[0024] 9)所述魏氏藻(Vischeria sp.)LQ‑1984株系在20‰海水培养条件下脂肪酸含量丰富,主要以C16以上不饱和脂肪酸为主,占总脂肪酸的96%左右,其中ω‑7脂肪酸分别占
总脂肪酸的54.78%,可用作ω‑7相关产品的生产原料。
[0025] 10)所述魏氏藻(Vischeria sp.)LQ‑1984株系在35‰海水培养条件下脂肪酸含量丰富,主要以C16以上不饱和脂肪酸为主,占总脂肪酸的97%左右,其中ω‑7脂肪酸分别占
总脂肪酸的51.87%,可用作ω‑7相关产品的生产原料。
[0026] 11)所述魏氏藻(Vischeria sp.)LQ‑1984株系海水培养不仅能增加ω‑7脂肪酸含量,还能节省淡水资源。
[0027] 12)所述魏氏藻(Vischeria sp.)LQ‑1984株系含有高含量ω‑7脂肪酸,其高品质藻粉可用于生产ω‑7相关的保健品、食品、化妆品等。
[0028] 本发明目的之二提供上述魏氏藻的培养方法。具体地,将上述魏氏藻置于海水培‑2 ‑1
养基中培养,培养条件如下:光照强度为200μmol photons m s ,温度为25±1℃,pH值为
7.5,通入二氧化碳含量为3%的压缩气体。作为本发明的一个优选实施例,所述海水培养基
的组分包含:海水盐度为15‰‑35‰,氮为硝酸钠浓度为1.5g/L,碳可以为碳酸氢钠,浓度为
0.5g/L,磷为磷酸二氢钠浓度为0.04g/L,铁可以为硫酸亚铁,浓度为0.005g/L。
[0029] 本发明的目的之三提供上述魏氏藻的应用。具体地,涉及该魏氏藻在生产ω‑7脂肪酸中的应用;涉及该魏氏藻在制备保健食品中的应用;涉及该魏氏藻在制备食品中的应
用;涉及该魏氏藻在制备化妆品中的应用。
[0030] 本发明提供的魏氏藻(Vischeria sp.)LQ‑1984株系,命名为LQ‑1984,经鉴定比对该微藻为魏氏藻,拉丁名Vischeria sp.,已于2019年12月26日在“中国典型培养物保藏中
心(China Center for Type Culture Collection,简称CCTCC)保藏成功;地址:湖北武汉
市武昌珞珈山;菌种保藏号:CCTCC M 20191120。

附图说明

[0031] 图1为魏氏藻(Vischeria sp.)LQ‑1984株系细胞形态;
[0032] 图2为魏氏藻(Vischeria sp.)LQ‑1984株系系统进化树
[0033] 图3为魏氏藻(Vischeria sp.)LQ‑1984株系的生长曲线;
[0034] 图4为魏氏藻(Vischeria sp.)LQ‑1984株系的脂肪酸组成;
[0035] 图5为魏氏藻(Vischeria sp.)LQ‑1984株系在不同海水浓度培养下的脂肪酸组成。

具体实施方式

[0036] 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0037] 1.高品质魏氏藻(Vischeria sp.)LQ‑1984株系的分离鉴定
[0038] 样品取自广东茂名海水水产(对虾)养殖池塘,带回实验室后按1:5的比例接到无‑2 ‑1
菌海水培养基中,在光照强度为200μmol photons m s ,温度为20±1℃条件下进行富集
培养3‑5天。待水样呈现肉眼可见的颜色后,在无菌条件下采用稀释涂布法或划线法对预培
养后的培养物用固体平板进行分离纯化,平板置于上述条件的光照培养架培养7‑15天,重
复多次上述分离步骤,直到得到完全无菌的目的单藻落。
[0039] 无菌海水培养基:
[0040] 天然海水中添加以下成分:海水盐度为15‰‑35‰,硝酸钠1.5g/L,碳酸氢钠0.5g/L,磷酸二氢钠0.04g/L,硫酸亚铁0.005g/L。
[0041] 固体平板上挑取单藻落到含有20mL灭菌海水培养基的三角瓶中,置于光照培养架上连续光照培养,定时进行摇瓶,获得对数期的藻种。离心收集藻细胞,采用植物DNA提取试
剂盒(CTAB法)提取藻株DNA,以18S rRNA通用引物PCR扩增细胞的DNA,PCR反应条件为:94℃
预变性5min,94℃变性1min20s,52℃退火1min,72℃延伸2min,36个循环,最后72℃延伸
10min,4℃保存。将PCR产物送至上海美吉生物公司测序,获得藻株的18S rRNA基因序列,与
NCBI数据库进行同源性比对,根据18S rRNA基因序列构建系统发育进化树,如图2所示,结
果显示该藻株与魏氏藻(Vischeria sp.)相似性为99%,可以确定该藻株为魏氏藻,拉丁名
Vischeria sp.,属绿藻门、真眼点藻纲、真眼点藻目、真眼点藻科、魏氏藻属。
[0042] 灭菌海水培养基:
[0043] 天然海水中添加以下成分:海水盐度为15‰‑35‰,硝酸钠1.5g/L,碳酸氢钠0.5g/L,磷酸二氢钠0.04g/L,硫酸亚铁0.005g/L。
[0044] 18s rRNA通用引物:
[0045] 18SF:5'CTGGTTGATCCTGCAGT 3'
[0046] 18SR:5'CACCTACGGAAACCTTGTTACGACTT3'。
[0047] 取魏氏藻(Vischeria sp.)LQ‑1984株系在3cm直径的柱式光生物反应器中,利用‑2 ‑1
上述灭菌海水培养基培养,培养条件如下:光照强度为200μmol photons m s ;温度为25
±1℃,pH值为7.5,通入二氧化碳含量为3%的压缩气体。如图3所示,培养8天后,生物量浓
度可以达到6.49g/L,细胞密度大,容易规模化生产,降低养殖成本。如图4所示,ω‑7脂肪酸
含量占细胞总脂肪酸50%以上,相对于现有藻株具有非常明显的优势和开发相关产品的应
用潜力。
[0048] 2.淡水培养条件下魏氏藻LQ‑1984株系的脂肪酸组成
[0049] 将活化培养到对数期的魏氏藻LQ‑1984离心(3000转/分钟,5分钟)去掉旧培养基,重新接种到300ml的淡水培养基中,倒入直径为3cm的柱式光生物反应器中,在光照强度为
‑2 ‑1
200μmol photons m s ;温度为25±1℃,pH值为7.5,连续通入二氧化碳含量为3%的气体
培养。经过8天培养可以获得5.62g/L的生物质浓度。该培养条件下的脂肪酸种类丰富,主要
以C16以上脂肪酸为主,占总脂肪酸的98%左右,其中ω‑7脂肪酸含量最高,为49.6%,产率
‑1 ‑1
为103.48mg/L d 。
[0050] 淡水培养基:BG‑11培养基,去离子水中添加以下成分:硝酸钠浓度为1.5g/L、磷酸氢二钾浓度为0.04g/L、硫酸镁浓度为0.075g/L、氯化钙浓度为0.036g/L、柠檬酸浓度为
0.006g/L、柠檬酸铁铵浓度为0.006g/L、EDTA‑二钠浓度为0.001g/L、碳酸钠浓度为0.002g/
L、硼酸浓度为2.86mg/L、氯化锰浓度为1.86mg/L、硫酸锌浓度为0.22mg/L、钼酸钠浓度为
0.021mg/L、硫酸铜浓度0.08mg/L、硝酸钴浓度为0.05mg/L。
[0051] 3.海水盐度为15‰魏氏藻LQ‑1984株系的脂肪酸组成
[0052] 将活化培养到对数期的魏氏藻LQ‑1984藻株离心(3000转/分钟,5分钟)去掉旧培养基,重新接种到300ml的海水盐度为15‰的海水培养基中,倒入直径为3cm的柱式光生物
‑2 ‑1
反应器中,光照强度为200μmol photons m s ;温度为25±1℃,pH值为7.5,经过8天培养,
收获藻细胞干重6.49g/L。该培养条件下藻株的脂肪酸组成如图5所示,主要以C16以上脂肪
酸为主,占总脂肪酸的96%左右,其中ω‑7脂肪酸含量为54.91%(表1),比淡水培养条件下
‑1 ‑1
高10.7%,产率为177.99mg/L d 。
[0053] 4.海水盐度为20‰魏氏藻LQ‑1984株系的脂肪酸组成
[0054] 同样,经过8天培养,海水盐度为20‰的培养条件下魏氏藻LQ‑1984的藻株干重为5.73g/L,脂肪酸组成如图5所示,主要以C16以上脂肪酸为主,占总脂肪酸的96%左右,其中
‑1 ‑1
ω‑7脂肪酸含量为54.79%(表1),比淡水培养条件下高10.4%,产率为163.31mg/L d 。
[0055] 5.海水盐度为35‰魏氏藻LQ‑1984株系的脂肪酸组成
[0056] 海水盐度为35‰,其他培养条件不变情况下,魏氏藻LQ‑1984藻株干重为4.20g/L,脂肪酸组成如图5所示,主要以C16以上脂肪酸为主,占总脂肪酸的96%左右,其中ω‑7脂肪
‑1 ‑1
酸含量为51.87%(表1),比淡水培养条件下高4.5%,产率为127.44mg/L d 。
[0057] 表1不同海水浓度培养下的ω‑7脂肪酸含量
[0058] 海水盐度 ω‑7脂肪酸占比 比正常培养增加百分比淡水培养 49.60% ‑
15‰盐度的海水 54.91% 10.7%
20‰盐度的海水 54.79% 10.4%
35‰盐度的海水 51.87% 4.5%
[0059] 以上实施实例对本发明不同的实施过程进行了详细的阐述,但是本发明的实施方式并不仅限于此。所述技术领域的普通技术人员依据本发明中公开的内容,均可实现本发
明的目的。