全 文 :第 11 卷第 4 期
2013 年 7 月
生 物 加 工 过 程
Chinese Journal of Bioprocess Engineering
Vol. 11 No. 4
Jul. 2013
doi:10. 3969 / j. issn. 1672 - 3678. 2013. 04. 013
收稿日期:2012 - 09 - 11
基金项目:广东省工业技术研究院生物工程研究所科技基金(B201301)
作者简介:周正雄(1986—),男,湖北公安人,助理工程师,研究方向:丝状真菌代谢工程改造及发酵过程优化;陈骏佳(联系人),教授,E⁃mail:
gzcsircjj@ 163. com
微生物发酵法生产花生四烯酸油脂的研究进展
周正雄1,卢英华2,班 甲1,陈骏佳1
(1. 广州甘蔗糖业研究所 广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室,广州 510316;
2. 厦门大学 化学化工学院 化学工程与生物工程系, 厦门 361005)
摘 要:花生四烯酸(ARA)是一种重要的脂肪酸,现在主要由生物法生产,本文综述了高山被孢霉发酵生产花生四
烯酸油脂的菌落形态控制及其代谢途径,以期为相关的研究者提供参考。
关键词:花生四烯酸油脂;高山被孢霉;形态优化;限速步骤;苹果酸酶
中图分类号:TS201;Q815 文献标志码:A 文章编号:1672 - 3678(2013)04 - 0072 - 07
Arachidonic acid oil production by microbial fermentation
ZHOU Zhengxiong1,LU Yinghua2, BAN Jia1,CHEN Junjia1
(1. Guangdong Key Lab of Sugarcane Improvement and Biorefinery, Guangzhou Sugarcane Industry Research Institute,
Guangzhou 510316, China; 2. Department of Chemical and Biochemical Engineering,
College of Chemistry and Chemical Engineering, Xiamen University, Xiamen 361005, China)
Abstract:Arachidonic acid (ARA) is a very important fatty acid, and mainly proudced by biological
method. In this paper, production of ARA by Mortierella alpina and the involved metabolic pathways
were reviewed, in order to provide references for relative research.
Key words: arachidonic acid oil; Mortierella alpina; morphology optimization; rate⁃limiting step;
malic enzyme
目前花生四烯酸 (arachidonic acid,ARA) 油脂
主要从动物肝脏、猪肾上腺、沙丁鱼中提取获得。
然而动物组织中 ARA的含量基本都低于 5% ,细胞
干质量中 ARA 的质量甚至低于 0 2% [1]。 由于
ARA为细胞膜磷脂的重要组成成分,因此,自从 20
世纪 80 年代,研究者开始寻求通过微生物发酵法生
产 ARA,并发现丝状真菌高山被孢霉具有大量积累
花生四烯酸油脂的能力[2 - 3]。
以往的研究热点主要集中于高产 ARA 高山被
孢霉的菌株筛选、高山被孢霉发酵生产花生四烯酸
油脂的发酵工艺等方面[4 - 5]。 而本文主要综述高山
被孢霉深层培养过程中菌丝形态的控制及高山被
孢霉合成 ARA的代谢通路、限速步骤及将来的研究
方向。
1 花生四烯酸的性质及其应用
花生四烯酸,系统命名为全顺 Δ 5,8,11,14
二十碳四烯酸,其碳链中具有 4 个顺式双键。 由于
第一个双键位于羧基端的第六个碳原子处,所以
ARA属于 ω 6 型不饱和脂肪酸。 鉴于其特殊的生
www.PDFCool.com
物学性质,ARA 被广泛应用于食品、医药、制药、化
妆品及农业等行业中[6 - 7]。
ARA是人体中前列腺素、前列环素、血栓烷、白
三烯等一系列重要的二十碳酸的前体物质,适量摄取
有助于婴幼儿大脑细胞及神经系统发育[7]。 因此
ARA在婴幼儿奶粉中具有不可替代的强化营养的作
用。 2012年,卫生部正式发文批准 ARA可用于儿童
用乳粉及婴幼儿谷类辅助食品,规定使用量必须分别
低于总脂肪酸含量的 1%和 2 300 mg / kg[8]。
作为大脑及眼睛中重要的脂肪酸组成成分,
ARA具有传递神经信号的作用,可提高婴幼儿的
感光及认知能力[7] 。 ARA亦可作为一种经济型化
妆品添加剂,具有调节细胞膜渗透性、保湿肌肤等
功能[9] ,因此它常作为改善皮肤的护肤用品。 除
此之外,ARA还可以添加到护发素等洗发产品中,
能够促进头发生长,改善发质[10] 。 ARA 还具有降
低机体内胆固醇含量的功效[11] ,因此,它也是一种
饲料添加剂,可用于改善银狐皮毛光滑度及舒
适度[12] 。
2 传统工艺制备花生四烯酸油脂
花生四烯酸油脂广泛存在于猪肝脏、猪肾上
腺、蛋、牛脑、鱼油等组织中。 目前,主要通过尿素
包合法从动物组织中提取,而此方法仅能得到粗
品,花生四烯酸油脂的含量仅为 50% ,且其中还有
大量的二十碳五烯酸( eicosapentaenoic acid,EPA)
油脂。 而婴幼儿乳品中如存在过量的 EPA,会抑制
ARA的吸收和合成,从而降低细胞中 ARA 水平,导
致婴幼儿大脑发育不成熟,甚至性早熟[13]。 因此,
传统工艺生产 ARA不宜再进行工业化生产;微生物
法生产 ARA的研究则更有必要开展。
3 微生物发酵法制备花生四烯酸油脂
鉴于动物组织来源的 ARA 产品中含有大量的
EPA,而 EPA含量超标又会给婴幼儿身体健康带来
隐患。 因此,从 20 世纪 80 年代起,研究者开始利用
微生物发酵法生产 ARA,相关生产菌株及生产技术
的专利由此先后问世。 例如,Barclay 等[1]为采用复
杂 N源培养 M. sect. schmuckeri生产 ARA的常规培
养方式申请了专利。 Akimoto等[14]就降低 ω 3 脱饱
和酶活性提高 ARA 积累量的发酵方法申请专利。
自 1983 年 Ahern 等[15] 发现红藻 ( Porphyridium
cruentum)具有合成 ARA 的能力后,一大批微生物
也被发现能够合成 ARA,主要集中在被孢霉属与耳
霉属。 表 1 列出了几种菌株的 ARA积累情况,其中
高山被孢霉积累 ARA的能力最强。 此外,有研究发
现,通过在高产油脂的解脂亚洛酵母中过量表达
ARA合成的 Δ6 脱饱和酶 / Δ6 延长酶及 Δ9 延长酶 /
Δ8 脱饱和酶途径中的关键酶,可实现 ARA 的大量
积累[30]。
表 1 不同菌株积累花生四烯酸油脂的能力比较
Table 1 Literature data on arachidonic acid oil production by different strains
菌株 发酵规模 底物 产量 /(g·L - 1)
ARA占总油脂
百分比 / % 发酵周期 / d 文献
M. alpina ME 1 机械搅拌罐 葡萄糖、乙醇 19. 80 75. 0 11 [16]
M. alliacea YN 15 50 L罐 葡萄糖 7. 10 36. 4 7 [17]
M. alpina LPM 301 100 L罐 葡萄糖 4. 50 60. 4 8 [18]
M. alpina ME 1 5 L罐 葡萄糖、乙醇 19. 02 — 5. 6 [19]
M. alpina 摇瓶 葡萄糖 7. 74 — — [20]
M. alpina 12 L罐 葡萄糖 18. 80 — 12. 5 [21]
M. alpina M6 摇瓶 葡萄糖 4. 82 72. 3 8 ~ 14 [22]
M. alpina IS 4 摇瓶 葡萄糖 0. 41 — 10 [23]
M. alpina 摇瓶 玉米淀粉水解液 1. 87 17. 3 7 [24]
M. alpina CCF 固体发酵 大米、小麦等 0. 24 — 7 [25]
M. alpina LPM 301 机械搅拌罐 葡萄糖 4. 50 60. 4 8 [26]
M. schmuckeri 摇瓶 葡萄糖 2. 30 20. 0 — [1]
M. alpina I49 N18 摇瓶 葡萄糖 4. 55 70. 2 10 ~ 13 [27]
Aureispira maritima 摇瓶 葡萄糖 0. 04 — 3 [28]
Conidiobolus nanodes 摇瓶 葡萄糖 2. 55 16. 0 — [29]
37 第 4 期 周正雄等:微生物发酵法生产花生四烯酸油脂的研究进展
www.PDFCool.com
笔者从以下几个方面对发酵法生产 ARA 进行
综述。
3. 1 微生物发酵所需营养物质及发酵工艺
目前,高山被孢霉发酵 ARA可以利用的 C源包
括葡萄糖、淀粉及大豆油等,而葡萄糖是利用最广
泛的 C源。 以 NH4NO3、NaNO3、NH4AC、(NH4) 2SO4
等无机氮为 N源时,菌体生长量偏低,因此,高山被
孢霉应以蛋白质、氨基酸等有机氮为 N源[31 - 32]。
作为多种酶类的辅因子, Mg2 + 、 Fe2 + 、 Zn2 + 、
Cu2 +和 PO3 -3 等离子的添加,极大地促进了 ARA 的
积累[33 - 34]。 溶氧是影响高山被孢霉菌体生长、产物
积累的重要因素之一,Peng 等[35]通过两阶段控制
溶氧,最终将 ARA的积累量提高了 50 3% 。
实验室规模,高山被孢霉积累 ARA的发酵及提
取工艺流程如图 1 所示。 由图 1 可知,发酵结束后,
经真空过滤、离心收集菌体;之后经过氯仿、甲醇抽
提可得到 ARA。 工业化规模,发酵结束后,菌体经
真空过滤、去离子水清洗后,105 ℃干燥至恒质量,
之后菌体经甲醇盐酸溶液处理、n 己烷萃取可得
到 ARA。
3. 2 菌丝形态对 ARA积累的影响
丝状真菌培养过程中,溶氧不足是目标产物
大量积累的主要瓶颈之一。 目前针对此问题的解
决方案有:①在培养基中添加氧载体;②通入高浓
度氧的空气;③控制菌丝形态增加菌体与氧气的
接触面积。 前两种方案在成本上都比较昂贵,无
法适用于大规模的发酵生产。 此外,研究表明对
于一定浓度、黏度的发酵液,发酵液中氧气浓度达
到饱和时,菌体颗粒内部某点的溶氧即降低至零,
即菌体内部氧气浓度随菌体直径增大而迅速降
低[36] ,Shu等[37]研究裂褶菌时同样也发现颗粒内
部溶氧传质困难。 因此,目前解决丝状真菌深层
培养过程中溶氧问题较为行之有效的方法为控制
菌丝形态。
其次,菌丝形态还能影响发酵液的流体性能。
研究表明,在氧气充足的条件下,土曲霉发酵液怜
指数( flow index)与稠度系数的影响因素之一为颗
粒直径大小,其中怜指数随颗粒直径增加而降低,
而稠度系数随颗粒直径增大而增大[38] 。 Teng
等[39]通过控制培养基中的接种量控制菌体形态,
并测定发酵液中的怜指数及稠度系数,计算得到
团状菌体的发酵液流体表观黏度大于颗粒状菌体
发酵液流体表观黏度。 而表观黏度越大,流体中
的物质交换、溶氧传递越困难,由此可以得知,颗
粒状菌体发酵液中的物质交换、溶氧传质较团状
发酵液容易。
图 1 高山被孢霉发酵及提取 ARA的工艺流程
Fig. 1 Flow⁃sheet for arachidonic acid production via fermentation by M. alpina
Park 等[40] 研究发现,表面非光滑颗粒积累
ARA的量是光滑颗粒表面的 2 倍,达到菌体干质量
的 14% 。 Higashiyama 等[41]研究表明,菌体形态由
丝状转变成团状时,营养物质及代谢废物在细胞与
发酵液间传递难度增大,ARA 积累量下降。 Zhou
等[42]研究表明,颗粒状德氏根霉积累延胡索酸能力
最强,且其积累能力随颗粒直径变小而增大。 Feng
等[43]研究金龟子绿僵菌发酵生产腐败菌素 B 时发
现,腐败菌素 B的积累量随金龟子绿僵菌颗粒直径
增大而降低。 Sitanggang等[44]研究曲霉发酵生产葡
47 生 物 加 工 过 程 第 11 卷
www.PDFCool.com
糖胺时也得到相似的结论。 Shu 等[37]研究裂褶菌
生产抗肿瘤多糖裂裥菌素时同样也发现,颗粒直径
越小,目的产物积累量越高。 对高山被孢霉而言,
Higashiyama等[45]将发酵液中的菌体分成丝状部分
和颗粒部分,并发现丝状部分积累的 ARA 含量偏
低。 同时,Chung等[46]利用抗体间接荧光染色分析
粗糙链孢霉(Neurospora crassa)中转化酶活性位点,
得出对数生长后期转化酶活性位点位于年轻菌丝
细胞膜(顶端细胞)上的结论。
换言之,从微观角度来说:同等质量的菌体,顶
端细胞越多,合成目标产物的能力越强;从宏观角
度来说:比表面积越大,菌体合成目标产物的能力
越强。 由此可以推断,对高山被孢霉而言颗粒直径
较小,目标产物的积累量越大。
目前,丝状真菌形态主要包括丝状、团状、颗粒
状 3 种。 影响菌丝形态的主要因素包括 C源、N源、
无机盐、pH、表面活性剂等培养基组分以及剪切力、
温度、接种量等培养方式。 对于不同的丝状真菌,
显著影响其形态的因素也不一样。
对高山被孢霉而言,在培养基中仅添加KH2PO4
一种无机离子 (盐)时,菌体成丝状;同时添加
Na2SO4、CaCl2、MgCl23种无机离子(盐)时,菌体主要
呈现大颗粒状(2 ~3 mm);而同时添加以上 4 种无机
离子(盐)时,菌体主要呈现小颗粒状(1 ~ 2 mm) [47]。
C / N比作为重要的影响因素,可以直接影响菌体颗粒
直径的大小。 C / N比 >20时,颗粒直径大小随着C / N
比升高而增加;C / N比 <20 时,颗粒直径几乎不发生
改变[48]。 同时,不同溶氧条件下,高山被孢霉呈现的
形态也有所不同。 溶氧浓度控制在(2 0 ~5 0) ×
10 -7时,随溶氧浓度升高,菌体形态由丝状逐渐向颗
粒状转变;溶氧浓度控制在(1 5 ~ 2 0) × 10 -7时,菌
体形态几乎不发生改变[49]。 此外,Park 等[40]研究表
明,以酵母粉、谷朊、玉米浆为 N源时,深层培养过程
中M. alpina呈颗粒状;而以 Pharmamedia、鱼粉、大豆
粉为 N源时,菌体呈丝状。 与此同时,研究表明,高浓
度的葡萄糖溶液不仅抑制菌体生长,而且可以诱导高
山被孢霉形成丝状菌体[50]。
3. 3 ARA代谢途径
如图 2 所示,ARA合成途径主要包括糖酵解途
径、TCA 循环途径、丙酮酸 /苹果酸循环、脂肪酸合
成途径等。 其中,葡萄糖经糖酵解途径合成丙酮
酸,丙酮酸一部分进入线粒体中的三羧酸循环,另
一部分留在胞液中进入丙酮酸 /苹果酸循环;三羧
酸循环过程中产生的柠檬酸穿过线粒体膜进入胞
液中,并在 ATP 柠檬酸裂解酶作用下形成乙酰
CoA;在乙酰 CoA 羧化酶作用下,合成丙二酰
CoA;之后在一系列酶的催化作用下得到棕榈酰
CoA(图 3)。 棕榈酰 CoA与乙酰 CoA相互作用后
得到硬脂酰 CoA,Δ9 脱饱和酶作用于硬脂酰 CoA
得到不饱和的油酸酰 CoA,在脂肪酸中引入第一个
双键;接着在一系列脂肪酸延长酶、脂肪酸脱饱和
酶作用下得到 ARA。
图 2 高山被孢霉细胞中花生四烯酸合成的代谢流
Fig. 2 Metabolic distribution of arachidonic
acid synthesis by M. alpina
CH3COSCoA + CO2 + ATP HOOCCH2COSCoA + ADP + Pi (1)
Acetyl⁃CoA + 7malonyl⁃CoA + 14NADPH +20H +
Palmityl⁃CoA + 7CoA + 14NADP + 7CO2 + 6H2O (2)
图 3 棕榈酰 CoA的合成反应
Fig. 3 The biosynthesis of palmityl⁃CoA
在 ARA的合成过程中,TCA循环提供耗能代谢
过程中所需的 ATP及柠檬酸。 而柠檬酸在 ATP 柠
檬酸裂解酶作用下分解成供脂肪酸合成所需的乙
酰 CoA。 丙酮酸 /苹果酸循环提供胞内脂肪酸合成
所需的还原力 NADPH。 降低此过程中的苹果酸酶
活性能,会显著降低 ARA的积累量[51]。 因此,丙酮
酸 /苹果酸循环被认为是最重要的 NADPH 供体。
Zhang 等[52]推断苹果酸酶是脂肪酸积累的限速酶,
丙酮酸 /苹果酸循环是脂肪酸积累的限速步骤,过
量表达苹果酸酶后,卷枝毛霉中脂肪酸的积累量增
57 第 4 期 周正雄等:微生物发酵法生产花生四烯酸油脂的研究进展
www.PDFCool.com
加了 2 5 倍。
Song等[53]研究表明,产油丝状真菌卷枝毛霉中
发现苹果酸酶存在 6 种亚型,并且也只有一种亚型
(亚型 4)与脂肪酸的积累有关,其他亚型均在厌氧
条件下而非 N源耗尽条件下发挥作用(除亚型 3 以
外),亚型 3 为组成型,在菌体生长时具有较高的活
性。 在高山被孢霉中,苹果酸酶存在 7 种亚型(A ~
G),通过非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳测定其中特定
酶活性,在培养基中 N 源耗尽即脂肪酸积累时,发
现仅有苹果酸酶 E 具有活性,而苹果酸酶 A、B、C、
F、G则是溶氧关联型[54]。
Wynn 等[55] 分别以葡萄糖和吐温 20、吐
温 40、吐温 80 为 C 源 (主要成分分别为 C14、
C16、C18 等)时,发现 ARA的积累量具有差异性;以
吐温为 C源时,C18∶ 2、C18∶ 3积累量相较于以葡萄
糖为底物时偏多,而 C20∶ 3、C20∶ 4的含量却没有区
别;这可以解释为 Δ12 脱饱和酶作用于 C18∶ 1生成
C18∶ 2及 Δ6 脱饱和酶作用于 C18∶ 2生成 C18∶ 3的产
量,随着底物中 C18∶ 1或者 C18∶ 2含量的增加,产物
积累量也增加;而转化 C18∶ 3成 C20∶ 3的反应速度
较慢,且为脂肪酸合成过程中的限速步骤,所以
ARA的积累量没有明显变化。 另外,在产油型酵母
解脂亚洛酵母中表达植物来源的 β 酮酰基合成酶
基因的研究表明,β 酮酰基合成酶催化 C4 至 C14
化合物加乙酰基延长碳链。 延长超过 18 个碳的脂
肪酸碳链时,需要脂肪酸延长酶催化 4 个酶反应,因
此,以 C16 和 C18 为底物时,与合成 C20 的速率基
本一致[56]。 因此,可以推论脂肪酸延长酶催化 γ
亚油酸酰 CoA合成双高 γ 亚油酸酰 CoA 是 ARA
积累过程中的限速步骤,这为进一步提高 ARA的产
量提供了可行的代谢工程改造方案。
4 结论与展望
由于动物组织中 ARA 的含量偏低,因此,研究
者期待以微生物发酵法生产 ARA,得到更可能应用
于工业化的 ARA 生产方法。 从已有的研究成果可
知,高山被孢霉积累 ARA的能力最强。 高山被孢霉
胞内可以经过糖酵解途径、丙酮酸 /苹果酸循环、脂
肪酸合成途径等步骤积累 ARA;且对丝状真菌而
言,优化深层培养过程中的菌丝形态有助于提高菌
体与发酵液中的物质及气体交换,进而提高 ARA产
量;通过代谢工程的手段,提高苹果酸酶、脂肪酸延
长酶活性也不失为一种有效的方法。
参考文献:
[ 1 ] Barclay W R. Method for production of arachidonic acid: US,
6541049[P]. 2003⁃04⁃01.
[ 2 ] Totani N,Oba K. The filamentous fungus Mortierella alpina,high
in arachidonic acid[J] . Lipids,1987,22(12):1060⁃1062.
[ 3 ] Bajpai P K,Bajpai P,Ward O P. Arachidonic acid production by
fungi[J] . Appl Environ Microb,1991,57(4):1255⁃1258.
[ 4 ] Dedyukhina E G,Chistyakova T I,Vainshtein M B. Biosynthesis
of arachidonic acid by micromycetes (review)[J] . Appl Biochem
Microbiol,2011,47(2):109⁃117.
[ 5 ] Dedyukhina E G, Chistyakova T I, Kamzolova S V, et al.
Arachidonic acid synthesis by glycerol⁃grown Mortierella alpina
[J] . Eur J Lipid Sci Tech,2012,114(7):833⁃841.
[ 6 ] Kerkhoff C,Sorg C,Tandon N N,et al. Interaction of S100A8 /
S100A9⁃arachidonic acid complexes with the scavenger receptor
CD36 may facilitate fatty acid uptake by endothelial cells [ J] .
Biochemistry,2001,40(1):241⁃248.
[ 7 ] Hoffman D R, Boettcher J A, Diersen⁃Schade D A. Toward
optimizing vision and cognition in term infants by dietary
docosahexaenoic and arachidonic acid supplementation:a review
of randomized controlled trials[ J] . Prostag Leukotr Essent Fatty
Acids,2009,81(2 / 3):151⁃158.
[ 8 ] 全国量和单位标准化技术委员会. GB 3100 ~ 3102—1993—
量和单位[S].北京:中国标准出版社,1994:40⁃42.
[ 9 ] Krumbholz R,Lembke P. Component of a skin care agent:US,
6042840[P]. 2000⁃03⁃28.
[10] Sato N, Yamauchi M. Covering sheet for skin and hair: EP,
1068853[P]. 2001⁃01⁃17.
[11] Duarte A, Castillo AF, Castilla R, et al. An arachidonic acid
generation / export system involved in the regulation of cholesterol
transport in mitochondria of steroidogenic cells[ J] . FEBS Lett,
2007,581(21):4023⁃4028.
[12] Wang X Q, Yao J M, Yuan C L, et al. The property and
application of arachidonic acid[ J] . Plasma Sci Technol,2002,4
(5):1505⁃1510.
[13] Kyle D J,Reeb S E,Sicotte V J. Infant formula and baby food
containing docosahexaenoic acid obtained from dinoflagellates:
US,5397591[P]. 1995⁃03⁃14.
[14] Akimoto K, Higashiyama K, Shimizu S. Process for producing
arachidonic acid⁃containing lipid and dihomo⁃gamma⁃linolenic
acid⁃containing lipid:EP,1035211[P]. 1999⁃08⁃27.
[15] Ahern T J,Katoh S,Sada E. Arachidonic acid production by the
red alga Porphyridium cruentum[J] . Biotechnol Bioeng,1983,25
(4):1057⁃1070.
[16] Jin M J,Huang H,Xiao A H,et al. A novel two⁃step fermentation
67 生 物 加 工 过 程 第 11 卷
www.PDFCool.com
process for improved arachidonic acid production by Mortierella
alpina [J] . Biotechnol Lett,2008,30(6):1087⁃1091.
[17] Aki T,Nagahata Y,Ishihara K,et al. Production of arachidonic
acid by filamentous fungus,Mortierella alliacea strain YN⁃15[J] .
J Am Oil Chem Soc,2001,78(6):599⁃604.
[18] Eroshin V,Satroutdinov A,Dedyukhina E,et al. Arachidonic acid
production by Mortierella alpina with growth⁃coupled lipid
synthesis[J] . Process Biochem,2000,35(10):1171⁃1175.
[19] Jin M J,Huang H,Xiao A H,et al. Enhancing arachidonic acid
production by Mortierella alpina ME⁃1 using improved mycelium
aging technology [ J ] . Bioproc Biosys Eng, 2009, 32 ( 1 ):
117⁃122.
[20] Zhu M,Yu L J, Li W, et al. Optimization of arachidonic acid
production by fed⁃batch culture of Mortierella alpina based on
dynamic analysis [ J] . Enzyme Microb Technol,2006,38 (6 ):
735⁃740.
[21] Hwang B H,Kim J W,Park C Y,et al. High⁃level production of
arachidonic acid by fed⁃batch culture of Mortierella alpina using
NH4OH as a nitrogen source and pH control[J] . Biotechnol Lett,
2005,27(10):731⁃735.
[22] Zhu M,Yu LJ,Liu Z,et al. Isolating Mortierella alpina strains of
high yield of arachidonic acid[ J] . Lett Appl Microbiol,2004,39
(4):332⁃335.
[23] Certik M,Shimizu S. Kinetic analysis of oil biosynthesis by an
arachidonic acid⁃producing fungus,Mortierella alpina 1S⁃4 [ J] .
Appl Microbiol Biotechnol,2000,54(2):224⁃230.
[24] Zhu M,Yu L J,Wu Y X. An inexpensive medium for production
of arachidonic acid by Mortierella alpina [ J] . J Ind Microbiol
Biotechnol,2003,30(1):75⁃79.
[25] Shinmen Y, Yamada H, Shimizu S. Process for production of
arachidonic acid:US,5204250[P]. 1993⁃04⁃20.
[26] Eroshin V,Satroutdinov A,Dedyukhina E G,et al. Arachidonic
acid production by Mortierella alpina with growth⁃coupled lipid
synthesis[J] . Process Biochem,2000,35(10):1171⁃1175.
[27] Yuan C,Wang J,Shang Y,et al. Production of arachidonic acid
by Mortierella alpina I49 ⁃N18[J] . Food Technol Biotech,2002,40
(4):311⁃316.
[28] Saelao S,Kanjana⁃Opas A,Kaewsuwan S. Optimization of biomass
and arachidonic acid production by Aureispira maritima using
response surface methodology[J] . J Am Oil Chem Soc,2011,88
(5):619⁃629.
[29] Kendrick A, Ratledge C. Lipids of selected molds grown for
production of n⁃3 and n⁃6 polyunsaturated fatty acids[J] . Lipids,
1992,27(1):15⁃20.
[30] Damude H G,Gillies P J,Macool D J,et al. High arachidonic acid
producing strains of Yarrowia lipolytica:US,7588931,B2 [ P].
2009⁃09⁃15.
[31] Aki T,Nagahata Y,Ishihara K,et al. Production of arachidonic
acid by filamentous fungus,Mortierella alliacea strain YN⁃15[J] .
J Am Oil Chem Soc,2001,78(6):599⁃604.
[32] Shinmen Y, Shimizu S, Akimoto K, et al. Production of
arachidonic acid by Mortierella fungi: selection of a potent
producer and optimization of culture conditions for large⁃scale
production[J] . Appl Microbiol Biotechnol,1989,31:11⁃16.
[33] Šajbidor J,Koželouhov′a D,Ĉert′ ik M. Influence of some metal
ions on the lipid content and arachidonic acid production by
Mortierella sp[J] . Folia Microbiol,1992,37(6):404⁃406.
[34] Kyle D J. Arachidonic acid and methods for the production and
use thereof:EP,1801226[P]. 2011⁃05⁃18.
[35] Peng C, Huang H, Ji X, et al. Effects of n⁃hexadecane
concentration and a two⁃stage oxygen supply control strategy on
arachidonic acid production by Mortierella Alpina ME⁃1 [ J] .
Chem Eng Technol,2010,33(4):692⁃697.
[36] Huang M Y. Microprobe measurements of oxygen concentrations
in mycelial pellets [ J ] . Biotechnol Bioeng, 1973, 15 ( 6 ):
1193⁃1197.
[37] Shu C H,Chou P F,Hsu I. Effects of morphology and oxygen
supply on schizophyllan formation by Schizophyllum commune
using a pellet size controlling bioreactor [ J] . J Chem Technol
Biotechnol,2005,80(12):1383⁃1388.
[38] Rodríguez Porcel E M,Casas López J L,Sánchez Pérez J A,et al.
Effects of pellet morphology on broth rheology in fermentations of
Aspergillus terreus[J] . Biochem Eng J,2005,26(2):139⁃144.
[39] Teng Y, Xu Y, Wang D. Changes in morphology of Rhizopus
chinensis in submerged fermentation and their effect on production
of mycelium⁃bound lipase [ J] . Bioproc Biosyst Eng, 2009, 32
(3):397⁃405.
[40] Park E Y,Koike Y,Higashiyama K,et al. Effect of nitrogen source
on mycelial morphology and arachidonic acid production in cultures
of Mortierella alpina[J]. J Biosci Bioeng,1999,88(1):61⁃67.
[41] Higashiyama K, Murakami K, Tsujimura H, et al. Effects of
dissolved oxygen on the morphology of an arachidonic acid
production by Mortierella alpina 1S⁃4 [ J] . Biotechnol Bioeng,
2000,63(4):442⁃448.
[42] Zhou Z, Du G, Hua Z, et al. Optimization of fumaric acid
production by Rhizopus delemar based on the morphology
formation[J] . Bioresour Technol,2011,102(21):9345⁃9349.
[43] Feng K C,Rou T M,Liu B L,et al. Effect of fungal pellet size on
the high yield production of destruxin B by Metarhizium anisopliae
[J] . Enzyme Microb Tech,2004,34(1):22⁃25.
[44] Sitanggang A B,Wu H S,Wang S S,et al. Effect of pellet size and
stimulating factor on the glucosamine production using Aspergillus
sp. BCRC31742[J] . Bioresour Technol, 2010, 101 ( 10 ):
3595⁃3601.
[45] Higashiyama K,Fujikawa S,Park E Y,et al. Image analysis of
morphological change during arachidonic acid production by
77 第 4 期 周正雄等:微生物发酵法生产花生四烯酸油脂的研究进展
www.PDFCool.com
Mortierella alpina 1S⁃4 [ J ] . J Biosci Bioeng, 1999, 87(4):
489⁃494.
[46] Chung P L Y, Trevithick J R. Biochemical and histochemical
localization of invertase in Neurospora crassa during conidial
germination and hyphal growth[ J] . J Bacteriol,1970,102 (2):
423⁃429.
[47] Higashiyama K,Yaguchi T,Akimoto K,et al. Effects of mineral
addition on the growth morphology of and arachidonic acid
production by Mortierella alpina 1S⁃4[ J] . J Am Oil Chem Soc,
1998,75(12):1815⁃1819.
[48] Koike Y, Jie Cai H,Higashiyama K, et al. Effect of consumed
carbon to nitrogen ratio of mycelial morphology and arachidonic
acid production in cultures of Mortierella alpina [ J] . J Biosci
Bioeng,2001,91(4):382⁃389.
[49] Higashiyama K, Murakami K, Tsujimura H, et al. Effects of
dissolved oxygen on the morphology of an arachidonic acid
production by Mortierella alpina 1S⁃4 [ J] . Biotechnol Bioeng,
1999,63(4):442⁃448.
[50] Higashiyama K, Fujikawa S, Park E Y, et al. Production of
arachidonic acid by Mortierella fungi[ J] . Biotechnol Bioprocess
Eng,2002,7(5):252⁃262.
[51] Wynn J P,Bin Abdul Hamid A,Ratledge C. The role of malic
enzyme in the regulation of lipid accumulation in filamentous
fungi[J] . Microbiology,1999,145(8):1911⁃1917.
[52] Zhang Y,Adams I P,Ratledge C. Malic enzyme:the controlling
activity for lipid production? overexpression of malic enzyme in
Mucor circinelloides leads to a 2 5⁃fold increase in lipid
accumulation[J] . Microbiology,2007,153(7):2013⁃2025.
[53] Song Y,Wynn J P,Li Y,et al. A pre⁃genetic study of the isoforms
of malic enzyme associated with lipid accumulation in Mucor
circinelloides[J] . Microbiology,2001,147(6):1507⁃1515.
[54] Zhang Y,Ratledge C. Multiple isoforms of malic enzyme in the
oleaginous fungus,Mortierella alpina[ J] . Mycol Res,2008,112
(6):725⁃730.
[55] Wynn J P,Ratledge C. Evidence that the rate⁃limiting step for the
biosynthesis of arachidonic acid in Mortierella alpina is at the
level of the 18 ∶ 3 to 20 ∶ 3 elongase[ J] . Microbiology,2000,146
(9):2325⁃2331.
[56] Jaworski J G, Post⁃Beittenmiller M A, Todd J. Fatty acid
elongases:US,7038112[P]. 2006⁃05⁃02.
87 生 物 加 工 过 程 第 11 卷
www.PDFCool.com