[00129175]生物法制备二十二碳六烯酸的关键技术及应用

本项目属于生物化工领域工业生物技术方向。 二十二碳六烯酸（Docosahexenoic Acid,简称：DHA）,是一种重要的ω-3长链多不饱和脂肪酸,对婴幼儿智力和视力发育、心脑血管疾病预防等人类健康问题至关重要,广泛应用于食品和医药行业。传统的DHA来源于鱼油,不仅其品质受到海洋生态环境的影响而难以保证,且在鱼油的提取过程会引入酯化工艺,形成的甲酯型/乙酯型DHA,不利于人体吸收。利用海洋微藻发酵生产DHA,不仅符合环境友好型社会的发展需求,而且产品品质及安全性得到有效保证,具有广阔的应用前景。 但是,以荷兰帝斯曼集团（DSM）为首的一批国外企业对基于隐甲藻来源的DHA生产及应用进行了专利封锁,垄断了国内外市场。为打破国外技术封锁,本项目组率先开展了裂殖壶菌来源的微藻型DHA的“产学研用”一体化研究。 然而,裂殖壶菌来源的DHA在全球一直未实现产业化,主要是因为以下3个技术难点一直未能得到实质性的突破：1)裂殖壶菌形态发育机制不明,细胞易聚集成团,菌种筛选难度大;2)DHA合成途径复杂,机制不清晰,发酵过程控制难;3)DHA在提炼及精制过程中极易氧化,溶剂残留严重,影响品质。 针对上述问题,本项目组经过10年的研究,发明了从菌种筛选、发酵过程控制到油脂提取精制的完整工业化生产工艺,率先实现了裂殖壶菌来源的高品质DHA的规模化生产。主要创新点如下： 1、发明了基于全基因组测序分析及形态发育动力学的裂殖壶菌定向育种技术,且通过基于香草醛的油脂快速检测技术实现了菌种的高通量筛选,获得了优良的工业化生产菌株,实现了高糖/油转化率,节约了生产成本; 2、基于多维组学剖析了裂殖壶菌复杂的细胞生理特性过程,搭建了微观信息和宏观表型的桥梁,发明了多位点、多因素、动态反馈调控的新型微藻异养发酵控制技术,实现了藻油DHA的工业化发酵生产; 3、发明了基于酶法破壁技术的无溶剂提取方法,大幅度提高提取效率,降低生产能耗,在此基础上,项目组进一步开发了一整套无氧油脂精制技术,解决了传统工艺油脂氧化严重的问题。 本项目建成了一条高效生产DHA的产业化生产线,不仅打破了国外企业在微藻型DHA生产及应用上的专利封锁,而且关键技术指标（生物量200g/L,DHA含量54%）超过了商业巨头荷兰帝斯曼集团（ 生物量172 g/L,DHA含量＞35%）。本项目技术已在厦门金达威科技股份有限公司、湖北福星生物科技有限公司、嘉必优生物技术（武汉）股份有限公司、江苏天凯生物科技有限公司等多家企业成功推广应用,产品远销海内外。近3年为合作企业带来新增产值12.5亿元,新增利润4.1亿元,新增税收1.9亿元,创汇7658万美元。 本项目共获得国家授权专利13项,其中发明专利10项,实用新型专利3项;发表论文47篇,其中SCI收录26篇,出版学术著作两部。本项目的研究成果推动了生物法功能性长链多不饱和脂肪酸在油脂行业中的应用,促进了功能性油脂生产技术的进步,产生良好的经济和社会效益。