解脂耶氏酵母(Y.lipolytica)利用玉米芯发酵产赤藓醇的研究

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赤藓糖醇发酵菌种选育及其功能研究进展_柴明艳

Yarrowia lipolytica 发酵 7 d，赤藓糖醇的产量为 170 g/L，异构化为 6-磷酸果糖，然后在磷酸酮醇酶作用下，裂
产率为 1 g（/ L·h）[16]。采用诱变方法可使假丝酵母解为 4-磷酸赤藓糖，再经 4-磷酸赤藓糖醇脱氢酶将
（Candida magnoliae）产赤藓糖醇的量达到 87.8 g/L 。 [17] 其还原为 4-磷酸赤藓糖醇，最后该物质由磷酸酶水解
基金项目：山东省科技发展计划项目（2011GSF12108）作者简介：柴明艳（1983—），女（汉），助教，硕士，主要从事生物发酵方面的教研工作。
以期为相关研究提供科学参考。
1 赤藓糖醇发酵生产的菌种选育微生物学中，高产菌株选育的常用方法有自然筛
选、诱变育种与基因工程。自然筛选是获得赤藓糖醇产生菌的常用途径之一，主要是从泥土、蜂巢、蜂蜜、花粉或高糖食品中分离到。微生物诱变育种的常用方法有化学诱变、物理诱变、生物诱变与复合诱变等几种，有关以生物诱变方法获得赤藓糖醇产生菌的研究鲜有报道。基因工程育种主要是利用控制基因改造技术来完成，鉴于微生物中赤藓糖醇的合成途径及其关键酶等问题尚在研究中，故利用基因技术以获得赤藓糖醇高产菌株的研究更是鲜有报道。
现今，国际上已通用微生物发酵法大批量生产赤藓糖醇。然而，赤藓糖醇发酵生产的理想菌选育、消除终产物抑制现象、提高产率及其生物学功能的研究，仍然是发酵法生产赤藓糖醇工业化需要解决的主要难题。可见，深入展开赤藓糖醇发酵法生产的技术研究，在世界范围内具有重要的理论价值与科学意义。为此，本文主要就赤藓糖醇发酵生产过程中菌种选育、合成途径及其生物学功能的文献报道作一概述，
赤藓糖醇（Erythritol），又称赤兔草醇、原藻醇，呈白色结晶状粉末，是一种国际新型营养性功能甜味剂，广泛存在于果蔬、真菌及各类发酵食品中，并在人和动物的机体中多有分布[1]。赤藓糖醇具有无副作用、口感佳、防龋齿、对高血糖病人安全，对肠胃道无不良刺激，一般食品加工中无分解和褐变等多种优良特性 [2]，已被应用到多个行业领域，如医药、食品、化工、保健与化妆品等[3]。

解脂耶氏酵母利用甘蔗渣发酵产赤藓醇

解脂耶氏酵母利用甘蔗渣发酵产赤藓醇刘晓燕;张瑾;王媛媛;蔡顺晨;张晴;孙静;徐继明【摘要】甘蔗渣是一种常见的固体废弃物,含多种营养成分,然而目前尚无有效地利用手段.研究以解脂耶氏(Yarrowia lipolytica)为发酵菌株,以甘蔗渣为唯一碳源,进行赤藓醇发酵生产.结果发现,甘蔗渣作为赤藓醇发酵碳源的最佳添加量为30.0 g/L;经优化,甘蔗渣发酵赤藓醇的最佳氮源为(NH4)2S2O8,添加浓度为3.0 g/L时,赤藓醇产量达到最高;当发酵培养基中添加60.0 g/L的NaCl所产生的渗透压最有利于赤藓醇生成.同时,添加10 mg/L的Mn2+和4 mg/L的Cu2+可进一步促进赤藓醇合成.在最优条件下发酵168 h,赤藓醇的产量达到峰值18.9 g/L,产率为63％.结果表明,甘蔗渣可以作为唯一碳源发酵产赤藓醇,该发酵工艺为降低赤藓醇发酵成本及甘蔗渣再利用探究了一条新途径.【期刊名称】《淮阴师范学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(016)004【总页数】6页(P323-328)【关键词】赤藓醇;解脂耶氏酵母;甘蔗渣;发酵优化【作者】刘晓燕;张瑾;王媛媛;蔡顺晨;张晴;孙静;徐继明【作者单位】淮阴师范学院,化学化工学院,江苏淮安 223300;淮阴师范学院,化学化工学院,江苏淮安 223300;淮阴师范学院,化学化工学院,江苏淮安 223300;淮阴师范学院,化学化工学院,江苏淮安 223300;淮阴师范学院,化学化工学院,江苏淮安223300;淮阴师范学院,化学化工学院,江苏淮安 223300;淮阴师范学院,化学化工学院,江苏淮安 223300【正文语种】中文【中图分类】Q9350 引言赤藓醇(Erythritol,1,2,3,4-丁四醇),作为一种代谢产物及贮存化合物,在许多天然产品如地衣,大麻叶、蘑菇、西瓜及葡萄中广泛存在,很多发酵食品如酱油、啤酒中也含有丰富的赤藓醇．赤藓醇热量极低(0.3 kcal/g),甜度却为蔗糖的70%～80%．由于人体缺乏代谢赤藓醇的酶系,人体摄入的90%的赤藓醇不能被人体代谢,很快随尿液直接排出体外而不改变血糖指数,因此赤藓醇被认为是理想的低热量无糖食品配料．同时动物毒理学与临床研究已表明赤藓醇是安全的甜味剂,且人体对其具有高耐受性．基于以上的属性,赤藓醇已被广泛应用于特殊功能食品加工,成为糖尿病人、心血管病人和肥胖病人饮食中理想的甜味剂[1]．此外,赤藓醇能抑制口腔细菌增长,对龋齿具有明显的抑制作用,因而在日化领域亦广受青睐[2-3]．近年来,赤藓醇在食品与卫生保健、化工等领域的应用前景十分广阔,需求量日益增加．赤藓醇在自然界中含量极低,目前大规模生产赤藓醇的主要方法是微生物发酵法[4]．赤藓醇商业化生产主要依赖于短梗霉属(Aureobasidium sp.)以及链霉属(Pseudozyma tsukubaensis)以葡萄糖为原料发酵合成赤藓醇[5],因而发酵成本较高．近年来,解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)因其广泛的底物范围及高赤藓醇产量获得了众多关注[6-8]．解脂耶氏酵母大多从食品中分离而来,被FDA(美国食品药物管理局)认定为对人类健康无害的安全发酵菌株[9],且该菌对低溶氧及重金属环境耐受力强,使得粗原料可以作为其发酵碳源而降低发酵成本．以上特点使得解脂耶氏酵母在赤藓醇发酵领域中具有显著优势．甘蔗渣(Bagasse)是制糖加工过程中的副产品,甘蔗榨汁过程中大量可溶性糖含量残留在甘蔗渣中,因此甘蔗渣是良好的微生物发酵碳源[10]．甘蔗渣产量巨大,然而目前尚无有效地处理方法．在实验中,选择甘蔗渣作为唯一碳源、以解脂耶氏酵母为发酵菌株进行赤藓醇发酵,探索一条甘蔗渣利用新工艺,同时为降低赤藓醇发酵成本提供技术指导．并通过发酵条件优化,构建了甘蔗渣生产赤藓醇的高效发酵体系．1 材料和方法1.1 菌种与原料实验所用的菌株为解脂耶氏酵母 SWJ-1b,该菌分离自渤海海洋鱼类消化道,纯化后接在固体YPD斜面上,置入4℃冰箱中保存．为保证菌株活力,每个月转接一次斜面．实验所用原料来自淮安本地水果店鲜榨甘蔗汁后弃置的甘蔗渣,经烘干与粉碎后使用．1.2 培养基YPD固体培养基(g/L): 葡萄糖20.0,琼脂20.0,酵母粉10.0,蛋白胨20.0．YPD液体培养基(g/L): 葡萄糖20.0,酵母粉10.0,蛋白胨20.0．初始发酵培养基(g/L): (NH4)2SO4 2.50,MgSO4·7H2O 1.00,KH2PO4 1.00,酵母粉 0.75及NaCl 20.0,底物20.0．以上培养基均以蒸馏水配置,并在配置好后于115℃下灭菌30 min后待用．1.3 试剂赤藓醇测定试剂: 国药集团化学试剂有限公司.高碘酸钠试剂: 准确称取高碘酸钠溶于0.25 mol/L硫酸,终浓度为0.03 mol/L．SnCl2试剂: 准确称取SnCl2溶于0.3 mol/L盐酸,终浓度为0.125 mol/L (注:现配现用)．变色酸试剂: 准确称取0.2 g变色酸溶于10 mL水,再加入40 mL浓硫酸．其他所需试剂: NH4Cl,NH4HCO3,过硫酸铵,尿素及玉米浆．实验中所用试剂均为分析纯．1.4 种子液培养及发酵培养从YPD斜面培养基上挑取菌体接种于YPD液体培养基中,在摇床内于30℃和200 rpm下恒温振荡培养24 h．取1 mL(OD600nm=30)培养好的种子液接种至50 mL发酵培养基中,在摇床内于30℃和200 rpm下恒温振荡120 h．1.5 发酵优化在碳源优化实验中,分别添加10.0,20.0,30.0,40.0,50.0和60.0 g/L甘蔗渣进行发酵培养．在氮源优化培养基中,分别添加(NH4)2SO4,NH4Cl,NH4HCO3,过硫酸铵,尿素及玉米浆作为氮源进行发酵培养．在氮源浓度优化实验中,分别添加0,1.0,2.0,3.0和4.0g/L的氮源进行发酵培养．在NaCl优化实验中分别添加0,20.0,40.0,60.0,80.0及100.0 g/L的NaCl于发酵培养基中进行发酵．在矿物元素添加优化试验中,分别添加0,2.0,4.0,6.0及8.0 mg/L的Cu2+和0,5.0,10.0,15.0和20.0 mg/L的Mn2+至发酵培养基中进行培养．以优化后的条件发酵并测定发酵曲线,培养时间为一周共168 h,每24 h取样测定．1.6 赤藓醇产量的测定发酵培养基经离心后,取上层清液稀释50倍,取0.5 mL于大试管内,对照加0.5 mL 蒸馏水．首先向各试管中加入0.5 mL高碘酸钠试剂,室温下放置8～10 min．随后加入0.5 mL SnCl2,摇匀．接着加2 mL变色酸,用力摇匀后置于沸水浴30 min,待冷却后转移至比色管中定容至25 mL,于570 nm处测吸光度,并通过标准曲线计算出产量．2 实验结果与讨论2.1 原料的预处理将新鲜的甘蔗渣经粉碎、烘干、再粉碎后,于干燥处保存,如图1所示．甘蔗渣烘干可以降低水活度,防止微生物滋生导致的组分变化．甘蔗渣粉碎后质地更加均匀,在发酵培养基中与微生物细胞更容易接触,对发酵更为有利．2.2 不同碳源发酵赤藓醇比较为了探究甘蔗渣作为发酵底物的可行性,分别以20.0 g/L的甘油、葡萄糖、豆渣,菠萝皮,甘蔗渣及玉米芯作为底物进行发酵培养．发酵结束后,测定不用底物培养基中赤藓醇产量,结果如图2所示．结果表明,不同底物对发酵过程的菌体生物量和赤藓醇产量影响明显．甘蔗渣的赤藓醇产量(9.7 g/L)虽略低于理想原料甘油(10.9 g/L)及葡萄糖(11.7 g/L),但相对于其他粗原料如苹果皮(6.9 g/L)及玉米芯(7.6 g/L)有较大优势,在所有粗原料中发酵效果最好．因此选择甘蔗渣作为发酵底物是可行的．图1 烘干粉碎后的甘蔗渣图2 不同碳源发酵赤藓醇比较2.3 甘蔗渣浓度对解脂耶氏酵母赤藓醇发酵的影响解脂耶氏酵母分别在含有6种不同浓度甘蔗渣(10.0,20.0,30.0,40.0,50.0和60.0 g/L)的发酵培养基中进行培养,其发酵结果如图3所示．从图3可以看出,在低底物浓度(10.0 g/L)培养基中,赤藓醇产量较低,产率也不高．当培养基中的甘蔗渣浓度提升至30.0 g/L,赤藓醇的产量最高,达到13.7 g/L,同时产率也达到最大的45.7 %．但随着甘蔗渣浓度的进一步增加,赤藓醇产量与产率均有所下降．结果表明甘蔗渣浓度在赤藓醇发酵中起关键作用．过低浓度的甘蔗渣使得发酵产量低,不利于工业化生产．然而碳源浓度过高同样不利于赤藓醇生产,推测其中的原因可能是过多的甘蔗渣导致培养基传质及溶氧量下降,从而使发酵产量下降．这从侧面反映了培养基溶氧量及传质对发酵的重要影响．值得一提的是,王凤伟等人在研究耐高渗赤藓糖醇生产菌的筛选与发酵条件优化时所选用葡萄糖的最佳浓度达到200g/L[11],原因可能是碳源的溶解性不同所导致．可溶性碳源不会影响培养基溶氧,因而较高的添加量也不会导致溶氧量的下降;而不溶性碳源则受到培养基溶氧的限制,培养基对其接纳力下降．甘蔗渣作为一种不溶性碳源,其适于发酵的浓度偏低,故实验中测定到其最佳发酵浓度为30.0 g/L．2.4 NaCl浓度对甘蔗渣发酵赤藓醇的影响渗透压对细胞生长及代谢影响较大,而对于赤藓醇生成来说,渗透压的选择显得尤为关键[12]．一般情况下,赤藓醇是由耐高渗的菌株在较高的渗透压下生成,作为对抗高渗环境的一种反应．发酵培养基的碳源及NaCl是提供渗透压的主要来源,然而实验中所用碳源甘蔗渣不能溶于水,因此碳源本身不能提供渗透压．在此通过添加NaCl提高发酵培养基渗透压来调控赤藓醇产量．Yang等也认为较高的NaCl初始浓度在调节渗透压中比发酵碳源有更为重要的作用[7]．因此实验中,把NaCl作为渗透压调节剂,并对其浓度进行优化．在赤藓醇发酵培养基中分别添加不同浓度的NaCl(浓度范围为0～100.0 g/L),发酵结果如图4所示．图3 甘蔗渣浓度对赤藓醇发酵的影响图4 NaCl浓度对甘蔗渣发酵赤藓醇的影响在图4中,最大赤藓醇产量发生在NaCl初始浓度为60 g/L时,为15.1 g/L．这表明在解脂耶氏酵母以甘蔗渣为原料发酵赤藓醇时,同样需要较高的渗透压促进赤藓醇的生成．然而,过高的渗透压对赤藓醇的生成也存在相反的作用,其原因在于过高的渗透压会抑制细胞生长,从而使得赤藓醇分泌下降．2.5 不同氮源对解脂耶氏酵母赤藓醇发酵的影响分别添加相同浓度的(NH4)2SO4,NH4Cl,NH4HCO3,(NH4)2S2O8,尿素及玉米浆于发酵培养基中作为氮源进行发酵培养,其发酵结果如图5所示．从图5数据中可以看出,当氮源为有机氮源(尿素和玉米浆时),发酵体系生物量较高,但赤藓醇产量较低;当氮源为(NH4)2S2O8时,发酵体系生物量较低,但赤藓醇的产量高于其他几种氮源,达到15.9 g/L．由此可见,氮源种类对解脂耶氏酵母产赤藓醇发酵过程的菌体生长及赤藓醇合成存在显著影响,有的氮源能够引起菌体的过量生长,但往往不利于赤藓醇的合成．因此在实验中,(NH4)2S2O8可以认定为甘蔗渣发酵赤藓醇的最佳氮源．王凤伟等在以葡萄糖为底物发酵产赤藓醇时,所选用的最佳氮源为酵母膏与尿素的复合氮源,他们认为有机氮源更有利于赤藓醇的合成[11]．这与实验结果有所不同．实验选择的测定氮源中,无机氮源的发酵效果显著优于有机氮源,推测其原因可能在于,实验所用的碳源甘蔗渣成分较为复杂,本身含有部分有机氮源,无机氮源的添加构成了无机有机混合氮源,更加有利于赤藓醇发酵．2.6 氮源浓度对解脂耶氏酵母赤藓醇发酵的影响为了确定甘蔗渣发酵赤藓醇的最佳氮源,分别向培养基中添加不同浓度(0,1.0,2.0,3.0和4.0g/L)的(NH4)2S2O8进行发酵培养,其结果如图6所示．从图6数据可以看出,当培养基中(NH4)2S2O8浓度为0时,赤藓醇产量较低(9.2g/L)．随着氮源浓度的逐渐增加,生物量随之提高,赤藓醇产量也在逐渐增加．当氮源浓度为3.0 g/L时,赤藓醇产量达到最大,为16.6 g/L,而此时生物量并非最高．当氮源浓度进一步增加时,赤藓醇产量开始降低．这些结果表明,氮源的添加是赤藓醇的合成的必需条件,然而其添加量对赤藓醇产量有着显著影响．过高的氮源导致细胞的大量生长,使过多的碳源被细胞呼吸所消耗,转化为赤藓醇的碳源减少,从而使得赤藓醇产量下降．因此,在实验中,解脂耶氏酵母发酵甘蔗渣产赤藓醇(NH4)2S2O8的最佳浓度约为3.0 g/L．图5 不同氮源对甘蔗渣发酵赤藓醇的影响图6 氮源浓度对赤藓醇产量的影响2.7 添加Cu2+和Mn2+对赤藓醇发酵的影响研究表明,很多矿物质例如Cu2+,Fe3+,Mn2+及Zn2+等会通过影响细胞内的酶活性来影响赤藓醇产量．在众多矿物元素中,Cu2+和Mn2+被认为对赤藓醇合成存在最为显著的影响[13]．为了研究这两种金属离子对甘蔗渣发酵合成赤藓醇的影响,在实验中,通过添加不同浓度的Cu2+和Mn2+,探究发酵过程中赤藓醇浓度的变化．分别将0～8 mg/L的Cu2+及0～20 mg/L的Mn2+添加至发酵培养基,测定不同培养基中赤藓醇产量变化,结果如图7所示．在图7a中,发现细胞生长及赤藓醇产量受Cu2+添加量的显著影响,随着Cu2+含量的增加,生物量逐渐降低．而当Cu2+含量为4 mg/L,赤藓醇产量最高(17.9 g/L);Mn2+同样对细胞生长及赤藓醇合成存在类似影响．从图7b中可以看出,随着Mn2+添加量的提高,生物量下降,而赤藓醇产量提高．当Mn2+为10 mg/L时,赤藓醇产量达到最高(18.6 g/L)．而当Mn2+浓度高于10 mg/L时,赤藓醇产量迅速下降．图7 Cu2+(a)和Mn2+(b)对甘蔗渣发酵赤藓醇的影响在Lee等的报道中[13],在培养基中添加Mn2+和Cu2+ Torula sp.发酵赤藓醇产量提高,进一步研究发现,赤藓醇产量提高的原因在于,Cu2+的添加会导致赤藓醇合成的关键酶赤藓糖还原酶活力的提高,因为Cu2+会降低赤藓糖还原酶的抑制剂延胡索酸的生成[14]．Mn2+与Cu2+对赤藓醇的促进作用则表现在不同的方面．Mn2+能够改变细胞渗透性,使得生成的赤藓醇更快地运出细胞,从而减少产物的反馈抑制,促进赤藓醇生成[15]．然而,过多的Mn2+会破坏胞内平衡,使得赤藓醇产量下降．因此,当培养基中添加10 mg/L的Mn2+同时添加4 mg/L的Cu2+,会使得赤藓醇产量大幅度提高,结果与Lee等的报道是一致的[13-14]．2.8 解脂耶氏酵母以甘蔗渣为原料的赤藓醇发酵曲线图8 甘蔗渣产赤藓醇的发酵曲线为了更好地把握解脂耶氏酵母利用甘蔗渣发酵赤藓醇的情况,对该发酵过程进行了全程跟踪测试．以条件优化后培养基进行发酵培养,每隔24 h取样测定,发酵结果如图8所示．从图8中可以看出,在发酵开始的前48个 h内,发酵液中的赤藓醇产量几乎没什么变化,可能的原因是前48 h是解脂耶氏酵母接入发酵培养基的适应期．从发酵72 h起,随着发酵天数的增长,赤藓醇的产量逐渐增加,并在发酵144 h 达到最大值,进一步发酵赤藓醇已无明显增长．由此可知,在解脂耶氏酵母以甘蔗渣为唯一碳源的发酵赤藓醇的周期大约为144 h,赤藓醇最高产量达到了18.9g/L．这些结果表明,以甘蔗渣作为碳源进行赤藓醇发酵具有极高的可行性,可将其用于赤藓醇的工业生产,为赤藓醇生产提供了一条经济可行的新工艺．3 结束语为了研究解脂耶氏酵母以甘蔗渣为唯一碳源进行发酵产赤藓醇的可行性,进行了本次实验．以甘蔗渣为唯一碳源进行发酵产赤藓醇的研究,初步探索了适合甘蔗渣发酵赤藓醇的最佳培养基．结果证明,以甘蔗渣为唯一碳源发酵产赤藓醇是可行的,赤藓醇产率可达到63%．为实现甘蔗渣的再利用,降低赤藓醇发酵成本提供了可靠的技术支撑．参考文献：[1] Roper H, Goossens J. 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以玉米芯为原料发酵生产富含虾青素的饲料酵母

以玉米芯为原料发酵生产富含虾青素的饲料酵母梁新乐;张虹【期刊名称】《中国粮油学报》【年(卷),期】2003(018)005【摘要】玉米芯是一种资源丰富的农副产品.采用氨水、稀酸、稀碱处理玉米芯,再用纤维素酶-木聚糖酶复合酶系可将玉米芯水解生成可发酵性糖类,然后以法夫酵母作为茵种发酵来生产饲料酵母,从而获得了含有虾青素的饲料酵母,大大强化饲料酵母的营养,提高了酵母的价值.实验结果表明,8%的氨水和4%的氢氧化钠处理玉米芯,所得还原糖效率都较好;不同的初始糖浓度对酵母生长具有不同的影响,2%的糖浓度有利于茵体的生长和虾青素的合成;酵母可能利用多种氮源进行生长,蛋白胨、鱼粉等有机氮有利于细胞的生长;[Goucose]/[Ammonium sulfate]=0.7时细胞干重有较大值,而虾青素的浓度却在[Goucose]/[Ammonium su1fate]=2时有较大值,为2.46mg/L.5升罐上间歇培养中,最终细胞干重为3.3g/L,虾青素产率2.7mg/L.【总页数】4页(P85-88)【作者】梁新乐;张虹【作者单位】杭州商学院生物工程系,杭州,310035;杭州商学院生物工程系,杭州,310035【正文语种】中文【中图分类】S816【相关文献】1.红法夫酵母发酵生产虾青素的研究进展 [J], 孙乃霞;赵学明2.米根霉、法夫酵母双菌共发酵淀粉生产虾青素的初步研究 [J], 倪辉;杨远帆;蔡慧农3.利用法夫酵母发酵生产虾青素的研究进展 [J], 吴伟;喻昕;尹美珍4.基于动力学模型的法夫酵母发酵生产虾青素的补料策略优化 [J], 鲁明波;纪磊;刘永胜;周蓬蓬;余龙江5.饲料中添加富含虾青素的法夫酵母对罗氏沼虾的体色及生长状况的影响 [J], 金征宇;过世东;吕玉华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

一种高产赤藓糖醇的菌株及其发酵产赤藓糖醇的方法[发明专利]

专利名称：一种高产赤藓糖醇的菌株及其发酵产赤藓糖醇的方法
专利类型：发明专利
发明人：李由然,石贵阳
申请号：CN202210169163.7
申请日：20220223
公开号：CN114525213A
公开日：
20220524
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种高产赤藓糖醇的菌株，其分类命名为解脂亚罗酵母(Yarrowialipolytica)，已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCCNo.24118。

所述菌株由自然界筛选后经过适应性进化获得。

本发明还创造性地使用了全细胞回收再次利用的发酵方法，缩短了生产时间，同时减少污染物的排放。

申请人：江南大学
地址：214000 江苏省无锡市梁溪区通沙路898号南楼七层
国籍：CN
代理机构：无锡华源专利商标事务所(普通合伙)
代理人：冯智文
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解脂耶罗维亚酵母(Yarrowia lipolytica)的代谢工程

解脂耶罗维亚酵母(Yarrowia lipolytica)的代谢工程池振明;赵新灵;王凌飞【期刊名称】《中国海洋大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(042)005【摘要】In the article, the latest progress on metabolic engineering of Yarrowia lipolytica is presented Y. lipolytica is non-pathogenic (GRAS, generally regarded as safe), widely distributed in various environments including marine and polar region, also, it has an excellent expression, system, some strains of it can accumulate proteins or oils, or secrete citric acid. Furthermore, it has been reported that Y. lipolytica is capable of secreting two natural proteases (alkaline extracellular protease and acid protease) and degradates hydrocarbons. It was found that after the yeast cells are genetically modified, some renewable materials such as inulin can be used by the enginnered yeasts. The engineered yeasts can use inulin to accumulate protein and oils and secrete citric acid. Many industrially important enzymes can be synthesized by the engineered yeasts. Therefore, the metabolically engineered Y. lipolytica can be widely used in bioenergy, food, pharmaceutical and marine cultural industry.%本文论述最近几年在解脂耶罗维亚酵母(Yarrowia lipol ytica)代谢工程研究方面的最新进展.解脂耶罗维亚酵母是最安全的微生物,广泛分布在包括海洋和极地等的各种环境中,已经具备很好的基因克隆表达系统;某些菌株在蛋白质、油脂、柠檬酸、酸性蛋白酶和碱性蛋白酶生产上具有优良特性,并且许多菌株具有很强的降解石油烃的能力.本文介绍了几种对解脂耶罗维亚酵母进行的表达系统改造,改造后该酵母能分解廉价而广泛存在的菊粉,提高细胞中油脂含量和细胞分泌的柠檬酸含量,合成许多生物活性物质,在能源工业、食品工业、医药工业和养殖业具有广泛的应用前途.【总页数】8页(P60-67)【作者】池振明;赵新灵;王凌飞【作者单位】中国海洋大学海洋生命学院,山东青岛266003;中国海洋大学海洋生命学院,山东青岛266003;中国海洋大学海洋生命学院,山东青岛266003【正文语种】中文【中图分类】Q939.11【相关文献】1.耶氏解脂假丝酵母（Yarrowia Lipolytica）发酵生产γ-癸内酯研究进展 [J], 刘莎;杨天奎;牟英2.解脂耶罗维亚酵母菌利用地沟油联产柠檬酸和胞内油脂 [J], 柯智健;孙磊;曹丽;常欢欢;刘晓燕3.自然养殖水体投喂CpG ODN和表面展示VP28的解脂耶罗维亚酵母对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)抗WSSV的免疫保护作用 [J], 衣启麟;刘瑞;孙瑞;王玲玲;刘聪辉;迟振明;宋林生4.解脂耶氏酵母(Y.lipolytica)利用玉米芯\r发酵产赤藓醇的研究 [J], 王继承;史新星;陈文静;殷进;杨文澜;刘晓燕5.代谢工程改造解脂耶氏酵母生产脂肪酸及其衍生物 [J], 王凯峰;王金鹏;韦萍;纪晓俊因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

解脂耶氏酵母表达系统研究进展

酸、并柠檬酸）蛋白类（白酶、，蛋脂肪酸、酯酶、酸酶、／磷Ｏ甘露糖苷酶、Ｎｓ）一Ｒａｅ。烷烃类廉价物质作为底物分泌大量
的代谢产物，自上世纪４０年代被发现以来，越来越受到研究者的重视，于上世纪９并０年代被开发成为一种新的酵母表达系统，用于４２种异源蛋白的高效表达。综述了解脂耶氏酵母表达系统及其特点，利于研究者从转录和翻有译的水平研究并源蛋白在此茵中的表达分泌路径以及寻找到调控型启动子。关键词：脂耶氏酵母；解表达系统；异源蛋白表达中图分类号：３Ｑ６文献标识码：Ａ文章编号：６２—３７（０８００１１７６８２０）３— ００—０７
ＲｅｉｗｆＹｒｏｗｉｉｌｔｃｘｅｓｏｙｔｍｖｅｏａｒａｌｙｉａｅｐｒｓｉｎｓｓｅｐｏ
ＺＡｅｙｎＵＧＹｎ，ＡＧＪｎ —ｅＸｉＹＮＹｎｊｎＨＯＨ —ｕ，ＨＡＮｉｇＹＮｉｇｋ，ＵＬ，Ａｕ－ａｕ
赵鹤云，黄瑛，杨江科，徐莉，闫云君
（中科技大学生命科学与技术学院，育部分子生物物理重点实验室，汉４０７）华教武３０４
摘
要：解脂耶氏酵母（ａｒｗａｌｏｔａ是非常规酵母中具代表性的一种，Ｙｒｉｐｌｉ）ｏｉｙｃ它底物广泛，尤其能利用有机酸（柠檬
ｔｘｒｓｂｕ２ｈｔｒｌｇｕｓｐｏｅｎｕｃｓｆｌｏｅｐｅｓａｏｔ４ｅｅｏｏｏｒｔｉｓｓｃｅｓｕｌＴｈｒｃｅｓｉｘｒｓｉｎｓｓｅｏａｒｗｉｙ．ｈｅｃａａｔｒｔｅｐｅｓｏｙｔｍｆＹｒｏａｉｃ

解脂耶氏酵母研究进展

解脂耶氏酵母研究进展李运清【摘要】Yarrowia lipolytica is an aerobiotic ,nonpathogenic and dimorphic non‐conventional yeast .It is fo‐cused due to its ability to efficiently utilize hydrophobic substrates as the sole carbon source .As research contin‐ues ,this organism exhibits specific physiological ,metabolic and genomic characteristics ,which differentiate it from the model yeast Saccharomyces cerevisiae .Those properties make many researchers to conduct the basic and ap‐plied research of this yeast ,and a series of v aluable results is obtained .In this paper ,we will briefly present the different use ofY .lipolytica for basic knowledge and the advantages gained by exploiting this yeast .%解脂耶氏酵母（Yarrowia lipolytica）是一种需氧的、无致病性的二型性非常规酵母。

该酵母因其可以有效地利用疏水性底物为唯一碳源进行生长繁殖而得到研究人员的关注。

与模式生物酿酒酵母相比，解脂耶氏酵母表现出很多特殊的生理、代谢以及基因水平上的特性，这些特性使得很多研究小组以该酵母为模式生物进行了一系列的基础理论和应用研究，并取得了很多非常有价值的研究成果。

赤藓糖醇的开发及其在食品工业中的应用

&"# 0 2"# 。但当它和其他糖类，特别是强化甜味剂如阿斯巴甜和甜菊糖等混合使用时，配伍作用使得其实际甜度远远超出预期，从而获得最佳的甜味协调。此外，溶液中 D# 0 .# 的赤藓醇就能有效地掩饰刺激性口味，很好地改善溶液的口感和风味。
.9 赤藓醇的生产
目前，国际上均采用微生物发酵法生产赤藓醇，即由小麦、玉米等淀粉经安全、适当的食用级嗜、解脂假高渗酵母如丛梗孢酵母（ EFGHDHIDDJ :DDHGH> ）丝酵母（ 8JGKHKJ DH:FDLMHNJ ）或类丝孢酵母（ OPHNCF 在高浓度下（ Q @," * ) R ） >:FPFGFHKI> =I*JNCHDIG>H>）进行酶解发酵后，发酵醪液经加热杀菌并过滤，然洗涤和干燥而得，一般得率约 ,糖醇，外观为白色结晶，有清凉发热量感，味微甜，相对甜度为蔗糖的% & X Y % & , ，
! ! 作者简介：陆正清（ )Z*X 年 + ），男，江苏淮安人，东南大学在读硕士研究生，江苏食品职业技术学院副教授，发表论文 )% 余篇。研究方向：食品添加剂与发酵食品。
’ ’ ’ 表 "’ 冰红茶饮料参考配方（按 $ %%% -. 计） -. 原料红茶柠檬酸赤藓醇配比 &! & %! , $ ) "% 原料 /0 阿斯巴甜红茶香味料配比 %! , 适量 %! ,
肠，有极少数被微生物发酵，大部分从粪便中排出。后经离子交换树脂、活性炭和超滤纯化，再经结晶、
@9 在食品工业上的应用
因为赤藓醇的热量低、无龋齿性、无吸湿性、稳定性高和耐消化性等功能特点，它在食品工业上有

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产量的影响。研究结果表明：Y. lipolytica 可以利用玉米芯为唯一碳源发酵产赤藓醇，发酵最适碳源浓度为 60 g/L、
最佳氮源种类为氯化铵、最佳氮源浓度为 2.5 g/L；添加浓度为 50.0 g/L 的 NaCl 能为发酵产醇提供较适宜的渗透压；
向培养基中添加 8 mg/L 的 Zn2 ＋和 15.0 mg/L 的 Fe3 ＋，能进一步提升赤藓醇的产量。在最优培养基条件下持续发酵
were added to the fermentation medium. After continuous fermentation for 96 h under the above optimal conditions，the yield of erythritol reached a maximum of 37.26 g/L，and the conversion rate of erythritol was as
yield of erythritol. The results show that corn cob can be fermented as the sole carbon source to produce erythritol. The optimum carbon source concentration is 60 g/L， the best nitrogen source is ammonium chloride，
96 h，赤藓醇的产量最高可达 37.26 g/L，赤藓醇转换率可达 62.1%。该研究为废弃玉米芯的再利用和赤藓醇的低成
本发酵生产探索了一条新途径。
关键词：玉米芯，赤藓醇，解脂耶氏酵母，发酵
中图分类号：TQ920.6
文献标识码：A
文章编号：1674-506X（2019）04-0023-0005
Yarrowia lipolytica Fermenting Erythritol with Corncob
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2019 年第 4 期
赤藓醇（亦称 1，2，3，4-丁糖醇）的甜度为蔗糖的70-80%，属于低热量甜味剂，热量仅为0.3 kcal/g［1］。赤藓醇还具有耐受性高、副作用小，对糖尿病患者有适应性、不引起蛀牙等功能性优点，是低热量甜品的理想配料［2-3］。随着生活水平的不断提高，人们对赤藓醇的需求也日益增长，赤藓醇的生产逐渐成为大家关注的焦点。在过去的很长一段时间内，赤藓醇的商业化生产主要以葡萄糖为发酵原料，通过短梗霉属及链霉属在一定条件下发酵合成。与其他赤藓醇发酵工艺相比，Y. lipolytica（解脂耶氏酵母）发酵工艺具有对人类健康无害、对高渗透压有较好的耐受性等优点［4- 5］，受到人们的广泛关注。 Y. lipolytica 为严格好氧菌，其发酵原料来源非常广泛，不仅能够利用葡萄糖、乙酸、乙醇等亲水性底物，还能利用甘油、烷烃等疏水性底物进行发酵［6-7］。
high as 62.1% . This study explores a new approach to the reuse of waste corncobs and the low- cost
fermentation of erythritol. Key words：corn cob; erythritol；Yarrowia lipolytica；fermentation doi：10.3969/j.issn.1674-506X.2019.04-005
收稿日期：2019-05-09 基金项目：国家自然科学基金项目（51508221）；江苏省研究生实践创新计划项目（SJCX18_0801）；江苏省环境工程重点实验室
开放基金（KF2018-004）；江苏省环境功能材料工程实验室开放基金（JSEFM201804）作者简介：王继承（1995-），男，硕士研究生，主要从事固体废弃物综合利用等方面的工作。 *通讯作者
and the optimum nitrogen source concentration is 2.5 g/L. Adding NaCl with a concentration of 50.0 g/L ccan provide suitable osmotic pressure. In order to further enhance the synthesis of erythritol，8 mg/L Zn2+ and 15.0 mg/L Fe3+
王继承等：解脂耶氏酵母（Y. lipolytica）利用玉米芯发酵产赤藓醇的研究
Food and Fermentation Sciences & Technology 第 55 卷（第 4 期） Vol.55，No.4
解脂耶氏酵母（Y. lipolytica）利用玉米芯发酵产赤藓醇的研究
王继承 1，史新星 1，陈文静 1，殷进 1，杨文澜 1*，刘晓燕 2
Abstract： Corn cob is used as a raw material in various fields due to its unique structure and nutrition constituent. In this study， Y. lipolytica was used as the fermentation strain， corn cob was used as the sole carbon source，the composition of the medium and fermentation conditions were experimental investigated for the
WANG Ji-cheng1，SHI Xin-xing1，CHEN Wen-jing1，YIN Jin1，YANG Wen-lan1*，LIU Xiao-yan2
（1.School of the Environmental Science and Engineering，Yangzhou University，Yangzhou Jiangsu 225127，China;2. School of Chemistry and Chemical Engineering，Huaiyin Normal University，Huaian Jiangsu 223300，China）
（1. 扬州大学环境科学与工程学院，江苏扬州 225127；2. 淮阴师范学院化学与化工学院，江苏淮安 223300）
摘要：玉米芯因其独特的结构和营养成分，被综合利用于众多领域。本研究选用解脂耶氏酵母（Y. lipolytica）作
为发酵菌株，将玉米芯作为唯一碳源，开展发酵产赤藓醇的实验研究，综合考察了培养基组成和发酵条件对赤藓醇