CA2395622A1 - Procede d'enrichissement en lipides et en acides gras omega-3 dans les cultures d'algues - Google Patents

Procede d'enrichissement en lipides et en acides gras omega-3 dans les cultures d'algues Download PDF

Info

Publication number
CA2395622A1
CA2395622A1 CA002395622A CA2395622A CA2395622A1 CA 2395622 A1 CA2395622 A1 CA 2395622A1 CA 002395622 A CA002395622 A CA 002395622A CA 2395622 A CA2395622 A CA 2395622A CA 2395622 A1 CA2395622 A1 CA 2395622A1
Authority
CA
Canada
Prior art keywords
algae
omega
fatty acid
silicate
growth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
CA002395622A
Other languages
English (en)
Inventor
Edwin Bourget
Rejean Tremblay
Fabrice Pernet
Original Assignee
Universite de Sherbrooke
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universite de Sherbrooke filed Critical Universite de Sherbrooke
Priority to CA002395622A priority Critical patent/CA2395622A1/fr
Priority to AU2003249820A priority patent/AU2003249820A1/en
Priority to JP2004522068A priority patent/JP2006503556A/ja
Priority to KR1020057001153A priority patent/KR20050053594A/ko
Priority to PCT/CA2003/001100 priority patent/WO2004009826A2/fr
Priority to CNA038216183A priority patent/CN1681934A/zh
Priority to EP03764865A priority patent/EP1523566A2/fr
Priority to US10/521,868 priority patent/US20060099694A1/en
Priority to CA002493910A priority patent/CA2493910A1/fr
Publication of CA2395622A1 publication Critical patent/CA2395622A1/fr
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/64Fats; Fatty oils; Ester-type waxes; Higher fatty acids, i.e. having at least seven carbon atoms in an unbroken chain bound to a carboxyl group; Oxidised oils or fats
    • C12P7/6409Fatty acids
    • C12P7/6427Polyunsaturated fatty acids [PUFA], i.e. having two or more double bonds in their backbone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/64Fats; Fatty oils; Ester-type waxes; Higher fatty acids, i.e. having at least seven carbon atoms in an unbroken chain bound to a carboxyl group; Oxidised oils or fats
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11CFATTY ACIDS FROM FATS, OILS OR WAXES; CANDLES; FATS, OILS OR FATTY ACIDS BY CHEMICAL MODIFICATION OF FATS, OILS, OR FATTY ACIDS OBTAINED THEREFROM
    • C11C1/00Preparation of fatty acids from fats, fatty oils, or waxes; Refining the fatty acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/12Unicellular algae; Culture media therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/64Fats; Fatty oils; Ester-type waxes; Higher fatty acids, i.e. having at least seven carbon atoms in an unbroken chain bound to a carboxyl group; Oxidised oils or fats
    • C12P7/6436Fatty acid esters
    • C12P7/6445Glycerides
    • C12P7/6472Glycerides containing polyunsaturated fatty acid [PUFA] residues, i.e. having two or more double bonds in their backbone

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un procédé de culture adapté à de nombreuses espèces d'algues en système semi-continu. Ce système et cette technique d'élevage en milieu contrôlé optimisent les concentrations d'algues tout en permettant un enrichissement en acides gras, spécialement en omega-3. Juste à la fin de l'atteinte de la phase de croissance exponentielle les cultures d'algues subissent un stress environnemental contrôlé entraînant une modification des processus métaboliques. Sous l'influence de ce stress les algues cessent de se diviser pour emmagasiner des lipides sous la forme d'acide gras polyinsaturés et particulièrement d'omega-3.

Description

PROCÉDE D'ENRICHISSEMENT EN LIPIDES ET EN ACIDES GRAS
OMEGA-3, DANS LES CULTURES D'ALGUES
INFORMATION DE BASE
(a) Champs d'application La présente invention concerne un nouveau procédé de production d'acide gras polyinsaturés et particulièrement d'oméga-3.
(b) Art antérieur Les microalgues, particulièrement celles cultivées dans un médium marin, sont souvent riches en acide gras polyinsaturés (PUFA -Polyunsaturated fatty acid) dont les deux principaux sont l'EPA
(éicosapentaenoic acid) et le DHA (docosahexaenoic acid). Le tableau suivant montre les teneurs en EPA et DHA des différentes espèces de microalgues maintenues dans des conditions d'élevage standard.
acide gras EPA DHA
Chrysophyceae Pseudopedinella 27 1 Circosphaera 28 -Isochrysis - 15 Xanthophyceae Nannochloris 27 -Bacillariophyceae Nitzchia 17 -Phaedactylum tricomatum 28 -Rhodophyceae Porphyridium cruentum 17 -
2 Dinophyceae Amphidinium carterae 20 24 Ceratium furca 7 21 Cochlodinium spp. 11 28 Crypthecodinium cohn - 30 Gonyaulax spp. 12-34 1-16 Peridinium triquetum 19 2 Procentrum spp. 15-32 3-5 References: W. Yongmanitchai et O.P. War (1989; Omega-3 fatty acids alternative sources of production; Proc. Biochem 24: 117-125) et J.K. Vollcman et al. (1989; Fatty acid and lipid composition of 10 species of microalgae used in mariculture; J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 128: 219-240).
La culture des microalgues dans le but de produire des PUFAs s'est développée en utilisant les espèces les plus riches en acide gras, tel Crypthecodinium cohnü.
II est reconnu que les contenus en lipides des microalgues, dont les PUFAs, varient selon les conditions de culture. Cependant les conditions optimisant les concentrations en acide gras dans les algues sont incompatibles avec celles favorisant la croissance des cultures algales. II
en résulte que les cultures d'algues enrichies en lipides, tels les acides gras, sont réalisées seulement à faible concentration diminuant ainsi l'avantage de modifier les conditions de culture.
SOMMAIRE DE L'INVENTION
Le but de la présente invention est de fournir un nouveau procédé
de production des PUFAs par l'induction d'un blocage de la division cellulaire. Ce blocage est induit lorsque les cultures ont atteint une concentration optimale (plus de 10x106 cellules par ml). Cela permet
3 d'obtenir des cellules riches en PUFA, particulièrement en acide gras omega-3.
Selon cette invention différentes espèces d'algues peuvent subir une modification des processus métaboliques menant ainsi à une augmentation significative de la teneur en PUFAs.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION
Selon la présente invention les algues sont cultivées en système semi-continu à une température de 18 à 20°C, un pH de 7.5 à 8.0 et une illumination provenant d'un côté fournie par des fluorescents de type Cool-whiteT"" et GrowliteT"" à une intensité de 60 à 250 NE s' m-2. La photopériode comprend un cycle de 16h lumière: 8h obscurité. L'eau pour les élevages est filtrée à 1 Nm et pasteurisée à 80°C.
Ä titre d'essai, 2-3 ml de souches mères d'algues sont ajoutés aux erlenmeyers de 125 ml contenant 75 ml de milieu de culture f/2 (R.
Guillard, 1975; Culture of phytoplankton for feeding marine invertebrates.
In: Smith, W.L., Chanley, M.H. (Eds.), Culture of marine invertebrates animais. Plenum Press, New York, pp. 29-60). Sept jours après l'inoculation, le contenu des erlenmeyers de 125 ml est transféré dans des erlenmeyers de 500 ml contenant 300 ml de milieu de culture f/2. Cinq jours plus tard le contenu des erlenmeyers de 500 ml est transvidé dans des contenants de 20 litres. Durant les phases de culture de 125 et 500 ml aucun élément n'est ajouté aux cultures.
Dans les 20 litres, 8 ml de milieu de culture f/2 sont ajoutés avec 18 litres d'eau. Après 2 jours, 4 ml de silicate sont ajoutés et après 3 jours de plus les 20 litres sont transvidés dans des tubes de 170 litres de 7 pieds de hauteur. 62 ml de milieu de culture f/2 et 31 ml de silicate sont ajoutés et les tubes sont remplis d'eau. Les éléments nutritifs avec ou sans silicate, selon l'espèce, sont ajoutés tous les 2 jours. Dans les contenants de 20 et
4 170 litres, de l'air filtrée et du gaz carbonique à un débit de 0.2 à 0.3 I/min sont ajoutés.
Après 6-7 jours d'incubation dans les tubes de 170 litres, les cultures algales ont presque terminé leur croissance exponentielle et atteint leur niveau maximum. C'est à ce moment que les stress en éléments nutritifs sont imposés afin de modifier leur patron métabolique.
Les algues cessent de se diviser et commencent à emmagasiner des lipides, surtout sous forme de PUFAs. Le stress nutritionnel ou environnemental imposé dépend de l'espèce en élevage. Pour certaines espèces les concentrations en PUFAs ont été presque doublées pour des concentrations algales identiques.
La présente invention sera plus facile à comprendre en utilisant les exemples suivants qui servent à illustrer l'invention sans limiter sa portée.
Exemple 1 La diatomée Chaetoceros gracüis a été cultivée en système semi-continu de 170 litres à des concentrations de plus de 10 millions de cellules / ml. Des tubes ont continué à être alimentés avec des éléments nutritifs complets tandis que d'autres furent privés de silicates. Les résultats décrit ci-dessous présentent la distribution des acides gras selon le traitement.
5 Avec silicate Sans silicate 20 :5n3 8.9 30.2 22 :6n3 3.9 8.5 Somme PUFA 33.1 50.0 Somme n3 21.1 34.9 L'analyse faite 7 jours après l'application de stress Exemple 2 La diatomée Skelefonema costatum a été cultivée en système semi-continu de 170 litres. Des tubes ont continué à être alimentés avec des éléments nutritifs complets tandis que d'autres furent privés de silicates. Les résultats présentent la distribution des acides gras selon le traitement.
Avec silicate Sans silicate 20 :5n3 16.1 37.6 22 :6n3 5.5 7.54 Somme PUFA 41.0 59.9 Somme n3 24.6 42.0 L'analyse faite 7 jours après l'application de stress L'illustration en haut devrait servir comme démonstratives au lieu de restrictives de l'invention.
Tandis que l'invention a été décrite en rapport avec des réalisations particulières, diverses modifications peuvent être effectués. La présente invention comprend donc toutes variations, emplois, ou adaptations de l'invention qui précèdent. D'une façon générale, sont
6 également compris dans la présente invention, les principes de l'invention incluant tout écart de la présente divulgation connu dans la pratique ordinaire au sein de l'art propre au champs de l'invention qui appliquent les caractéristiques décrites précédemment et celles revendiqués ci-dessous.

Claims (5)

1. Un procédé de production d'acides gras polyinsaturés (PUFA=
Polyunsaturated fatty acid) comprenant les étapes de:

a) culture d'algues en un temps suffisant pour atteindre la phase stationnaire de croissance; et b) application d'au moins un facteur limitant la croissance causant ainsi la production et l'accumulation de PUFA.
2. Le procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le facteur limitant la croissance est une absence ou une faible teneur de silicate.
3. Le procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le facteur limitant la croissance est une carence d'éléments nutritifs.

3. Le procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que plusieurs facteurs limitant la croissance sont appliqués en séquence.
4. Un procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'algue est la diatomée Chaetoceros gracilis et le facteur de stress est l'absence ou la fiable teneur de silicate.
5. Un procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'algue est la diatomée Skeleonema costatum et le facteur de stress est la carence en silicate.
CA002395622A 2002-07-22 2002-07-22 Procede d'enrichissement en lipides et en acides gras omega-3 dans les cultures d'algues Abandoned CA2395622A1 (fr)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA002395622A CA2395622A1 (fr) 2002-07-22 2002-07-22 Procede d'enrichissement en lipides et en acides gras omega-3 dans les cultures d'algues
AU2003249820A AU2003249820A1 (en) 2002-07-22 2003-07-22 Process for increasing the yield of lipid and omega-3 fatty acid in seaweed culture
JP2004522068A JP2006503556A (ja) 2002-07-22 2003-07-22 藻類の培養における脂質及びオメガ3脂肪酸の産生量を増加させる方法
KR1020057001153A KR20050053594A (ko) 2002-07-22 2003-07-22 해조류 양식에서 지질 및 오메가-3 지방산의 수율을증가시키는 방법
PCT/CA2003/001100 WO2004009826A2 (fr) 2002-07-22 2003-07-22 Procede pour augmenter le rendement de lipides et d'acides gras omega-3 dans des cultures de plantes marines
CNA038216183A CN1681934A (zh) 2002-07-22 2003-07-22 海藻培养中提高脂质和ω-3脂肪酸产量的方法
EP03764865A EP1523566A2 (fr) 2002-07-22 2003-07-22 Procede pour augmenter le rendement de lipides et d'acides gras omega-3 dans des cultures de plantes marines
US10/521,868 US20060099694A1 (en) 2002-07-22 2003-07-22 Process for increasing the yield of lipid and omega-3 fatty acid in seaweed culture
CA002493910A CA2493910A1 (fr) 2002-07-22 2003-07-22 Procede pour augmenter le rendement de lipides et d'acides gras omega-3 dans des cultures de plantes marines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA002395622A CA2395622A1 (fr) 2002-07-22 2002-07-22 Procede d'enrichissement en lipides et en acides gras omega-3 dans les cultures d'algues

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CA2395622A1 true CA2395622A1 (fr) 2004-01-22

Family

ID=30449992

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CA002395622A Abandoned CA2395622A1 (fr) 2002-07-22 2002-07-22 Procede d'enrichissement en lipides et en acides gras omega-3 dans les cultures d'algues
CA002493910A Abandoned CA2493910A1 (fr) 2002-07-22 2003-07-22 Procede pour augmenter le rendement de lipides et d'acides gras omega-3 dans des cultures de plantes marines

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CA002493910A Abandoned CA2493910A1 (fr) 2002-07-22 2003-07-22 Procede pour augmenter le rendement de lipides et d'acides gras omega-3 dans des cultures de plantes marines

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20060099694A1 (fr)
EP (1) EP1523566A2 (fr)
JP (1) JP2006503556A (fr)
KR (1) KR20050053594A (fr)
CN (1) CN1681934A (fr)
AU (1) AU2003249820A1 (fr)
CA (2) CA2395622A1 (fr)
WO (1) WO2004009826A2 (fr)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BRPI0613487A2 (pt) * 2005-06-07 2011-01-11 Hr Biopetroleum Inc processo hìbrido em batelada contìnua para produção de óleo e outros produtos úteis de micróbios fotossintéticos
CA2702577A1 (fr) 2007-10-15 2009-04-23 Jbs United, Inc. Procede permettant d'accroitre la performance d'une progeniture
PT2367950T (pt) 2008-12-01 2017-07-06 Univ Saarland Produção de ácidos gordos ómega-3 por mixobactérias
US20120088279A1 (en) * 2009-05-11 2012-04-12 Phycal, Inc. Algal lipid production
KR101129716B1 (ko) * 2009-12-23 2012-03-28 인하대학교 산학협력단 발광 다이오드로 빛을 조사시켜 미세조류로부터 지질 및 특정 지방산을 생산하는 방법
EP2390341B1 (fr) * 2010-05-25 2018-06-27 Neste Oyj Procédé et micro-organismes pour la production de lipides
EP2390343A1 (fr) 2010-05-31 2011-11-30 InterMed Discovery GmbH Production d'acides gras par l'expression hétérologue de groupes de gènes à partir de myxobactéries
ES2622628T3 (es) 2011-01-28 2017-07-06 Algaecytes Limited Proceso para la producción de microalgas, cianobacterias y metabolitos de las mismas
KR102049695B1 (ko) * 2018-11-06 2019-11-28 서울대학교산학협력단 오메가-3 생산 증진을 위한 미세조류의 배양 방법
CN113349118B (zh) * 2021-07-08 2022-11-22 大连海洋大学 一种提高菲律宾蛤仔软体部pufa相对含量的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5244921A (en) * 1990-03-21 1993-09-14 Martek Corporation Eicosapentaenoic acids and methods for their production

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004009826A2 (fr) 2004-01-29
CA2493910A1 (fr) 2004-01-29
WO2004009826A3 (fr) 2004-05-06
US20060099694A1 (en) 2006-05-11
JP2006503556A (ja) 2006-02-02
KR20050053594A (ko) 2005-06-08
EP1523566A2 (fr) 2005-04-20
CN1681934A (zh) 2005-10-12
AU2003249820A1 (en) 2004-02-09
AU2003249820A8 (en) 2004-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rizwan et al. Effects of iron sources on the growth and lipid/carbohydrate production of marine microalga Dunaliella tertiolecta
Fang et al. Effects of organic carbon sources on cell growth and eicosapentaenoic acid content of Nannochloropsis sp.
Tan et al. Fatty acid production by heterotrophic Chlorella saccharophila
US20080166779A1 (en) Photoautotrophic growth of microalgae for omega-3 fatty acid production
US6410282B1 (en) Method for enhancing levels of polyunsaturated fatty acids in thraustochytrid fungi
CA2395622A1 (fr) Procede d'enrichissement en lipides et en acides gras omega-3 dans les cultures d'algues
JP2007503802A (ja) 海洋微生物のバイオマス及び/又はそのバイオマスの成分の収量を高める方法
JP3506740B2 (ja) ドコサヘキサエン酸含有藻類の培養方法
US20130096332A1 (en) Method for increasing the content of docosahexaenoic acid in fat-containing materials or in fats and oils
Hotimchenko Fatty acid composition of algae from habitats with varying amounts of illumination
ES2275142T3 (es) Procedimiento para potenciar los niveles de acidos grasos polinsaturados en los protistas thraustochytrium.
KR20060019507A (ko) 트라우스토키트리드 원생생물내 고도불포화지방산의 레벨을증가시키는 방법
JP4813770B2 (ja) 動物プランクトン用飼料及びそれを用いた動物プランクトンの培養方法
KR100680906B1 (ko) 트라우스토키트리드 진균에서 다불포화 지방산의 수준을증가시키는 방법
JP5371750B2 (ja) 微生物発酵によるdha含有リン脂質の製造方法
JPH1198965A (ja) 高密度培養ワムシの栄養強化方法
CN108431203A (zh) 使原生生物富集富含多不饱和脂肪酸,更特别地ω3类别的多不饱和脂肪酸的脂质的方法,以及用于产生这些脂质的其实施
JP2781395B2 (ja) ユーグレナの栄養強化方法
JPH0488954A (ja) 稚魚用飼料としての生物の培養法
JPH07106124B2 (ja) アルテミア用餌料及びその製造法
KR101540741B1 (ko) 미세조류를 이용한 도코사헥사엔산의 증진된 생산방법
Kobayashi et al. Influence of photoperiod on the eicosapentaenoic acid concentration of Nannochloropsis, and fatty acid composition of S-type rotifer Brachionus in a continuous culture system
KR20040086004A (ko) 오메가-3 지방산을 함유하는 종속영양 클로렐라 및유가배양에 의한 이의 고농도 제조방법
AU2006225283A1 (en) A method for enhancing levels of polyunsaturated fatty acids in thraustochytrid fungi

Legal Events

Date Code Title Description
FZDE Discontinued