DE112016001656B4 - Verfahren zur Kultivierung von Tribonema - Google Patents

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Abstract

Kultivierungsverfahren für Tribonema, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren Schritte zur heterotrophen Kultivierung und/oder mixotrophen Kultivierung von Tribonema umfasst.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kultivierung von Tribonema, konkret ein Verfahren zur Kultivierung von Tribonema durch heterotrophe Kultivierung und/oder mixotrophe Kultivierung.
  • Technischer Hintergrund
  • Bei der ω-7-Fettsäure handelt es sich um eine Art einfach ungesättigter Fettsäuren, bei denen sich die Doppelbindung an dem siebten Kohlenstoffatom befindet. Als eine ω-7-Fettsäure weist die Palmitoleinsäure (C16:1, palmitoleic acid auf Englisch) eine chemische Formel von CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH auf. Die Palmitoleinsäure wird aus Palmitinsäure mit der Delta-9-Desaturase katalysiert und biosynthetisiert.
  • Die Palmitoleinsäure gewinnt an großer Bedeutung bei der Anwendung auf den Gebieten Medizinprodukte, Nahrungsergänzungsmittel und Industrie. Beispielsweise hat sich die Wirkung der Palmitoleinsäure zur Erhöhung der Sensitivität menschlicher Körper gegenüber Insulin mit Anwendbarkeit bei Diabetes und metabolischem Syndrom ohne offensichtliche Nebenwirkung bewährt (Cao HM, et al. Identification of a lipokine, a lipid hormone linking adipose tissue to systemic metabolism. Cell, 2008, 134, 933-944.).
  • Darüber hinaus kann die Palmitoleinsäure ferner den Gehalt des C-reaktiven Proteins (CRP) verringern und durch reduzierte Entzündung das Risiko der Herzkrankheit und des Schlaganfalls vermindern. Die Palmitoleinsäure kann die Fluidität der Zellmembran erhöhen, den Gehalt des LDL (Lipoprotein geringer Dichte)-Cholesterins in Blut reduzieren, den Gefäßverschluss infolge der Bildung von atherosklerotischen Plaquen in Blutadern vermindern und somit Herzrhythmusstörung mildern sowie Bluthochdruck vermindern (Akazawa Y, et al. Palmitoleate attenuates palmitate-induced Bim and PUMA up-regulation and hepatocyte lipoapoptosis. J Hepatol, 2010, 52, 586-593. Misra A, et al. Obesity, the metabolic syndrome, and type 2 diabetes in developing countries: role of dietary fats and oils. JAm Coll Nutr, 2010, 29, S289-S301.).
  • Darüber hinaus verfügt die Palmitoleinsäure über gute Hautdurchlässigkeit und übt somit eine offensichtliche Auswirkung auf die Verhinderung von Hautalterung sowie Fettansammlung und die Erholung der Hautelastizität aus, so dass sie einen idealen Rohstoff für Anti-Aging-Kosmetik darstellt.
  • Zudem kann die Palmitoleinsäure unmittelbar zur effizienten Herstellung von Octenen, die in Industrie sehr gefragt sind, eingesetzt werden (Rybak A, et al. Acycli diene metathesis with a monomer from renewable resources: control of molecular weight and one-step preparation of block copolymers. Chem Sus Chem, 2008, 1, 542-547.). Außerdem weist die Palmitoleinsäure aufgrund ihrer Eigenschaft als einfach ungesättigte Fettsäure ausgezeichnete Kälte- und Oxidationsbeständigkeit auf und ist für die Herstellung hochwertigen Biodiesels geeignet (Cao YJ, et al. Production of free monounsaturated fatty acids by metabolically engineered Escherichia coli. Biotechnolgyfor Biofuels, 2014, 7, 59. Knothe G, et al. Biodiesel derived from a model oil enriched in palmitoleic acid, Macadamia nut oil. Energy Fuel, 2010, 24(3), 2098-2103.).
  • Bisher werden wilde Pflanzen als Hauptrohstoffe für auf dem Markt erhältliche Palmitoleinsäure-Produkte eingesetzt und viele Hersteller verwenden Sanddorn (Hippophae rhamnides) zur Extraktion der Palmitoleinsäure. Das Fruchtfleisch des Sanddorns kann einen Palmitoleinsäure-Gehalt von bis zu 25% enthalten (Yang B, et al. Fatty acid compositon of lipids in sea buckthom (Hippophae rhamnoides L.) berries of different orgins. J Agric Food Chem, 2001, 49, 1939-1947.). Doxantha unguis-cati und Macadamia integrifolia stellen ebenfalls eine Hauptquelle der Palmitoleinsäure dar. Der Palmitoleinsäure-Gehalt in Samen von Doxantha unguis-cati beträgt ungefähr 60% und in Macadamia integrifolia ungefähr 30%. Zudem enthält Nerzöl auch Palmitoleinsäure in geringer Menge.
  • Jedoch lassen sich solche wilde Pflanzen und Tieren mit hohem ω-7-Fettsäurengehalt aufgrund beschränkter Ressourcen, geringer Produktionsmenge, kleiner natürlicher Verbreitungsgebiete oder weniger Populationen nicht in großem Umfang anbauen oder in großer Menge herstellen. Zurzeit umfasst die Hauptzusammensetzung der Samen in großem Umfang angebauten Ölpflanzen wie Sojabohnen und Mais vor allem Palmitinsäure (C16:0), Stearinsäure (C18:0), Ölsäure (C18:1) und Linolsäure (C18:2), während die Palmitoleinsäure nur in winziger Menge (<2%) vorhanden ist (Cao YJ, et al. Production of free monounsaturated fatty acids by metabolically engineered Escherichia coli. Biotechnolgy for Biofuels, 2014, 7, 59. Imke L, et al. Fatty acid profiles and their distribution patterns in microalgae: a comprhensive analysis of more than 2000 strains from the SAG culture collection. BMC Plant Biology, 2011, 11, 124.), so dass die Lebensmittel- und Industrieanforderung somit kaum erfüllt werden kann (Tabelle 1). In den letzten Jahren wurde es festgestellt, dass die Fettsäuren einiger Hefen (beispielsweise Kluyveromyces polysporus, Torulaspora delbrueckii, Saccharomyces cerevisiae) die Palmitoleinsäure mit einem vergleichsmäßig hohem Gehalt enthalten. Aufgrund des geringen Gesamtlipidgehalts solcher Hefen liegt das Verhältnis des die Palmitoleinsäure-Gehalts an dem Zelltrockengewicht auf niedrigem Niveau (Beopoulos A, et al. An overview of lipid metabolism in yeasts and its impact on biotechnological processes. Applied Microbiology and Biotechnology, 2011, 90, 1193-1206. Liu Y, et al. Bioconversion of crude glycerol to glycolipids in Ustilago maydis. Bioresource Technology, 2011, 102, 3927-3933.). Tabelle 1: Fettsäure-Zusammensetzung bei einigen typischen Ölpflanzen
    Öl 14:0 16:0 16:1 18:0 18:1 18:2 18:3
    Sojabohne NR 11% NR 4,0% 23,4% 53,2% 7,8%
    Mais NR 10,3% NR 1,0% 30,3% 58,2% NR
    Raps NR 5,5% NR 2,2% 58,3% 19,9% 9,1%
    Jatropha NR 15,3% 1.3% 4,1% 38,4% 43,4% NR
    Palme 1,0% 42,8% NR 4,5% 40,5% 10,1% 0,2%
  • Mit der Feststellung und Verifizierung der Vorteile der Palmitoleinsäure nimmt der Bedarf auch erheblich zu. Daher stellt die Suche nach einer neuen Ressource mit hohem Palmitoleinsäure-Gehalt ohne jahreszeitliche oder geographische Beschränkung eine optimale Lösung für das Problem unzureichender Rohstoffversorgung dar.
  • Die Gattung Tribonema ist Tribonemataceae, Heterotrichales, Xanthophyceae, Xanthophyta zugeordnet und bilet unverzweigte Fäden. Laut Forschungen zeichnet sich Tribonema durch schnelle Wachstumsgeschwindigkeit und hohen Lipidgehalt aus, wobei der Gehalt der Palmitoleinsäure unter den Fettsäuren mehr als 50% beträgt (Wang H, et al. Integration process of biodiesel production from filamentous oleaginous microalgae Tribonema minus. Bioresour. Technol, 2013, 142, 39-44. Guo F J, et al. Special biochemical responses to nitrogen deprivation of filamentous oleaginous microalgae Tribonema sp.. Bioresour. Technol. 2014, 158, 19-24.). Daher kann Tribonema anstelle herkömmlicher wilder Pflanzen und Tieren als ein neuer Rohstoff zur Herstellung der Palmitoleinsäure eingesetzt werden. Zudem soll ein Verfahren zur Kultivierung von Tribonema mit hoher Dichte und in großer Menge entwickelt werden.
  • Die Kultivierung von Tribonema in großer Menge erfolgt vor allem mit zwei Methoden: heterotrophe Kultivierung und autotrophe Kultivierung. Dabei kann bei autotropher Kultivierung das Treibhausgas Kohlendioxid fixiert und Sauerstoff freigegeben werden, was zu erhöhter Umweltfreundlichkeit beiträgt, wobei aufgrund gegenseitiger Überdeckung der Mikroalgenzellen die Ausnutzung der Lichtenergie oft erheblich beschränkt wird. Je höher der Zellendichte ist, desto offensichtlicher dieser Überdeckungseffekt ist, wodurch das Wachstum der Zellen und die Synthese von Lipiden wesentlich beeinträchtigt werden. Bei heterotropher Kultivierung ist das Wachstum der Zellen vor allem auf die Aufnahme organischer Kohlenstoffquelle angewiesen und da sie keiner Beschränkung durch das Licht unterliegt, kann durch Eingabe organischen Kohlenstoffs die Kulturdichte der Zellen schnell erhöht und eine effiziente Synthese von Lipiden verwirklicht werden, wobei gegenüber photoautotropher Kultivierung heterotroph kultivierte Algenzellen einen geringen Protein- und Pigmentgehalt aufweisen. Daher verfügen die beiden Kulturmethoden für Mikroalgen in großer Menge über jeweilige Vorteile und Nachteile und bei praktischer Anwendung soll die konkrete Methode je nach konkretem Bedarf gewählt werden.
  • Die amerikanische Patentschrift US2013/0129775A1 offenbarte eine Verbindung mit hohem co-7-Fettsäurengehalt und ein Verfahren zum Abscheiden der ω-7-Fettsäure. Trotz der Angabe, dass die Verbindung aus Algenbiomasse stammt, wird die konkreten Taxa der Algen nicht genau angegeben, wobei lediglich am Beispiel von Nannochloropsis als Ausführungsbeispiel eine Kurzbeschreibung erfolgt.
  • Die amerikanische Patentschrift US2014/0275596A1 offenbarte ein von Algen als Quelle stammendes Verbindungsgemisch aus ω-7-Fettsäure und ω-3-Fettsäure. Trotz einer ausführlichen Auflistung mehrerer Algen als Quelle zur Herstellung des Verbindungsgemisches aus ω-7-Fettsäure und ω-3-Fettsäure wird Tribonema nicht erwähnt.
  • Die Arbeit Application of sweet sorghum for biodiesel production by heterotrophic microalga Chlorella protothecoides“ (Gao CF, et al. Application of sweet sorghum for biodiesel production by heterotrophic microalga Chlorella protothecoides. Applied Energy, 2010, 87, 756-761.) und „Enhancement of microalgal biomass and lipid productivities by a model of photoautotrophic culture with heterotrophic cell as seed“ (Han FF, et al. Enhancement of microalgal biomass and lipid productivities by a model of photoautotrophic culture with heterotrophic cell as seed. Bioresour. Technol, 2012, 118, 431-437.) beschreiben jeweils ein Verfahren zu heterotropher Kultivierung von Mikroalgen, wobei es sich bei der dabei heterotroph kultivierten Alge um einzelliges Chlorella handelt. Es versteht sich für Fachleute auf diesem Gebiet, dass das Ernten von Chlorella einen hohen Stromverbrauch und die Eingabe einer bestimmten Menge von Flockungsmittel benötigt. Hingegen wird bei Tribonema aufgrund seiner fadenartigen Form lediglich ein einfacher Filtrierungsvorgang mit Seidenbeuteltuch oder ein Druckentspannungsflotations-Vorgang zu effizientem Ernten erfordert, wodurch nicht nur die Erntekosten verringert, sondern auch die Eingabe von Flockungsmittel effektiv vermieden wird.
  • Bei der Kultivierung von Tribonema in großer Menge fehlen Forschungen über heterotrophe oder mixotrophe Kultivierung, da der Schwerpunkt bisheriger Forschungen in photoautotropher Kultivierung liegt, und Forscher auf diesem Gebiet konzentrieren sich bisher auf heterotrophe Kultivierung einzelliger Algen anstatt auf mehrzellige fadenförmige Algen, so dass Tribonema zurzeit vor allem durch heterotrophe Kultivierung zur industriellen Anwendung kultiviert wird, wobei beispielsweise die chinesische Patentschrift CN103960117A ein Verfahren zur Herstellung von Tribonema-Bioöl und ein damit hergestelltes Tribonema-Bioöl offenbarte. Bei dem dabei offenbarten Verfahren erfolgt eine Lichtkultur von Tribonema mittels eines üblichen Mikroalgen-Nährmediums (also BG11-Nährmedium) zum Erhalten der Tribonema-Biomasse, wobei Tribonema photoautotroph wächst und das Tribonema-Bioöl auch aus der Tribonema-Biomasse stammt, die sich aus dem photoautotrophen Wachstum ergibt. Aufgrund der Beschränkung durch die Umgebung, Jahreszeit und Produktionskapazität, usw. sowie der Überdeckung zwischen Zellen sind die Wachstumsrate von Tribonema, die erreichbare Zellendichte sowie die Produktionsrate der Biomasse und Lipide von Tribonema ferner zu erhöhen.
  • WANG, Hui [u.a.]: Growth and biochemical composition of filamentous microalgae Tribonema sp. As potential biofuel feedstock. In: Bioprocess and Biosystems Engineering, Vol. 37, 2014,No. 12, S. 2607-2613. - ISSN 1615-7591 (P); 1615-7605 €. DOL: 10.1007/s00449-014-1238-x offenbart eine autotrophe Kultivierung von Tribonema. CN 103 960 117 A betrifft ein Verfahren zur Herstellung von tribonemischem biologischem Öl, wobei Öl durch eine autotrophe Kultivierung von Tribonema erhalten wird. Chen H. Qiu T, Rong J, He C, Wang Q Microalgal biofuel revisited: An informatics-based analysis of developments to date and future prospects. In: Applied Energy 2015 Oct; 155, S.585-598. Doi: 10.1016/j.apenergy.2015.06.055 offenbart ein Übersichtartikel, der den Entwicklungsstand und die Perspektiven von Mikroalgen-Biokraftstoffen analysiert. Hallmann, A: Algae Biotechnology - Green Cell-Factories on the Rise. In: Current Biotechnology 2015; 4(4), S.389 - 415. Doi: 10.2174/2211550105666151107001338 offenbart ein Übersichtsartikel, der Algenbiotechnologie in mehreren Aspekten analysiert, einschließlich Algenproduktion, Algenprodukte, usw.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine effektive Lösung bereitzustellen, um Tribonema mit hohem ω-7-Fettsäurengehalt durch heterotrophe Kultivierung und/oder mixotrophe Kultivierung in großer Menge zu kultivieren und die somit erhaltenen Tribonema-Zellen als Rohstoff zur Extraktion einer ω-7-Fettsäureverbindung einzusetzen. Der Gehalt der ω-7-Fettsäure (vor allem Palmitoleinsäure) in den Zellen beträgt 30% bis 70%. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Beschränkung durch die Umgebung, Jahreszeit und Produktionskapazität bei der Kultivierung von Tribonema in großer Menge ausgeschlossen und die Vermehrungsgeschwindigkeit von Tribonema sowie die Produktionsrate der Biomasse und Lipide effektiv erhöht werden, so dass zum Lösen der Probleme bei der photoautotrophen Kultivierung von Tribonema in großer Menge und bei den Ressourcen der Biomasse für ω-7-Fettsäure ein wichtiges technisches Mittel bereitgestellt wird.
  • Begriffserklärung:
  • Soweit nicht anders angegeben, bezieht sich die heterotrophe Kultivierung in der vorliegenden Erfindung auf die Kultivierung von Tribonema unter Bereitstellung organischer Kohlenstoffquelle ohne Lichtquelle und kann daher als Fermentation verstanden werden, wobei konkret bei der Kultivierung von Tribonema keine Lichtquelle bereitgestellt wird und das Nährmedium eine organische Kohlenstoffquelle, eine Stickstoffquelle, ein Phosphat und andere Nährstoffe in angemessener Menge enthalten soll. Bei heterotropher Kultivierung verwendet Tribonema organische Kohlenstoffquelle als Energiequelle und Kohlenstoffquelle zur Synthese der Biomasse.
  • Die mixotrophe Kultivierung bezieht sich auf die Kultivierung von Tribonema unter gleichzeitiger Bereitstellung einer Lichtquelle sowie einer organischen Kohlenstoffquelle und kann daher als Fermentation mit geeigneter Lichtquelle verstanden werden, wobei konkret bei der Kultivierung von Tribonema eine geeignete Lichtquelle bereitgestellt wird und zudem das Nährmedium eine organische Kohlenstoffquelle, eine Stickstoffquelle, ein Phosphat und andere Nährstoffe in angemessener Menge enthalten soll. Bei mixotropher Kultivierung verwendet Tribonema Lichtenergie und/oder organische Kohlenstoffquelle als Energiequelle und organische Kohlenstoffquelle und/oder Kohlendioxid als Kohlenstoffquelle zur Synthese der Biomasse.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Kultivierungsverfahren für Tribonema, welches Verfahren Schritte zur heterotrophen Kultivierung und/oder mixotrophen Kultivierung von Tribonema umfasst.
  • Bei dem vorstehenden Kultivierungsverfahren umfassen die Schritte zur heterotrophen Kultivierung und/oder mixotrophen Kultivierung Folgendes: Eingeben eines Nährmediums in eine Kultureinrichtung, Beimpfen mit einem keimfreien Tribonema-Algenstamm zur Kultivierung bei einer Temperatur von 2°C bis 40°C, einer Rührgeschwindigkeit von 1 U/min bis 400 U/min, einer Belüftungsrate von 0,01 vvm bis 1 vvm, einem pH-Wert von 5 bis 10 und einer Lichtstärke von 0 µmol Photonen m-2 s-1 bis 1000 µmol Photonen m-2 s-1.
  • Vorzugsweise liegt die Kulturtemperatur zwischen 25°C und 30°C, die Rührgeschwindigkeit zwischen 90 U/min und 270 U/min, die Belüftungsrate zwischen 0,1 vvm und 0,2 vvm, der pH-Wert zwischen 7 und 9 und die Lichtstärke zwischen 50 µmol Photonen m-2 s-1 und 200 µmol Photonen m-2 s-1. Unter bevorzugter Kulturbedingung kann Tribonema innerhalb einer gleichen Kulturzeit eine höhere Biomassenmenge und einen höheren Lipidgehalt haben.
  • Bei dem vorstehenden Kultivierungsverfahren besteht das Nährmedium aus einer organischen Kohlenstoffquelle, einer Stickstoffquelle, einem Phosphat und anderen Nährstoffen, wobei die organische Kohlenstoffquelle eine Konzentration von 0,1 g/L bis 200 g/L in dem Nährmedium, die Stickstoffquelle eine Konzentration von 0,1 g/L bis 20 g/L in dem Nährmedium und das Phosphat eine Konzentration von 0,01 g/L bis 5 g/L in dem Nährmedium aufweist.
  • Vorzugsweise weist die organische Kohlenstoffquelle eine Konzentration von 10 g/L bis 60 g/L in dem Nährmedium, die Stickstoffquelle eine Konzentration von 1 g/L bis 4 g/L in dem Nährmedium und das Phosphat eine Konzentration von 0,05 g/L bis 1 g/L in dem Nährmedium auf.
  • Bei der organischen Kohlenstoffquelle kann es sich um eine der Substanzen Glucose, Fruktose, Maltose, Saccharose, Glycerinaldehyd, Glyzerin, Azetat, Zucker aus Stärkehydrolyse und Zucker aus Cellulose-Hydrolyse und/oder ein Gemisch davon in einem beliebigen Verhältnis handeln.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei der organischen Kohlenstoffquelle um Glucose.
  • Bei der Stickstoffquelle kann es sich um eine der Substanzen Hefeextrakt, Pepton, Aminosäure, Getreidemaische, Nitrat, Harnstoff und Ammoniumsalz und/oder ein Gemisch davon in einem beliebigen Verhältnis handeln.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei der Stickstoffquelle um Pepton.
  • Die anderen Nährstoffe beziehen sich auf MgSO4, CaCl2, Zitronensäure, Ethylendiamintetraazetat, Ammoniumeisencitrat, ZnSO4, CuSO4, MnCl2, Na2MoO4, Co(NO3)4, H3BO3, Biotin, Vitamin B1 und Vitamin B12.
  • Bei dem vorstehenden Kultivierungsverfahren soll es sich bei der Kultureinrichtung um eine geschlossene oder halbgeschlossene Einrichtung, die ein flüssiges und/oder festes Nährmedium aufnehmen und ein keimfreies Wachstum von Tribonema aufrecht erhalten kann, handeln. Die Kultureinrichtung umfasst einen mechanisch gerührten und belüfteten Fermenter, einen selbstansaugenden Fermenter, einen Airlift-Fermenter und einen Gärturm, ohne darauf beschränkt zu sein.
  • Bei dem vorstehenden Kultivierungsverfahren wird der keimfreie Tribonema-Algenstamm so erhalten, dass eine angemessene Menge von Antibiotikum in die Tribonema-Algenlösung eingegeben und nach Kultivierung für 2 Tage die Tribonema-Algen in ein keimfreies Wasser überführt und resuspendiert werden. Mittels eines auf dem biotechnologischen Gebiet allgemein bekannten Überprüfungsmittels erfolgt eine Überprüfung, ob die Resuspensionslösung keimfrei ist. Wiederholen dieses Schritts, bis ein keimfreier Tribonema-Algenstamm erhalten wird.
  • Das Antibiotikum in einer angemessenen Menge bezieht sich auf Chloramphenicol oder Kanamycin oder Streptomycin oder Ampicillin oder ein anderes Antibiotikum in einer Arbeitslösungskonzentration von 20 mg/L bis 200 mg/L.
  • Bei dem vorstehenden Kultivierungsverfahren kann die heterotrophe Kultivierung und/oder mixotrophe Kultivierung von Tribonema ebenfalls gemeinhin als Fermentationskultivierung von Tribonema bezeichnet werden. Bei der Fermentationskultivierung von Tribonema kann es sich um einer Batch-Fermentation und/oder einer kontinuierlichen Fermentation und/oder einer Fed-Batch-Fermentation handeln.
  • Bei Tribonema in der vorliegenden Erfindung handelt es sich um mehr als 20 Taxa der Algen unter der Gattung Tribonema, einschließlich, jedoch nicht ausschließlich von Tribonema aequale, Tribonema affine, Tribonema gayanum, Tribonema intermixtum, Tribonema minus, Triconema angustissimum, Tribonema pyrenigerum, Tribonema reguläre, Tribonema siderophilum, Tribonema spirotaenia, Tribonema ulotrichoides, Tribonema utriculosum, Tribonema viride, Tribonema vulgare, Tribonema yamadanum, Tribonema bombycinum und Tribonema vermichloris.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei Tribonema in der vorliegenden Erfindung um Tribonema aequale, Tribonema vulgare, Tribonema minus, Tribonema ulotrichoides und Tribonema utriculosum.
  • Bei dem vorstehenden Kultivierungsverfahren handelt es sich um kultiviertes Tribonema-Algenstamm um ein Taxon oder eine Kombination zweier oder mehrerer Taxa aus der vorstehenden Tribonema-Gattung.
  • Offenbart ist ein Verfahren zur Herstellung einer ω-7-Fettsäureverbindung, welches Herstellungsverfahren die Schritte zur heterotrophen Kultivierung und/oder mixotrophen Kultivierung von Tribonema, einen Schritt zum Ernten der Tribonema-Kulturlösung zum Erhalten der Tribonema-Biomasse sowie einen Schritt zum Erhalten einer ω-7-Fettsäureverbindung durch Extraktion und/oder Auspressen umfasst.
  • Bei dem vorstehenden Herstellungsverfahren wird unter Verwendung eines auf dem biotechnologischen Gebiet allgemein bekannten technischen Mittels, beispielsweise durch Zentrifugierung, Filtrierung, Druckentspannungsflotation, usw. die Tribonema-Kulturlösung geerntet, um die Tribonema-Biomasse zu erhalten.
  • Bei dem vorstehenden Herstellungsverfahren werden nach Erhalten der Tribonema-Biomasse durch Behandlung mittels eines auf diesem Gebiet allgemein bekannten Extraktionsverfahrens, z.B. Extraktion mit Chloroform-Methanol, Extraktion mit n-Hexan, Extraktion mit überkritischem Kohlendioxid oder eines Auspressverfahrens, z.B. Heißpressen oder Kaltpressen ein Tribonema-Lipid und eine ω-7-Fettsäureverbindung erhalten.
  • Offenbart ist eine ω-7-Fettsäureverbindung, bei der der Gehalt der ω-7-Fettsäure zwischen 30% und 70% und der Gehalt der Palmitoleinsäure zwischen 30% und 70% liegt.
  • Die offenbarte ω-7-Fettsäureverbindung kann zur Herstellung von Produkten auf folgenden Gebieten eingesetzt werden: Lebensmittel, Nahrungsergänzungsmittel, Getränke, Futter, Chemikalien, Kraftstoffe, Kosmetikprodukte, Hautpflegeprodukte, Gesundheitsprodukte, Medizinprodukte und Lebensmittelzusatzstoffe.
  • Die mittels des erfindungsgemäßen Kultivierungsverfahrens erhaltene Tribonema-Biomasse kann auch ohne Extraktion oder Auspressen zur Herstellung von Produkten auf folgenden Gebieten eingesetzt werden: Lebensmittel, Nahrungsergänzungsmittel, Getränke, Futter, Chemikalien, Kraftstoffe, Kosmetikprodukte, Hautpflegeprodukte, Gesundheitsprodukte, Medizinprodukte und Lebensmittelzusatzstoffe.
  • Die hergestellte ω-7-Fettsäureverbindung und/oder Tribonema-Biomasse sind auf dem Gebiet Lebensmittel und Medizinprodukte allgemein bekannt, wobei sich die Wirkung der ω-7-Fettsäure zur Erhöhung der Sensitivität menschlicher Körper gegenüber Insulin mit Anwendbarkeit bei Diabetes und metabolischem Syndrom ohne offensichtliche Nebenwirkung bewährt hat. Daher können die offenbarte ω-7-Fettsäureverbindung, das Kultivierungsverfahren für Tribonema und das Produkt mit hohem Palmitoleinsäure-Gehalt auf dem Gebiet Medizinprodukte verwendet werden.
  • Es versteht sich für Fachleute auf diesem Gebiet, dass die ω-7-Fettsäure den Gehalt des C-reaktiven Proteins (CRP) verringern und durch reduzierte Entzündung das Risiko der Herzkrankheit und des Schlaganfalls vermindern kann, wobei die ω-7-Fettsäure ferner die Fluidität der Zellmembran erhöhen, den Gehalt des LDL (Lipoprotein geringer Dichte)-Cholesterins in Blut reduzieren, den Gefäßverschluss infolge der Bildung von atherosklerotischen Plaquen in Blutadern mildern und somit Herzrhythmusstörung verhindern sowie Bluthochdruck vermindern kann. Daher können die offenbarte ω-7-Fettsäureverbindung, das Kultivierungsverfahren für Tribonema und das Produkt mit hohem Palmitoleinsäure-Gehalt auf den Gebieten Nahrungsergänzungsmittel und Gesundheitsprodukte verwendet werden.
  • Es versteht sich ferner für Fachleute auf diesem Gebiet, dass die ω-7-Fettsäure über gute Hautdurchlässigkeit verfügt und somit eine offensichtlich Auswirkung auf die Verhinderung von Hautalterung sowie Fettansammlung und die Erholung der Hautelastizität ausübt, so dass sie einen idealen Rohstoff für Anti-Aging-Kosmetik darstellt. Daher können die offenbarte ω-7-Fettsäureverbindung, das Kultivierungsverfahren für Tribonema und das Produkt mit hohem Palmitoleinsäure-Gehalt auf den Gebieten Kosmetikprodukte und Hautpflegeprodukte verwendet werden.
  • Darüber hinaus finden Mikroalgen breite Anwendung auf den Gebieten Lebensmittel, Getränke, Futter und Lebensmittelzusatzstoffe. Als eine Art von Mikroalgen kann Tribonema ebenfalls auf solchen Gebieten verwendet werden.
  • Als eine andere Anwendung kann die Palmitoleinsäure unmittelbar zur effizienten Herstellung von Octenen, die in Industrie sehr gefragt sind, eingesetzt werden. Außerdem weist die Palmitoleinsäure aufgrund ihrer Eigenschaft als einfach ungesättigte Fettsäure ausgezeichnete Kälte- und Oxidationsbeständigkeit auf und ist für die Herstellung hochwertigen Biodiesels geeignet. Daher können die offenbarte ω-7-Fettsäureverbindung (mit Palmitoleinsäure als Hauptbestandteil), das Kultivierungsverfahren für Tribonema und das Produkt mit hohem Palmitoleinsäure-Gehalt auf den Gebieten Chemikalien und Kraftstoffe verwendet werden.
  • Offenbart ist ein Produkt, das mittels des erfindungsgemäßen Kultivierungsverfahrens für Tribonema hergestellt wird oder aus der Tribonema-Biomasse und/oder dem Tribonema-Lipid und/oder der ω-7-Fettsäureverbindung, die bzw. das mittels des erfindungsgemäßen Kultivierungsverfahrens erhalten wird, stammt.
  • Bei dem Produkt kann es sich um Produkte auf folgenden Gebieten, ohne darauf beschränkt zu sein, handeln: Lebensmittel, Nahrungsergänzungsmittel, Getränke, Futter, Chemikalien, Kraftstoffe, Kosmetikprodukte, Hautpflegeprodukte, Gesundheitsprodukte, Medizinprodukte und Lebensmittelzusatzstoffe.
  • Als herkömmliche Rohstoffe für ω-7-Fettsäure werden vor allem wilde Tieren und Pflanzen verwendet, wobei aufgrund kleiner Samen, geringer Produktionsmenge, kleiner natürlicher Verbreitungsgebiete oder weiniger Populationen ein schwerer Mangel an Rohrstoffen für ω-7-Fettsäure vorliegt. Tribonema wird mit hohem ω-7-Fettsäurengehalt als neuer Rohstoff zur Herstellung der ω-7-Fettsäure eingesetzt und ein Kultivierungsverfahren bereitgestellt, mit dem die Vermehrungsgeschwindigkeit von Tribonema sowie die Produktionsrate der Biomasse und Lipide effektiv erhöht und zudem auch die Beschränkung durch die Umgebung, Jahreszeit und Produktionskapazität bei der Kultivierung von Mikroalgen in großer Menge ausgeschlossen werden können, um das Problem des Mangels an Rohstoffen für ω-7-Fettsäure effektiv zu lösen.
  • Figurenliste
  • Es zeigen
    • 1 einen Vergleich des Wachstums von Tribonema bei heterotropher Kultivierung, mixotropher Kultivierung und photoautotropher Kultivierung,
    • 2 einen Vergleich der Lipidgehalte von Tribonema bei heterotropher Kultivierung, mixotropher Kultivierung und photoautotropher Kultivierung,
    • 3 einen Vergleich der Fettsäuren-Zusammensetzung von Tribonema bei heterotropher Kultivierung, mixotropher Kultivierung und photoautotropher Kultivierung,
    • 4 das Wachstum von Tribonema bei verschiedenen organischen Kohlenstoffquellen,
    • 5 das Wachstum von Tribonema bei verschiedenen Ausgangskonzentrationen von Glucose,
    • 6 das Wachstum von Tribonema bei verschiedenen Rührgeschwindigkeiten,
    • 7 das Wachstum von Tribonema bei verschiedenen Ausgangsbeimpfungsmenge,
    • 8 den Wachstumsverlauf von Tribonema und den Glucose-Konzentrationsverlauf bei Batch-Fermentation,
    • 9 den Wachstumsverlauf von Tribonema und den Glucose-Konzentrationsverlauf bei Fed-Batch-Fermentation.
  • Konkrete Ausführungsformen
  • Nachfolgend wird anhand konkreter Ausführungsbeispiele auf die vorliegende Erfindung näher eingegangen, wobei es darauf hinzuweisen ist, dass die nachfolgende Beschreibung lediglich einer Erläuterung der Erfindung dient, ohne ihre Inhalte einzuschränken.
  • Bei dem in der vorliegenden Erfindung verwendeten Tribonema handelt es sich um registrierte wilde Exemplare, die von Durchschnittsfachleuten über Handelskanäle gekauft oder aus natürlichen Gewässern extrahiert werden können, so dass keine Bewahrung biologischer Materialien für das Patentverfahren benötigt wird.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • Verfahren zur heterotrophen Kultivierung und/oder mixotrophen Kultivierung von Tribonema, umfassend folgende konkrete Schritte:
    • (1) Eingeben einer angemessenen Menge von Antibiotikum in die Tribonema-Algenlösung mittels eines auf dem biotechnologischen Gebiet allgemein bekannten technischen Mittels, Überführen der Tribonema-Algen nach Kultivierung für 2 Tage in ein keimfreies Wasser und Resuspendieren. Überprüfung mittels eines auf dem biotechnologischen Gebiet allgemein bekannten Überprüfungsmittels, ob die Resuspensionslösung keimfrei ist. Wiederholen dieses Schritts, bis ein keimfreier Tribonema-Algenstamm erhalten wird. Das Antibiotikum in einer angemessenen Menge bezieht sich auf Chloramphenicol oder Kanamycin oder Streptomycin oder Ampicillin oder ein anderes Antibiotikum in einer Arbeitslösungskonzentration von 20 mg/L bis 200 mg/L.
    • (2) Eingeben eines Nährmediums mit einer organischen Kohlenstoffquelle, einer Stickstoffquelle, einem Phosphat und anderen Nährstoffen in eine Kultureinrichtung und Sterilisierung bei 115°C für 20 Minuten.
    • (3) Abkühlen des Nährmediums aus Schritt (2) bis auf Raumtemperatur und Beimpfen der Kultureinrichtung mit dem keimfreien Tribonema-Algenstamm aus Schritt (1) zur heterotrophen und/oder mixotrophen Kultivierung, wobei die heterotrophe Kultivierung bei einer Glucose-Konzentration von 10 g/L in dem Nährmedium ohne Lichtquelle erfolgt, während die mixotrophe Kultivierung bei einer Glucose-Konzentration von 10 g/L in dem Nährmedium mit einer Lichtstärke von 50 µmol Photonen m-2 s-1 erfolgt, wobei die Kulturtemperatur bei 25°C und die Drehzahl des Rüttlers bei 180 U/min liegt.
    • (4) Ernten der Tribonema-Kulturlösung mit einem auf dem biotechnischen Gebiet allgemein bekannten technischen Mittel, beispielsweise durch Filtrierung, Druckentspannungsflotation, usw., um Tribonema-Biomasse zu erhalten.
  • Nach Erhalten der Tribonema-Biomasse werden durch Behandlung mittels eines auf diesem Gebiet allgemein bekannten Extraktionsverfahrens, z.B. Extraktion mit Chloroform-Methanol, Extraktion mit n-Hexan oder eines Auspressverfahrens, z.B. durch Heißpressen oder Kaltpressen ein Tribonema-Lipid und eine ω-7-Fettsäureverbindung erhalten.
  • Die Fettsäuren-Zusammensetzung von Tribonema bei heterotropher und mixotropher Kultivierung ist aus Tabelle 2 zu entnehmen. Bei heterotropher Kultivierung beträgt der Gesamtlipidgehalt von Tribonema an trockener Biomasse 40,3%, wobei der Gehalt der ω-7-Fettsäure an Gesamtfettsäuren bei 58,4% und der Gehalt der Palmitoleinsäure an Gesamtfettsäuren bei 58,4% liegen. Bei mixotropher Kultivierung beträgt der Gesamtlipidgehalt von Tribonema an trockener Biomasse 43,5%, wobei der Gehalt der ω-7-Fettsäure an Gesamtfettsäuren bei 50,1% und der Gehalt der Palmitoleinsäure an Gesamtfettsäuren bei 50,1% liegen. Tabelle 2: Fettsäuren-Zusammensetzung von Tribonema bei heterotropher und mixotropher Kultivierung
    Öl 14:0 16:0 16:1 18:0 18:1 18:2 20:4 20:5 Andere
    Heterotrophie 4,6% 19,1% 58,4% 0,7% 2,7% 1,5% 4,3% 5,1% 3,6%
    Mixotrophie 8,7% 28,0% 50,1% 1,7% 3,4% 0,3% 2,4% 2,8% 2,6%
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • Wachstum, Lipidgehalt und Fettsäuren-Zusammensetzung von Tribonema bei heterotropher, mixotropher und photoautogropher Kultivierung
  • Kultivieren von Tribonema bei Heterotrophie, Mixotrophie und Photoautotrophie. Die heterotrophe Kultivierung erfolgt bei folgenden Bedingungen: einer Glucose-Konzentration von 10 g/L, einer Pepton-Konzentration von 2 g/L, einer Lichtstärke von 0 µmol Photonen m-2 s-1, einer Ausgangs-Biomassenmenge von 0,3 g/L, wobei die Konzentrationen anderer Nährsalze aus dem BG11-Nährmedium zu entnehmen sind. Die mixotrophe Kultivierung erfolgt bei folgenden Bedingungen: einer Glucose-Konzentration von 10 g/L, einer Pepton-Konzentration von 2 g/L, einer Lichtstärke von 50 µmol Photonen m-2 s-1 und einer Ausgangs-Biomassenmenge von 0,3 g/L, wobei die Konzentrationen anderer Nährsalze aus dem BG11-Nährmedium zu entnehmen sind. Die photoautotrophe Kultivierung erfolgt bei folgenden Bedingungen: einer Glucose-Konzentration von 0 g/L, einer Pepton-Konzentration von 0 g/L, einer Lichtstärke von 50 µmol Photonen m-2 s-1, einer Ausgangs-Biomassenmenge von 0,3 g/L, wobei die Konzentrationen anderer Nährsalze aus dem BG11-Nährmedium zu entnehmen sind. Die Nährstoffzusammensetzung des BG11-Nährmediums ist aus Tabelle 3 zu entnehmen. Ein 250mL-Erlenmeyerkolben wird als Kulturbehälter verwendet und das Kulturvolumen beträgt 100 mL pro Kolben. Zur Rüttelkultur wird der Erlenmeyerkolben in einem Rüttler gestellt, wobei die Temperatur auf 25°C und die Drehzahl des Rüttlers auf 180 U/min eingestellt werden. Während der Kultivierung erfolgt täglich zu einer festen Zeit eine Probeentnahme zur Ermittlung der Biomassenmenge (Trockengewicht). Nach Abschluss der Kultivierung wird die Tribonema-Biomasse gesammelt, gefroren und getrocknet, wonach mit einer Chloroform-Methanol-Lösung die Tribonema-Lipide extrahiert und ihre Fettsäuren-Zusammensetzung mittels einer Gaschromatographie analysiert wird. Tabelle 3: Zusammensetzung und Konzentration der Nährsalze in BG11-Kulturlösung
    Arte der Nährsalze Konzentration (mg/L)
    Natriumnitrat NaNO3 1500
    Dikaliumhydrogenphosphat K2HPO4 40
    Magnesiumsulfat MgSO4•7H2O 75
    Kalziumchlorid CaCl2•2H2O 36
    Zitronensäure Citric acid 6
    Ammoniumeisen(III)-citrat Ammonium ferric citrate 6
    Ethylendiamintetraessigsäure-Dinatrium EDTANa2 1
    Natriumcarbonat Na2CO3 20
    Borsäure H3BO3 2,86
    Manganchlorid MnCl2•4H2O 1,81
    Zinksulfat ZnSO4•7H2O 0,22
    Natriummolybdat Na2MoO4•2H2O 0,39
    Kupfersulfat CuSO4•5H2O 0,08
    Cobaltnitrat Co(NO3)2•6H2O 0,05
  • Wie sich aus 1 ergibt, wächst Tribonema unter Erzielung der höchsten maximalen Biomassenmenge am schnellsten bei mixotropher Kultivierung unter drei verschiedenen Kultivierungsmethoden, wobei die Biomassenmenge nach Kultivierung für zwei Tage schon 5,5 g/L erreicht. Bei heterotropher Kultivierung wächst Tribonema etwas langsamer mit einer geringeren erreichbaren maximalen Biomassenmenge, wobei die Biomassenmenge nach Kultivierung für drei Tage 2,7 g/L erreich kann. Bei photoautotropher Kultivierung wächst Tribonema wesentlich langsamer und die erreichbare Biomassenmenge nach Abschluss der Kultivierung beträgt nur 0,8 g/L, erheblich geringer als bei die anderen zwei Kultivierungsmethoden. Daher kann mit dem heterotrophen und mixotrophen Kultivierungsverfahren von Tribonema nach der vorliegenden Erfindung eine höhere Biomassenmenge für Tribonema innerhalb einer kürzeren Zeit erzielt werden.
  • Wie aus 2 zu entnehmen ist, weist Tribonema bei mixotrpher Kultivierung den höchsten Lipidgehalt, den zweithöchsten Lipidgehalt bei heterotropher Kultivierung und den geringsten bei autotropher Kultivierung unter drei verschiedenen Kultivierungsmethoden auf. Jedoch unterschieden sich die Lipidgehalt nicht wesentlich voneinander und liegen jeweils bei ungefähr 40%. Daher kann mit dem heterotrophen und mixotrophen Kultivierungsverfahren von Tribonema nach der vorliegenden Erfindung bei erhöhter Wachstumsgeschwindigkeit und Biomassenmenge von Tribonema auch der Lipidgehalt beibehalten werden.
  • 3 zeigt die Fettsäuren-Zusammensetzung von Tribonema bei drei verschiedenen Kultivierungsmethoden. Bei allen drei Kultivierungsmethoden bestehen die Fettsäuren von Tribonema hauptsächlich aus C16:0 und C16:1 (Palmitoleinsäure), wobei die beiden Fettsäuren ungefähr 80% der Gesamtfettsäuren ausmachen und C16:1 einen Gehalt von 50% bis 60% der Gesamtfettsäuren aufweist. Es ist darauf hinzuweisen, dass bei mixotropher und photoautotropher Kultivierung die Fettsäuren-Zusammensetzung von Tribonema grundsätzlich identisch ist, während bei heterotropher Kultivierung die Fettsäuren-Zusammensetzung von Tribonema sich derart davon unterscheidet, dass der Gehalt von C16:0 von 28% auf 19% reduziert und gleichzeitig der Gehalt von C16:1 von 50% auf 58% erhöht wird.
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • Einfluss verschiedener Kohlenstoffquellen auf das Wachstum von Tribonema
  • Bei mixotropher Kultivierung werden jeweils Glucose, Glycerin und Natriumacetat als organische Kohlenstoffquelle zur Kultivierung von Tribonema verwendet. Die mixotrophe Kultivierung erfolgt bei folgenden Bedingungen: einer Konzentration organischer Kohlenstoffquelle von 10 g/L, einer Pepton-Konzentration von 2 g/L, einer Lichtstärke von 50 µmol Photonen m-2 s-1 und einer Ausgangs-Biomassenmenge von 0,3 g/L, wobei die Konzentrationen anderer Nährsalze aus dem BG11-Nährmedium zu entnehmen sind. Ein 250mL-Erlenmeyerkolben wird als Kulturbehälter verwendet und das Kulturvolumen beträgt 100 mL pro Kolben. Zur Rüttelkultur wird der Erlenmeyerkolben in einem Rüttler gestellt, wobei die Temperatur auf 25°C und die Drehzahl des Rüttlers auf 180 U/min eingestellt werden. Während der Kultivierung erfolgt täglich zu einer festen Zeit eine Probeentnahme zur Ermittlung der Biomassenmenge (Trockengewicht).
  • Wie sich aus 4 ergibt, ermöglicht Glucose die beste Auswirkung unter den drei in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gewählten organischen Kohlenstoffquellen. Mit Glucose kann Tribonema schnell wachsen und nach Kultivierung für 2 Tage kann die Biomassenmenge schon 5,5 g/L erreichen. Glycerin und Natriumacetat können ebenfalls als organische Kohlenstoffquelle für das Wachstum von Tribonema eingesetzt werden, wobei jedoch eine langsame Wachstumsgeschwindigkeit zu erwarten ist.
  • Viertes Ausführungsbeispiel
  • Einfluss der Ausgangskonzentration von Glucose auf das Wachstum von Tribonema Bei mixotropher Kultivierung wird Glucose als organische Kohlenstoffquelle zur Kultivierung von Tribonema verwendet. Die mixotrophe Kultivierung erfolgt bei folgenden Bedingungen: einer Glucose-Konzentration von 5 g/L bis 60 g/L, einer Pepton-Konzentration von 2 g/L, einer Lichtstärke von 50 µmol Photonen m-2 s-1 und einer Ausgangs-Biomassenmenge von 0,3 g/L, wobei die Konzentrationen anderer Nährsalze aus dem BG11-Nährmedium zu entnehmen sind. Ein 250mL-Erlenmeyerkolben wird als Kulturbehälter verwendet und das Kulturvolumen beträgt 100 mL pro Kolben. Zur Rüttelkultur wird der Erlenmeyerkolben in einem Rüttler gestellt, wobei die Temperatur auf 25°C und die Drehzahl des Rüttlers auf 180 U/min eingestellt werden. Während der Kultivierung erfolgt täglich zu einer festen Zeit eine Probeentnahme zur Ermittlung der Biomassenmenge (Trockengewicht).
  • Wie aus 5 zu entnehmen ist, erhöht sich die erreichbare maximale Biomassenmenge von Tribonema mit der Zunahme der Ausgangskonzentration von Glucose, wobei bei einer Ausgangskonzentration der Glucose von 5 g/L die erreichbare maximale Biomassenmenge von 3 g/L beträgt, während bei einer auf 60 g/L erhöhte Ausgangskonzentration der Glucose die erreichbare maximale Biomassenmenge ungefähr 28 g/L beträgt. Mit der Erhöhung der Ausgangskonzentration der Glucose nimmt die Kulturzeit zum Erreichen der maximalen Biomassenmenge auch allmählich zu. Es ist darauf hinzuweisen, dass bei einer höheren Ausgangskonzentration der Glucose das Wachstum von Tribonema innerhalb von 1 bis 2 Tagen nach Beginn der Kultivierung zu einem gewissen Grad unterdrückt wird und während dieser Zeit vergleichsmäßig langsam erfolgt, wobei mit der Verlängerung der Kulturzeit diese Unterdrückung weniger offensichtlich wird und die Biomassenmenge von Tribonema drastisch zunimmt.
  • Fünftes Ausführungsbeispiel
  • Einfluss der Rührgeschwindigkeit auf das Wachstum von Tribonema
  • Bei mixotropher Kultivierung wird Glucose als organische Kohlenstoffquelle zur Kultivierung von Tribonema verwendet. Die mixotrophe Kultivierung erfolgt bei folgenden Bedingungen: einer Glucose-Konzentration von 10 g/L, einer Pepton-Konzentration von 2 g/L, einer Lichtstärke von 50 µmol Photonen m-2 s-1 und einer Ausgangs-Biomassenmenge von 0,3 g/L, wobei die Konzentrationen anderer Nährsalze aus dem BG11-Nährmedium zu entnehmen sind. Ein 250mL-Erlenmeyerkolben wird als Kulturbehälter verwendet und das Kulturvolumen beträgt 100 mL pro Kolben. Zur Rüttelkultur wird der Erlenmeyerkolben in einem Rüttler gestellt, wobei die Temperatur auf 25°C und die Drehzahl des Rüttlers auf 90 bis 270 U/min eingestellt werden. Während der Kultivierung erfolgt täglich zu einer festen Zeit eine Probeentnahme zur Ermittlung der Biomassenmenge (Trockengewicht).
  • Wie sich aus 6 ergibt, wächst Tribonema schnell bei einer Rührgeschwindigkeit von 90 U/min und 180 U/min und erst nach Kultivierung für 2 Tage wird eine Stabilitätsperiode erreicht, wobei die erreichbaren maximalen Biomassenmengen bei den beiden Rührgeschwindigkeiten nur leicht voneinander abweichen. Bei einer Rührgeschwindigkeit von 270 U/min wächst Tribonema wesentlich langsamer und die Biomassenmenge nimmt während der gesamten Kulturdauer kontinuierlich bis auf 5 g/L zu. Dieses Ergebnis weist darauf hin, dass eine mäßigere Rührgeschwindigkeit besser zu dem Wachstum von Tribonema beiträgt.
  • Sechstes Ausführungsbeispiel
  • Einfluss der Ausgangs-Beimpfungsmenge auf das Wachstum von Tribonema
  • Bei mixotropher Kultivierung wird Glucose als organische Kohlenstoffquelle zur Kultivierung von Tribonema verwendet. Die mixotrophe Kultivierung erfolgt bei folgenden Bedingungen: einer Glucose-Konzentration von 10 g/L, einer Pepton-Konzentration von 2 g/L, einer Lichtstärke von 50 µmol Photonen m-2 s-1, einer Kulturtemperatur von 25°C und einer Ausgangs-Beimpfungsmenge von 0,1 bis 3 g/L, wobei die Konzentrationen anderer Nährsalze aus dem BG11-Nährmedium zu entnehmen sind. Ein zylinderförmiger 1500mL-Airlift-Reaktor wird als Kultureinrichtung verwendet und das Kulturvolumen beträgt 1000 mL pro Reaktor. Mit einer Belüftungsrate von 0,1 vvm wird filtrierte Luft in den zylinderförmigen Airlift-Reaktor eingeleitet. Während der Kultivierung erfolgt täglich zu einer festen Zeit eine Probeentnahme zur Ermittlung der Biomassenmenge (Trockengewicht).
  • Wie aus 7 zu entnehmen ist, nimmt die erreichbare maximale Biomassenmenge von Tribonema mit der Erhöhung der Ausgangs-Beimpfungsmenge erheblich zu und die Kulturzeit zum Erreichen der maximalen Biomassenmenge wird auch wesentlich verkürzt.
  • Siebtes Ausführungsbeispiel
  • Batch-Fermentation von Tribonema
  • Bei mixotropher Kultivierung wird Glucose als organische Kohlenstoffquelle zur Kultivierung von Tribonema verwendet. Die mixotrophe Kultivierung erfolgt bei folgenden Bedingungen: einer Glucose-Konzentration von 60 g/L, einer Pepton-Konzentration von 12 g/L, einer Phosphat-Konzentration von 0,4 g/L und einer Ausgangs-Beimpfungsmenge von 0,3 g/L, wobei die Konzentrationen anderer Nährsalze aus dem BG11-Nährmedium zu entnehmen sind. Ein lichtdurchlässiger 10L-Fermentor wird als Kultureinrichtung verwendet und das Kulturvolumen beträgt 8 L pro Fermenter. Eine externe LED-Lampe wird als Lichtquelle verwendet und die Lichtstärke beträgt 50 µmol Photonen m-2 s-1. Mit einer Belüftungsrate von 0,1 vvm wird filtrierte Luft in den Fermenter eingeleitet. Die Kulturtemperatur und die Rührgeschwindigkeit werden jeweils auf 25°C bzw. 180 U/min eingestellt. Während der Kultivierung erfolgt täglich zu einer festen Zeit eine Probeentnahme zur Ermittlung der Biomassenmenge (Trockengewicht) und der Restmenge von Glucose im Nährmedium. Die Ermittlung der Restmenge von Glucose erfolgt mittels eines Biosensors.
  • 8 zeigt den Wachstumsverlauf von Tribonema und den Konzentrationsverlauf der Glucose im Nährmedium bei Batch-Fermentation. Wie sich daraus ergibt, wird das Wachstum von Tribonema am ersten Tag der Kultivierung zu einem gewissen Grad unterdrückt, wonach ein schnelles Wachstum von Tribonema beginnt und dementsprechend die Glucose-Konzentration im Nähermedium auch rasch abnimmt. Am sechsten Tag der Kultivierung sinkt die Glucose-Konzentration im Nährmedium auf 0 und die Biomassenmenge von Tribonema kann 28 g/L erreichen.
  • Achtes Ausführungsbeispiel
  • Fed-Batch-Fermentation von Tribonema
  • Bei mixotropher Kultivierung wird Glucose als organische Kohlenstoffquelle zur Kultivierung von Tribonema verwendet. Die mixotrophe Kultivierung erfolgt bei folgenden Bedingungen: einer Glucose-Konzentration von 10 g/L, einer Pepton-Konzentration von 2 g/L, einer Phosphat-Konzentration von 0,4 g/L und einer Ausgangs-Beimpfungsmenge von 0,3 g/L, wobei die Konzentrationen anderer Nährsalze aus dem BG11-Nährmedium zu entnehmen sind. Dabei werden Glucose in einer Menge von 10 g/L und Pepton in einer Menge von 2 g/L täglich in das Nährmedium zusätzlich eingegeben. Ein lichtdurchlässiger 10L-Fermentor wird als Kultureinrichtung verwendet und das Kulturvolumen beträgt 8 L pro Fermenter. Eine externe LED-Lampe wird als Lichtquelle verwendet und die Lichtstärke beträgt 50 µmol Photonen m-2 s-1.
  • Mit einer Belüftungsrate von 0,1 vvm wird filtrierte Luft in den Fermenter eingeleitet. Die Kulturtemperatur und die Rührgeschwindigkeit werden jeweils auf 25°C bzw. 180 U/min eingestellt. Während der Kultivierung erfolgt täglich zu einer festen Zeit eine Probeentnahme zur Ermittlung der Biomassenmenge (Trockengewicht) und der Restmenge von Glucose im Nährmedium. Die Ermittlung der Restmenge von Glucose erfolgt mittels eines Biosensors. Es ist darauf hinzuweisen, dass die tägliche Probeentnahme vor der Eingabe von Glucose und Pepton erfolgt.
  • 9 zeigt den Wachstumsverlauf von Tribonema und den Konzentrationsverlauf der Glucose im Nährmedium bei Fed-Batch-Fermentation. Wie sich daraus ergibt, kann Tribonema nach Beginn der Kultivierung ein schnelles Wachstum bis zum Abschluss der Kultivierung erhalten. Dementsprechend wird die täglich zusätzlich eingegebene Glucose fast völlig von Tribonema vor der Eingabe am nächsten Tag aufgenommen und ausgenutzt. Bei Fed-Batch-Fermentation kann die Biomassenmenge von Tribonema nach Kultivierung für 6 Tage 30 g/L erreichen und die Biomassen-Produktionsrate beträgt 5g/L pro Tag. Nach Abschluss der Kultivierung wird die Tribonema-Biomasse gesammelt, gefroren und getrocknet, wonach mit einer Chloroform-Methanol-Lösung die Tribonema-Lipide extrahiert werden, wobei laut dem Messergebnis der Gehalt der Tribonema-Lipide 45% des Trockengewichts der Biomasse erreichen kann und die Fett-Produktionsrate 2,25 g/L pro Tag beträgt. Die Fettsäuren-Zusammensetzung wird mittels einer Gaschromatographie analysiert und laut dem Ergebnis kann der Gehalt der ω-7-Fettsäure 50% der Gesamtfettsäuren erreichen, so dass die Produktionsrate der ω-7-Fettsäure 1,125 g/L pro Tag beträgt. Für Tribonema handelt es sich bei der ω-7-Fettsäure um Palmitoleinsäure, so dass der Gehalt der Palmitoleinsäure 50% der Gesamtfettsäuren beträgt und die Produktionsrate der Palmitoleinsäure bei 1,125 g/L pro Tag liegt.

Claims (7)

  1. Kultivierungsverfahren für Tribonema, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren Schritte zur heterotrophen Kultivierung und/oder mixotrophen Kultivierung von Tribonema umfasst.
  2. Kultivierungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die heterotrophe Kultivierung und/oder mixotrophe Kultivierung eines Tribonema-Algenstamms unter Verwendung einer Batch-Fermentation und/oder einer kontinuierlichen Fermentation und/oder einer Fed-Batch-Fermentation erfolgt.
  3. Kultivierungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Tribonema-Algenstamm ein Taxon oder eine Kombination zweier oder mehrerer Taxa, gewählt aus Tribonema aequale, Tribonema affine, Tribonema gayanum, Tribonema intermixtum, Tribonema minus, Triconema angustissimum, Tribonema pyrenigerum, Tribonema reguläre, Tribonema siderophilum, Tribonema spirotaenia, Tribonema ulotrichoides, Tribonema utriculosum, Tribonema viride, Tribonema vulgare, Tribonema yamadanum, Tribonema bombycinum und Tribonema vermichloris, vorzugsweise ein Taxon oder eine Kombination zweier oder mehrerer Taxa, gewählt aus Tribonema aequale, Tribonema vulgare, Tribonema minus, Tribonema ulotrichoides und Tribonema utriculosum, eingesetzt wird.
  4. Kultivierungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte zur heterotrophen Kultivierung und/oder mixotrophen Kultivierung Folgendes umfasst: Eingeben eines Nährmediums in eine Kultureinrichtung, Beimpfen mit einem keimfreien Tribonema-Algenstamm zur Kultivierung bei einer Temperatur von 2°C bis 40°C, einer Rührgeschwindigkeit von 1 U/min bis 400 U/min, einer Belüftungsrate von 0,01 vvm bis 1 vvm, einem pH-Wert von 5 bis 10 und einer Lichtstärke von 0 µmol Photonen m-2 s-1 bis 1000 µmol Photonen m-2 s-1, wobei vorzugsweise die Kulturtemperatur zwischen 25°C und 30°C, die Rührgeschwindigkeit zwischen 90 U/min und 270 U/min, die Belüftungsrate zwischen 0,1 vvm und 0,2 vvm, der pH-Wert zwischen 7 und 9 und die Lichtstärke zwischen 50 µmol Photonen m-2 s-1 und 200 µmol Photonen m-2 s-1 liegt.
  5. Kultivierungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Nährmedium aus einer organischen Kohlenstoffquelle, einer Stickstoffquelle, einem Phosphat und anderen Nährstoffen besteht, wobei die organische Kohlenstoffquelle eine Konzentration von 0,1 g/L bis 200 g/L in dem Nährmedium, die Stickstoffquelle eine Konzentration von 0,1 g/L bis 20 g/L in dem Nährmedium und das Phosphat eine Konzentration von 0,01 g/L bis 5 g/L in dem Nährmedium aufweist, wobei vorzugsweise die organische Kohlenstoffquelle eine Konzentration von 10 g/L bis 60 g/L in dem Nährmedium, die Stickstoffquelle eine Konzentration von 1 g/L bis 4 g/L in dem Nährmedium und das Phosphat eine Konzentration von 0,05 g/L bis 1 g/L in dem Nährmedium aufweist
  6. Kultivierungsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der organischen Kohlenstoffquelle um eine der Substanzen Glucose, Fruktose, Maltose, Saccharose, Glycerinaldehyd, Glyzerin, Azetat, Zucker aus Stärkehydrolyse und Zucker aus Cellulose-Hydrolyse und/oder ein Gemisch davon in einem beliebigen Verhältnis handelt, wobei es sich bei der Stickstoffquelle um eine der Substanzen Hefeextrakt, Pepton, Aminosäure, Getreidemaische, Nitrat, Harnstoff und Ammoniumsalz und/oder ein Gemisch davon in einem beliebigen Verhältnis handelt, wobei die anderen Nährstoffe MgSO4, CaCl2, Zitronensäure, Ethylendiamintetraazetat, Ammoniumeisencitrat, ZnSO4, CuSO4, MnCl2, Na2MoO4, Co(NO3)4, H3BO3, Biotin, Vitamin B1 und Vitamin B12 umfassen.
  7. Kultivierungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Kultureinrichtung um eine geschlossene oder halbgeschlossene Einrichtung, die ein flüssiges und/oder festes Nährmedium aufnehmen und ein keimfreies Wachstum von Tribonema aufrecht erhalten kann, vorzugsweise um einen der Fermenter mechanisch gerührter und belüfteter Fermenter, selbstansaugender Fermenter, Airlift-Fermenter und Gärturm oder eine Kombination zweier oder mehrerer Fermenter davon handelt.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108102920B (zh) * 2017-12-01 2021-06-01 新奥科技发展有限公司 一株黄丝藻及其培养与应用
CN107937275B (zh) * 2017-12-01 2021-05-28 新奥科技发展有限公司 一株黄丝藻及其培养与应用
CN108103118B (zh) * 2018-01-29 2020-08-14 新奥科技发展有限公司 一种丝状藻油脂诱导方法
JP7250267B2 (ja) * 2018-07-12 2023-04-03 ヤヱガキ醗酵技研株式会社 脂質および脂肪酸組成物の製造方法、ならびに脂肪酸組成物
MX2021004051A (es) * 2018-11-02 2021-06-04 Mara Renewables Corp Aceite de algas con valor nutricional mejorado.
CN110204432A (zh) * 2019-06-20 2019-09-06 深圳市仙迪化妆品有限公司 一种利用坚果油制备棕榈油酸的方法及棕榈油酸的应用
CN111349566B (zh) * 2020-03-26 2021-06-01 佛山蓝强生物科技有限公司 一株利用海水培养的魏氏藻及其用途
CN112553283B (zh) * 2020-12-25 2023-06-06 四川省太鸿沅农业集团有限公司 利用复合微藻发酵山桐子废液制备山桐子棕榈烯酸的方法
KR20230030154A (ko) 2021-08-25 2023-03-06 대진대학교 산학협력단 트리보네마 종 추출물을 함유하는 대장암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물
CN114196711B (zh) * 2021-12-01 2022-10-25 暨南大学 一种利用适冷型丝状黄藻-段殖黄线藻生产棕榈油酸的方法
CN115232841A (zh) * 2022-07-28 2022-10-25 暨南大学 一种提高黄丝藻生长、油脂和棕榈油酸产量的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130129775A1 (en) 2011-11-17 2013-05-23 Heliae Development, Llc Omega 7 rich compositions and methods of isolating omega 7 fatty acids
CN103960117A (zh) 2013-01-29 2014-08-06 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种制备黄丝藻生物油的方法及由其制备的黄丝藻生物油
US20140275596A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Aurora Algae, Inc. Algal omega 7 and algal omega 3 blend compositions

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2139577T3 (es) * 1990-05-15 2000-02-16 Archer Daniels Midland Co Procedimiento de fermentacion continua de alta productividad para microorganismos productores de carotenoides.
US20110275118A1 (en) * 2008-10-09 2011-11-10 De Crecy Eudes Method of producing fatty acids for biofuel, biodiesel, and other valuable chemicals
CA2774542A1 (en) * 2009-09-18 2011-03-24 Phycoil Biotechnology International, Inc. Microalgae fermentation using controlled illumination
CN101979498B (zh) * 2010-12-01 2016-05-04 华东理工大学 一种微藻高产率异养培养的方法
CN102154110B (zh) * 2011-01-27 2016-03-02 华东理工大学 一种高产率的微藻培养方法
MX2015011767A (es) * 2013-03-15 2016-01-15 Aurora Algae Inc Composiciones de aceite crudo de algas.

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130129775A1 (en) 2011-11-17 2013-05-23 Heliae Development, Llc Omega 7 rich compositions and methods of isolating omega 7 fatty acids
CN103960117A (zh) 2013-01-29 2014-08-06 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种制备黄丝藻生物油的方法及由其制备的黄丝藻生物油
US20140275596A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Aurora Algae, Inc. Algal omega 7 and algal omega 3 blend compositions

Non-Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AKAZAWA, Yuko [u.a.]: Palmitoleate attenuates palmitate-induced Bim and PUMA up-regulation and hepatocyte lipoapoptosis. In: Journal of Hepatology, Vol. 52, 2010, No. 4, S. 586-593. - ISSN 0168-8278 (P); 1600-0641 (E). DOI: 10.1016/j.jhep.2010.01.003
BEOPOULOS, Athanasios ; NICAUD, Jean-Marc ; GAILLARDIN, Claude: An overview of lipid metabolism in yeasts and its impact on biotechnological processes. In: Applied Microbiology and Biotechnology, Vol. 90, 2011, No. 4, S. 1193-1206. - ISSN 0175-7598 (P); 1432-0614 (E). DOI: 10.1007/s00253-011-3212-8. URL: https://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2Fs00253-011-3212-8.pdf [abgerufen am 2018-06-08]
CAO, Haiming [u.a.]: Identification of a lipokine, a lipid hormone linking adipose tissue to systemic metabolism. In: Cell, Vol. 134, 2008, No. 6, S. 933-944. - ISSN 0092-8674 (P); 1097-4172 (E). DOI: 10.1016/j.cell.2008.07.048. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867408010143/pdfft?md5=95b810512f4517691560962ef37d6928&pid=1-s2.0-S0092867408010143-main.pdf [abgerufen am 2018-06-08]
CAO, Yujin [u.a.]: Production of free monounsaturated fatty acids by metabolically engineered Escherichia coli. In: Biotechnology for Biofuels, Vol. 7, 2014, No. 1, Artikelnummer: 59, S. 1-11. - ISSN 1754-6834 (E). DOI: 10.1186/1754-6834-7-59. URL: https://biotechnologyforbiofuels.biomedcentral.com/track/pdf/10.1186/1754-6834-7-59 [abgerufen am 2018-06-08]
Chen H, Qiu T, Rong J, He C, Wang QMicroalgal biofuel revisited: An informatics-based analysis of developments to date and future prospects.In: Applied Energy 2015 Oct; 155, S. 585-598.doi: 10.1016/j.apenergy.2015.06.055
CN 103 960 117 A (Maschinenübersetzung), EPO, Espacenet [online] [abgerufen am 08.06.2018]
GAO, Chunfang [u.a.]: Application of sweet sorghum for biodiesel production by heterotrophic microalga Chlorella protothecoides. In: Applied Energy, Vol. 87, 2010, No. 3, S. 756-761. - ISSN 0306-2619 (P); 1872-9118 (E). DOI: 10.1016/j.apenergy.2009.09.006
GUO, Fajin [u.a.]: Special biochemical responses to nitrogen deprivation of filamentous oleaginous microalgae Tribonema sp.. In: Bioresource Technology, Vol. 158, 2014, S. 19-24. - ISSN 0960-8524 (P); 1873-2976 (E). DOI: 10.1016/j.biortech.2014.01.144
Hallmann, A:Algae Biotechnology – Green Cell-Factories on the Rise.In: Current Biotechnology 2015; 4(4), S. 389 – 415.doi: 10.2174/2211550105666151107001338
HAN, Feifei [u.a.]: Enhancement of microalgal biomass and lipid productivities by a model of photoautotrophic culture with heterotrophic cells as seed. In: Bioresource Technology, Vol. 118, 2012, S. 431-437. - ISSN 0960-8524 (P); 1873-2976 (E). DOI: 10.1016/j.biortech.2012.05.066
KNOTHE, Gerhard: Biodiesel derived from a model oil enriched in palmitoleic acid, macadamia nut oil. In: Energy & Fuels, Vol. 24, 2010, No. 3, S. 2098-2103. - ISSN 0887-0624 (P); 1520-5029 (E). DOI: 10.1021/ef9013295
LANG, Imke [u.a.]: Fatty acid profiles and their distribution patterns in microalgae: a comprehensive analysis of more than 2000 strains from the SAG culture collection. In: BMC Plant Biology, Vol. 11, 2011, No. 1, Artikelnummer: 124, S. 1-16. - ISSN 1471-2229 (E). DOI: 10.1186/1471-2229-11-124. URL: https://bmcplantbiol.biomedcentral.com/track/pdf/10.1186/1471-2229-11-124 [abgerufen am 2018-06-08]
LIU, Yanbin ; KOH, Chong Mei John ; JI, Lianghui: Bioconversion of crude glycerol to glycolipids in Ustilago maydis. In: Bioresource Technology, Vol. 102, 2011, No. 4, S. 3927-3933. - ISSN 0960-8524 (P); 1873-2976 (E). DOI: 10.1016/j.biortech.2010.11.115
MISRA, Anoop ; SINGHAL, Neha ; KHURANA, Lokesh: Obesity, the metabolic syndrome, and type 2 diabetes in developing countries: role of dietary fats and oils. In: Journal of the American College of Nutrition (JACN), Vol. 29, 2010, No. 3, S. 289S-301S. - ISSN 0731-5724 (P); 1541-1087 (E). DOI: 10.1080/07315724.2010.10719844. URL: https://pdfs.semanticscholar.org/28d2/fb24cf04c99f2fbffb86d72eed1491523692.pdf [abgerufen am 2018-06-08]
RYBAK, Anastasiya ; MEIER, Michael A. R.: Acyclic diene metathesis with a monomer from renewable resources: control of molecular weight and one-step preparation of block copolymers. In: ChemSusChem, Vol. 1, 2008, No. 6, S. 542-547. - ISSN 1864-5631 (P); 1864-564X (E). DOI: 10.1002/cssc.200800047. URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/cssc.200800047 [abgerufen am 2018-06-08]
WANG, Hui [u.a.]: Growth and biochemical composition of filamentous microalgae Tribonema sp. as potential biofuel feedstock. In: Bioprocess and Biosystems Engineering, Vol. 37, 2014, No. 12, S. 2607-2613. - ISSN 1615-7591 (P); 1615-7605 (E). DOI: 10.1007/s00449-014-1238-x
WANG, Hui [u.a.]: Integration process of biodiesel production from filamentous oleaginous microalgae Tribonema minus. In: Bioresource Technology, Vol. 142, 2013, S. 39-44. - ISSN 0960-8524 (P); 1873-2976 (E). DOI: 10.1016/j.biortech.2013.05.058
YANG, Baoru ; KALLIO, Heikki P.: Fatty acid composition of lipids in sea buckthorn (hippophaë rhamnoides L.) berries of different origins. In: Journal of Agricultural and Food Chemistry, Vol. 49, 2001, No. 4, S. 1939-1947. - ISSN 0021-8561 (P); 1520-5118 (E). DOI: 10.1021/jf001059s. URL: https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jf001059s [abgerufen am 2018-06-08]

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