Verfahren zur Kultivierung von Mikroorganismen der Gattung Thraustochytriales unter Verwendimg eines optimierten Niedrigsalzmediums Process for the cultivation of microorganisms of the genus Thraustochytriales using an optimized low salt medium
Verschiedene mehrfach-ungesättigte Fettsäuren (PUFAs für polyunsaturated fatty acids) und insbesondere omega-3 Fettsäuren (n3 -Fettsäuren) sind essentielle Bestandteile der menschlichen Ernährung.Various polyunsaturated fatty acids (PUFAs for polyunsaturated fatty acids) and especially omega-3 fatty acids (n3 fatty acids) are essential components of human nutrition.
Allerdings ist bekannt, dass in den meisten Industrienationen die Versorgung mit n3- Fettsäuren mangelhaft ist. Dagegen ist der Gesamtfettanteil in der Ernährung, sowie die Zufuhr an gesättigten Fettsäuren und n6-Fettsäuren zu hoch. Dies beruht auf einer Veränderung unserer Nah_τxngszusammensetzung, die vor allem in den letzten ca. 150 Jahren stattgefunden hat und die mit dem Auftreten verschiedener chronischer Zivilisationskrankheiten, wie beispielsweise Herzkreislauferkrankungen - der Haupttodesursache in Industrienationen - korreliert wird (Simopoulos, A.P., 1999, Am. J. Clin. Nutr. 70, 560-569). Eine Vielzahl von Studien hat inzwischen gezeigt, dass durch die gezielte Erhöhung der Zufuhr, von n3 -Fettsäuren, insbesondere von Eicosapentaensäure (EPA) und von Docosahexaensäure (DHA), das Herzkreislaufrisiko signifikant reduziert werden kann (GISSI-Prevenzione Investigators (Gruppo Italiano per lo Studio della Sopravvivenza nell'Infarto miocardico), 1999, Dietary suplementation with n-3 polyunsaturated fatty acids and vitamin E after myocardial infarction: results of the GISSI-pevenzione trial., Lancet 354, 447-455; Burr et al, 1989, Effects of changes in fat, fish, and fibre intake on death and myocardial reinfarction: diet and reinfarction trial (DART). Lancet 2, 757-761). Dementsprechend wird von vielen verschieden Organisationen (WHO, FAO, AHA; ISSFAL, British Nutrition Foundation u.v.a.) empfohlen, 'die Zufuhr von n3-Fettsäuren signifikant zu erhöhen (Kris-Eherton et al., Fish Consumption, Fish Oil, Omega-3 Fatty Acids, and Cardiovascular Disease. Circulation 2002, 21 M -2151).However, it is known that the supply of n3 fatty acids is poor in most industrialized countries. In contrast, the total fat content in the diet and the intake of saturated fatty acids and n6 fatty acids is too high. This is due to a change in our near-composition, which has mainly taken place in the past approx. 150 years and which is correlated with the occurrence of various chronic diseases of civilization, such as cardiovascular diseases - the main cause of death in industrialized nations (Simopoulos, AP, 1999, Am. J Clin Nutr 70, 560-569). A large number of studies have now shown that by specifically increasing the intake of n3 fatty acids, especially eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA), the cardiovascular risk can be significantly reduced (GISSI-Prevenzione Investigators (Gruppo Italiano per lo Studio della Sopravvivenza nell'Infarto miocardico), 1999, Dietary suplementation with n-3 polyunsaturated fatty acids and vitamin E after myocardial infarction: results of the GISSI-pevenzione trial., Lancet 354, 447-455; Burr et al, 1989, Effects of changes in fat, fish, and fiber intake on death and myocardial reinfarction: diet and reinfarction trial (DART). Lancet 2, 757-761). Accordingly, many different organizations (WHO, FAO, AHA; ISSFAL, British Nutrition Foundation and many others) recommend 'significantly increasing the intake of n3 fatty acids (Kris-Eherton et al., Fish Consumption, Fish Oil, Omega-3 Fatty Acids, and Cardiovascular Disease, Circulation 2002, 21M -2151).
Quellen für die Gewinnung von PUFAs und insbesondere n3 -Fettsäuren sind vor allem marine Kaltwasserfische und daraus gewonnene Öle, aber auch marine Mikroorganismen, welche gegenüber Fischen den Vorteil haben, dass sie in Fermentern unter kostengünstigen und kontrollierten Bedingungen zur Produktion von PUFAs herangezogen werden können. Bei einer fermentativen Herstellung besteht keine Gefahr der Verunreinigungen, wie sie für Fische oder daraus gewonnene Fischöle oft beschrieben werden (Olsen SF. Int J Epidemiol.
2001 :1279-80). Außerdem lässt sich die Zusammensetzung der gewonnenen Öle durch Auswahl des Organismus und der Kulturbedingungen positiv beeinflussen und ist nicht saisonalen Schwankungen unterworfen, wie dies ebenfalls für Fisch und Fischprodukte beschrieben ist (Gamez-Meza et al. Lipids 1999:639-42).Sources for the production of PUFAs and in particular n3 fatty acids are primarily marine cold water fish and oils derived from them, but also marine microorganisms, which have the advantage over fish that they can be used in fermenters to produce PUFAs under inexpensive and controlled conditions. In fermentative production there is no risk of contamination, as is often described for fish or fish oils obtained from them (Olsen SF. Int J Epidemiol. 2001: 1279-80). In addition, the composition of the oils obtained can be positively influenced by the selection of the organism and the culture conditions and is not subject to seasonal fluctuations, as is also described for fish and fish products (Gamez-Meza et al. Lipids 1999: 639-42).
Mikroorganismen, welche sich zur Gewinnung von n3-PUFA eignen, finden sich beispielsweise bei den Bakterien unter der Gattung Vibrio (z. B.: Vibrio marinus) oder unter den Dinoflageliaten (Dinophyta), dort insbesondere die Gattung Crypthecodinium, wie C. cohnii oder unter den Stramenopiles, wie die Pinguiophyceae wie z.B. Glossomastix, Phaeomonas, Pinguiochrysis, Pingiüococcus und Polydochrysis. Bevorzugte- Mikroorganismen zur fermentativen Herstellung von PUFA gehören zu den Stramenopiles (oder Labyrinthulomycota), insbesondere zur Ordnung Thraustochytriales, (Thraustchytriideä) und dort wieder insbesondere zu den Gattungen Japonochytrium, Schizochytrium, Thraustochytrium, Althornia, Labyrinthuloides, Aplanochytrium und Ulkenia.Microorganisms that are suitable for the production of n3-PUFA can be found, for example, in the bacteria under the Vibrio genus (e.g. Vibrio marinus) or under the Dinoflageliaten (Dinophyta), there in particular the genus Crypthecodinium, such as C. cohnii or among the stramenopiles, such as the Pinguiophyceae such as Glossomastix, Phaeomonas, Pinguiochrysis, Pingiüococcus and Polydochrysis. Preferred microorganisms for the fermentative production of PUFA belong to the stramenopiles (or labyrinthulomycota), in particular to the order Thraustochytriales, (Thraustchytriideä) and there again in particular to the genera Japonochytrium, Schizochytrium, Thraustochytrium, Althornia, and Labyrinthochoidium.
Es ist bekannt, dass einige der genannten Mikroorganismen zur industriellen Produktion von Fettsäuren verwendet werden können, entsprechende Verfahren wurden beschrieben. So offenbart die internationale Patentanmeldung WO 91/07498 AI die Herstellung von PUFAs mit Organismen der Gattungen Thraustochytrium und Schizochytrium. WO 91/11918 AI offenbart die Herstellung von PUFAs mit Crypthecodinium cohnii, WO 96/33263 AI und die entsprechende europäische Patentanmeldung EP 0 823 475 AI beschreiben die Herstellung von PUFAs mit Mikroorganismen der Gattung Schizochytrium, während die Patentanmeldung WO 98/03671 die Herstellung von PUFAs mit Mikroorganismen der Gattung Ulkenia offenbart.It is known that some of the microorganisms mentioned can be used for the industrial production of fatty acids, corresponding processes have been described. For example, international patent application WO 91/07498 A1 discloses the production of PUFAs with organisms of the genera Thraustochytrium and Schizochytrium. WO 91/11918 AI discloses the production of PUFAs with Crypthecodinium cohnii, WO 96/33263 AI and the corresponding European patent application EP 0 823 475 AI describe the production of PUFAs with microorganisms of the genus Schizochytrium, while the patent application WO 98/03671 describes the production of PUFAs with microorganisms of the genus Ulkenia are disclosed.
Der natürliche Lebensraum der beschriebenen Mikroorganismen und insbesondere der Labyrinthulomycota sind marine Habitate. Herkömmlicherweise werden diese Mikroorganismen also in entsprechend salzhaltigen Medien kultiviert, wobei der Salzgehalt von Meerwasser für die Zwecke der vorliegenden Erfindung mit 32-35 g/L und einem Anteil von 90-95% an Natrium und Chlorid definiert wird. Typische Medien zur Kultivierung von marinen Mikroorganismen wie Thraustochytrium oder Schizochytrium basieren auf Seewasser (z.B. ATCC (American Type' Culture Collection) 790 By+ Medium [Hefeextrakt 1.0 g, Peptone 1.0 g, D+-Glucose 5.0 g, Seewasser 1 L]). Es ist aber auch bekannt, dass
Mikroorganismen der Ordnung Thraustochytriales bei sehr niedriger Salinität im Kulturmedium überleben können. Ihr Wachstum wird jedoch unterhalb einer Grenze von 7,5 - 15 g Salz/L, entsprechend einer Salinität von 7,5 - 15%o, als nur sehr gering und ohne Zwischenmaxima im niedrigen Salinitätsbereich beschrieben. Optimale Wachstumsraten werden nur oberhalb der oben angegebenen Salinitätsgrenze erzielt (Fan et al. Botanica Marina 45, 2002, S. 50-57).The natural habitat of the described microorganisms and especially the labyrinthulomycota are marine habitats. Conventionally, these microorganisms are therefore cultivated in correspondingly saline media, the salinity of seawater for the purposes of the present invention being defined as 32-35 g / L and a proportion of 90-95% of sodium and chloride. Typical media for the cultivation of marine microorganisms such as Thraustochytrium or Schizochytrium are based on sea water (e.g. ATCC (American Type ' Culture Collection) 790 By + Medium [yeast extract 1.0 g, peptone 1.0 g, D + glucose 5.0 g, sea water 1 L]). But it is also known that Microorganisms of the order Thraustochytriales can survive with very low salinity in the culture medium. However, their growth below a limit of 7.5 - 15 g salt / L, corresponding to a salinity of 7.5 - 15% o, is described as very low and without intermediate maxima in the low salinity range. Optimal growth rates are only achieved above the salinity limit specified above (Fan et al. Botanica Marina 45, 2002, pp. 50-57).
Zur kommerziellen Fermentation von euryhalinen Mikroorganismen sind aber auch reduzierte Salzgehalte von etwa 50-60% des Meerwassers beschrieben. Nach Henderson's "Dictionary of biological terms" bezeichnet man marine Organismen, die sich an einen weiten Bereich für den Salzgehalt anpassen können, als euryhalin (Henderson W.D., Lawrence, E., Henderson's dictionary of biological terms, 10th ed. 1992 S. 173).For the commercial fermentation of euryhaline microorganisms, however, reduced salt contents of about 50-60% of the sea water have also been described. According to Henderson's "Dictionary of biological terms", marine organisms that can adapt to a wide range of salinity are referred to as euryhalin (Henderson WD, Lawrence, E., Henderson's dictionary of biological terms, 10 th ed. 1992 p. 173 ).
Es wurde beschrieben, dass euryhaline Mikroorganismen der Stramenopiles (oder Labyrinthulomycota) größere Mengen an PUFA in Fermentationsmedien produzieren können, die einen reduzierten Gehalt an Natrium-Ionen (60% des Meerwassers) enthalten (U.S. Pat. No. 6,451,567). Ebenfalls beschrieben ist die Verwendung von Kulturmedien mit niedrigem Chloridgehalt mit dem Ziel die korrosiven Auswirkungen des Chlorids auf die Fermentationsausrüstung zu reduzieren (U.S. Pat. No 6,410,281). Dies ist beispielsweise für Mikroorganismen der Gattungen Thraustochytrium und Schizochytrium mit Fermentationsmedien gezeigt worden, welche Chlorid in einer Konzentration von nicht mehr als 3 g/L enthalten (U.S. Pat. No 5,340,742, U.S. Pat. No 6,451,567, U.S. Pat. No 6,410,281), Es ist ebenfalls bekannt, dass eine Kultivierung auch bei Bedingungen mit gegenüber Meerwasser reduziertem Salzgehalt möglich ist. Hierbei wird besonders Bezug genommen auf die Patentschriften WO 98/03671 AI, EP 0 823 475 AI, U.S. Pat. No 6,451,567, U.S. Pat. No 6,410,281.It has been described that struryopile (or labyrinthulomycota) euryhaline microorganisms can produce larger amounts of PUFA in fermentation media containing a reduced content of sodium ions (60% of sea water) (U.S. Pat. No. 6,451,567). Also described is the use of low chloride culture media to reduce the corrosive effects of chloride on fermentation equipment (U.S. Pat. No. 6,410,281). This has been shown, for example, for microorganisms of the genera Thraustochytrium and Schizochytrium with fermentation media which contain chloride in a concentration of not more than 3 g / L (US Pat. No. 5,340,742, US Pat. No. 6,451,567, US Pat. No. 6,410,281), Es it is also known that cultivation is also possible under conditions with a reduced salt content compared to sea water. Particular reference is made here to the patent specifications WO 98/03671 AI, EP 0 823 475 AI, U.S. Pat. No 6,451,567, U.S. Pat. No 6,410,281.
Es ist weiterhin bekannt, dass für die Fermentation eines Mikroorganismus der Gattung Schizochytrium {Schizochytrium sp. S31; ATTC 20888) ein Maximum der relativen Ausbeute von Fettsäuren bei einer Natriumchloridkonzentration von l,75g/L erreicht wird. Die dabei verwendete Gesamtsalzmenge liegt bei weniger als 10% des Meerwassersalzgehaltes, besteht jedoch überwiegend aus Natrium- und Chlorid-Ionen (EP 0 512 997 Bl und U.S. Pat. No 5,518,918)
Alle bisher beschriebenen Verfahren sind jedoch mit Nachteilen behaftet. Die Effektivität von fenrientativen Prozessen ist insbesondere durch die erreichbare Biomasse und den Gehalt an Produkt pro Biomasse limitiert. Weiterhin können die gebildeten Öle teilweise Fettsäurespektren aufweisen, die nicht unbedingt den gewünschten Produkten entsprechen, sondern erst verfahrenstechnisch verändert werden müssen. Durch den z.T. geringen Gehalt an Produkt pro Biomasse wird die Aufarbeitung häufig wesentlich verkompliziert, da relativ große Mengen der Biomasse verarbeitet werden müssen, um relativ kleine Mengen an Produkt zu erhalten. Weiterhin sind allen bisher beschriebenen Verfahren relativ hohe Gesamtsalzgehalte in den Kulturmedien zu Eigen. Dies führt nicht nur bei der Aufarbeitung der Produkte zu massiven Problemen, sondern ist umwelttechnisch äußerst nachteilig, da nicht nur große Mengen an Biomasse anfallen, sondern auch sehr salzhaltige Abwässer entstehen, die entsorgt werden müssen.It is also known that for the fermentation of a microorganism of the genus Schizochytrium {Schizochytrium sp. S31; ATTC 20888) a maximum of the relative yield of fatty acids is achieved at a sodium chloride concentration of 1.75 g / L. The total amount of salt used is less than 10% of the seawater salt content, but mainly consists of sodium and chloride ions (EP 0 512 997 Bl and US Pat. No. 5,518,918) However, all of the methods described so far have disadvantages. The effectiveness of fenrientative processes is particularly limited by the achievable biomass and the content of product per biomass. Furthermore, the oils formed can in some cases have fatty acid spectra which do not necessarily correspond to the desired products, but which first have to be changed in terms of process technology. Due to the sometimes low content of product per biomass, processing is often considerably complicated, since relatively large amounts of the biomass have to be processed in order to obtain relatively small amounts of product. Furthermore, all the processes described so far have their own relatively high total salt contents in the culture media. This not only leads to massive problems in the processing of the products, but is also extremely disadvantageous from an environmental point of view, since not only large amounts of biomass are produced, but also very saline wastewater that has to be disposed of.
In Anbetracht des Standes der Technik war es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein neues, einfaches und wirtschaftliches Verfahren für die Kultivierung von Thraustochytriales zur Verfügung zu stellen, wobei Medien mit verringerten Salzgehalten zur Anwendung kommen sollen. Abgesehen von der Kosteneffizienz sollte das Verfahren einfach durchzuführen sein und die Herstellung hoch reiner PUFAs bzw. von PUFA-enthaltenden Produkten in hoher Ausbeute ermöglichen.In view of the prior art, it was therefore an object of the present invention to provide a new, simple and economical process for the cultivation of Thraustochytriales, media with reduced salt contents being used. Apart from the cost efficiency, the process should be easy to carry out and enable the production of high purity PUFAs or products containing PUFA in high yield.
Gelöst werden diese sowie weitere, nicht explizit genannten Aufgaben, die jedoch aus den hierin einleitend diskutierten Zusammenhängen ohne weiteres ableitbar oder erschließbar sind, durch den Gegenstand, der in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung definiert ist. .These and other tasks, which are not explicitly mentioned, but which can easily be derived or inferred from the contexts discussed at the outset, are achieved by the subject matter defined in the claims of the present invention. ,
Ein vorteilhaftes Verfahren für die Kultivierung von Thraustochytriales wird durch das in Anspruch 1 definierte Verfahren zur Verfügung gestellt. Dieses Verfahren umfasst das Kultivieren von Mikroorganismen der Ordnung Thraustochytriales in einem Niedrigsalzmedium ohne Zusatz von Natrium- oder Chlorid-Ionen in fester oder gelöster Form, bei einem Gesamtsalzgehalt von weniger als 10% bezogen auf Meerwasser, d.h. weniger als ca. 3,5 g/L Gesamtsalze.An advantageous method for the cultivation of Thraustochytriales is provided by the method defined in claim 1. This method involves culturing microorganisms of the order Thraustochytriales in a low salt medium without the addition of sodium or chloride ions in solid or dissolved form, with a total salt content of less than 10% based on sea water, i.e. less than approx. 3.5 g / L total salts.
Die Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zur Produktion hochreiner PUFAs.The invention further comprises a method for producing high-purity PUFAs.
Bevorzugte PUFAs sind erfindungsgemäß DHA, DPA und EPA.
Insbesondere zeigen die in dem oben genannten Verfahren kultivierten Mikroorganismen eine Produktion von mehr als 10%, bevorzugt mehr als 14%, und ganz besonders bevorzugt mehr als 18%o DHA pro Biotrockenmasse.Preferred PUFAs according to the invention are DHA, DPA and EPA. In particular, the microorganisms cultured in the abovementioned process have a production of more than 10%, preferably more than 14%, and very particularly preferably more than 18% o DHA per dry biomass.
Insbesondere zeigen die in dem oben genannten Verfahren kultivierten Mikroorganismen eine Produktion von mehr als 5%, bevorzugt mehr als 7%, und ganz besonders bevorzugt mehr als 10%> DPA pro Biotrockenmasse.In particular, the microorganisms cultured in the abovementioned process show a production of more than 5%, preferably more than 7%, and very particularly preferably more than 10%> DPA per dry biomass.
Durch an die Kultivierung anschließende Isolation der PUFAs aus den Mikroorganismen (Biomasse) und/oder dem Kulturmedium können die PUFAs in hoher Ausbeute und Reinheit gewonnen werden.By isolating the PUFAs from the microorganisms (biomass) and / or the culture medium following the cultivation, the PUFAs can be obtained in high yield and purity.
Weiterhin umfasst die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung von Biomasse, wobei die Biomasse durch das erfindungsgemäße Kultivierungsverfahren zur Verfügung gestellt wird.Furthermore, the present invention also includes a method for producing biomass, the biomass being made available by the cultivation method according to the invention.
Diese Biomasse kann auf alle erdenklichen Arten Verwendung finden. Insbesondere kann diese Biomasse, z.B. in getrocknetem Zustand (Biotrockenmasse), direkt als Nahrungsmittel oder als Futtermittel eingesetzt werden.This biomass can be used in all conceivable ways. In particular, this biomass, e.g. in the dried state (dry organic matter), used directly as food or as feed.
Weiterhin umfasst die Erfindung auch ein Öl, welches dadurch gewonnen wird, dass das erfindungsgemäße . Kultivierungsverfahren durchgeführt wird, und das Öl aus den Mikroorganismen (Biomasse) und/oder dem Kulturmedium isoliert wird.Furthermore, the invention also includes an oil which is obtained in that the invention. Cultivation process is carried out, and the oil is isolated from the microorganisms (biomass) and / or the culture medium.
Insbesondere handelt es sich dabei um ein Öl, welches neben vielen weiteren bevorzugten Verwendungszwecken mit Vorteil für die menschliche Ernährung verwendet werden kann.In particular, it is an oil which, in addition to many other preferred uses, can advantageously be used for human nutrition.
Dabei zeigen die Mikroorganismen unter erfindungsgemäßen Bedingungen eine Produktion von mehr als 30 Gew.-% Öl, bevorzugt von mehr als 35 Gew.-% Öl pro Gewichtseinheit Biotrockenmasse.The microorganisms show a production of more than 30% by weight of oil, preferably of more than 35% by weight of oil, per unit weight of dry organic matter under the conditions according to the invention.
Unter Öl wird erfindungsgemäß ein Anteil von mindestens 70 % Neutrallipiden und mindestens 2% Phospholipiden verstanden, was dem normalen, dem Fachmann bekannten Fettsäurespektrum der Thraustochytriales entspricht. Die Neutrallipide bestehen dabei aus mindestens 80%> Triglyzeriden und anderen Verbindungen wie z.B Diacylglyzeride, Sterole usw. Weiterhin besteht der Gewichtsanteil der Triglyzeride aus etwa 95% Fettsäuren und 5% Glyzerin. Die Möglichkeit einen marinen Mikroorganismus bei einer solch niedrigen Salzkonzentration, die weniger als 10% des typischen Meersalzgehaltes entspricht,
fermentieren zu können, und insbesondere die Tatsache, dass vollständig auf die Zugabe der im Meerwasser dominierenden Ionen Na und Cl", die normalerweise ca. 90% der im Meerwasser vorhandenen Ionen ausmachen, verzichtet werden kann, war völlig überraschend.According to the invention, oil is understood to mean a proportion of at least 70% neutral lipids and at least 2% phospholipids, which corresponds to the normal fatty acid spectrum of Thraustochytriales known to the person skilled in the art. The neutral lipids consist of at least 80%> triglycerides and other compounds such as diacylglycerides, sterols etc. Furthermore, the weight fraction of the triglycerides consists of approximately 95% fatty acids and 5% glycerin. The possibility of a marine microorganism with such a low salt concentration, which corresponds to less than 10% of the typical sea salt content, to be able to ferment, and in particular the fact that the addition of the predominant ions Na and Cl " , which normally make up about 90% of the ions present in the sea water, was completely dispensed with, was completely surprising.
Erstaunlicherweise war nicht nur die Fermentation an sich möglich, sondern es erhöht sich darüber hinaus auch der Anteil der PUFA in der Biomasse bei Einsatz des erfindungsgemäßen Niedrigsalzmediums signifikant. Noch überraschender ist, dass dieser Effekt eine leichte Abnahme der produzierten Biomasse nicht nur ausgleicht, sondern sogar übertrifft (Beispiel 2). Hierbei hat sich der Anteil der überwiegenden PUFA DHA pro Biotrockenmasse gegenüber der Vergleichsfermentation in Medium 1 (50% Meersalzgehalt) um mehr als 10% erhöht. Die Aufarbeitung der Produkte wird durch die höhere Produktkonzentration und die niedrigere Verunreinigung durch Salze vereinfacht und dies bei insgesamt erhöhter Raum- Zeit-Ausbeute.Surprisingly, not only was the fermentation itself possible, but the proportion of PUFA in the biomass also increased significantly when the low salt medium according to the invention was used. It is even more surprising that this effect not only compensates for a slight decrease in the biomass produced, but even surpasses it (example 2). The proportion of the predominant PUFA DHA per dry biomass increased by more than 10% compared to the comparison fermentation in medium 1 (50% sea salt content). The processing of the products is simplified by the higher product concentration and the lower contamination by salts and this with an overall increased space-time yield.
Bis zur vorliegenden Erfindung gab es keinen bekannten Fermentationsprozess zur Produktion von n3-Fettsäuren in Mikroorganismen- aus der Ordnung Thraustochytriales unter Verwendung eines Mediums mit derart extrem geringer Salzkonzentration und ohne Natrium- und Chloridsalz- Zusätze.Up to the present invention, there was no known fermentation process for the production of n3 fatty acids in microorganisms from the order Thraustochytriales using a medium with such an extremely low salt concentration and without sodium and chloride salt additives.
PUFAs sind erfindungsgemäß mehrfach ungesättigte langkettige Fettsäuren mit einer Kettenlänge >C12 mit mindestens zwei Doppelbindungen. Nach dem erfindungs gemäßen Verfahren herstellbare PUFAs sind insbesondere n3 -Fettsäuren und n6-Fettsäuren.According to the invention, PUFAs are polyunsaturated long-chain fatty acids with a chain length> C12 with at least two double bonds. PUFAs which can be produced by the process according to the invention are in particular n3 fatty acids and n6 fatty acids.
Unter n3-Fettsäuren (omega-3 Fettsäure, ω3 Fettsäuren) im erfindungsgemäßen Sinn werden mehrfach ungesättigte langkettige Fettsäuren mit einer Kettenlänge >C12 mit mindestens zwei oder mehr Doppelbindungen verstanden, wobei die erste der Doppelbindungen zwischen den Kohlenstoffatomen C3 und C4 ausgehend vom Alkylende konstituiert ist. Dementsprechend liegt bei n6-Fettsäuren die erste Doppelbindung zwischen den Kohlenstoffatomen C6 und C7 ausgehend vom Alkylende.Under n3 fatty acids (omega-3 fatty acid, ω3 fatty acids) in the sense of the invention are understood to be polyunsaturated long-chain fatty acids with a chain length> C12 with at least two or more double bonds, the first of the double bonds between the carbon atoms C3 and C4 being constituted starting from the alkyl end , Accordingly, with n6 fatty acids, the first double bond is between the carbon atoms C6 and C7 starting from the alkyl end.
Für die Produktion der PUFAs nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kommen Mikroorganismen aus der Gruppe der Labyrinthulomycota in Frage. Mikroorganismen der Ordnung Thraustochytriales (Thraustchytriidea) sind bevorzugt (Lewis, T.E., Nichols, P.D., McMeekin, T.A., The Biotechnological Potential of Thraustochytrids, Marine Biotechnology, 1999, S. 580-587 und Porter, D. Phyl m Labyrinthulomycota in Handbook of protoctista: the
structure, cultivation, habitats, and life histories of the eukaryotic microorgamsms and their descendants exclusive of animals, plants, and fungi: a guide to the algae, ciliates, foraminifera, sprorozoa, water molds, and other protoctists. Editors: Margulis, L, Corliss, J.O., Melkonian, M. and Chapman, DJ., editorial coordmator, McKhann, HJ., Jones and Bartlett Publishers, ISBN 0-86720-052-9 1990, S. 388-398). Besonders bevorzugt sind Mikroorganismen der Gattungen Japonochytrium, Labyrinthuloides, Aplanochytrium Althomia, Schizochytrium, Thraustochytrium und Ulkenia. Ganz besonders bevorzugt sind hiervon Schizochytrium, Thraustochytrium und' Ulkenia. Insbesondere bevorzugt sind: Japonochytrium sp. ATCC 28207, Thraustochytrium aureum (insbesondere ATCC 28211 bzw. ATTC 34304), Thraustochytrium roseum ATCC 28210 Thraustochytrium sp. ATCC 20890, ATTC 20891, ATTC 20892 und ATTC 26185, Schizochytrium aggregatum ATTC 28209, Schizochytrium sp. ATCC 20888 und ATTC 20889, Schizochytrium SR21, sowie Ulkenia spec. SAM 2179 und SAM 2180.Microorganisms from the group of the labyrinthulomycota can be used for the production of the PUFAs by the process according to the invention. Microorganisms of the order Thraustochytriales (Thraustchytriidea) are preferred (Lewis, TE, Nichols, PD, McMeekin, TA, The Biotechnological Potential of Thraustochytrids, Marine Biotechnology, 1999, pp. 580-587 and Porter, D. Phyl m Labyrinthulomycota in the Handbook of protoctista : the structure, cultivation, habitats, and life histories of the eukaryotic microorgamsms and their descendants exclusive of animals, plants, and fungi: a guide to the algae, ciliates, foraminifera, sprorozoa, water molds, and other protoctists. Editors: Margulis, L, Corliss, JO, Melkonian, M. and Chapman, DJ., Editorial coordmator, McKhann, HJ., Jones and Bartlett Publishers, ISBN 0-86720-052-9 1990, pp. 388-398). Microorganisms of the genera Japonochytrium, Labyrinthuloides, Aplanochytrium Althomia, Schizochytrium, Thraustochytrium and Ulkenia are particularly preferred. Of these, Schizochytrium, Thraustochytrium and 'Ulkenia are very particularly preferred. The following are particularly preferred: Japonochytrium sp. ATCC 28207, Thraustochytrium aureum (in particular ATCC 28211 or ATTC 34304), Thraustochytrium roseum ATCC 28210 Thraustochytrium sp. ATCC 20890, ATTC 20891, ATTC 20892 and ATTC 26185, Schizochytrium aggregatum ATTC 28209, Schizochytrium sp. ATCC 20888 and ATTC 20889, Schizochytrium SR21, and Ulkenia spec. SAM 2179 and SAM 2180.
Für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Mikroorganismen sind sowohl Wildtyp Formen als auch Mutanten und daraus abgeleitete Stämme sowie rekombinante Stämme der entsprechenden Organismen. In besonderem Maße umfasst die vorliegende Erfindung Mutanten oder rekombinante Stämme zur Produktionssteigerung von PUFA.Microorganisms suitable for the process according to the invention are both wild-type forms and also mutants and strains derived therefrom and recombinant strains of the corresponding organisms. The present invention particularly includes mutants or recombinant strains for increasing the production of PUFA.
Die Mikroorganismen im Sinne der vorliegenden Erfindung werden durch Animpfen eines flüssigen oder eines festen Mediums mit einer Vorkultur dieser Organismen kultiviert.The microorganisms in the sense of the present invention are cultivated by inoculating a liquid or a solid medium with a preculture of these organisms.
Für Mikroorganismen der Ordnung Thraustochytriales geeignete Kulturtechniken sind dem Fachmann gut bekannt. Typischerweise, aber nicht ausschließlich, wird die Kultur mittels wässriger Fermentation in einem entsprechenden Behältnis durchgeführt.' Beispiele für ein typisches Behältnis für eine derartige Fermentation umfassen Schüttelkolben oder Bioreaktoren, wie beispielsweise STRs (stirred tank reactors) oder Blasensäulen." Die Kultur wird typischerweise bei Temperaturen zwischen 10°C und . 40°C durchgeführt, bevorzugterweise zwischen 20°C und 35 °C, besonders bevorzugt zwischen 25°C und 30°C, ganz besonders bevorzugt zwischen 27°C und 29°C und insbesondere bei 28°C.Culture techniques suitable for microorganisms of the Thraustochytriales order are well known to those skilled in the art. Typically, but not exclusively, the culture is carried out by means of aqueous fermentation in an appropriate container. 'Examples for a typical vessel for such fermentation include shaker flasks or bioreactors, such as STRs (stirred tank reactors), or bubble columns. " The culture is typically carried out at temperatures between 10.degree. C. and 40.degree. C., preferably between 20.degree. C. and 35.degree. C., particularly preferably between 25.degree. C. and 30.degree. C., very particularly preferably between 27.degree. C. and 29.degree and especially at 28 ° C.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Niedrigsalzmedium weniger als 1,5 g/L Gesamtsalze.In a further embodiment of the present invention, the low salt medium comprises less than 1.5 g / L total salts.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entspricht der Gesamtsalzgehalt des Niedrigsalzmediums einem Wert < 15% des Salzgehaltes von
Meerwasser, bevorzugt < 12% und besonders bevorzugt von < 10 %>. Ganz besonders bevorzugt ist ein Gesamtsalzgehalt von < 8 % des Salzgehaltes von Meerwasser.In a further preferred embodiment of the present invention, the total salt content of the low salt medium corresponds to a value <15% of the salt content of Sea water, preferably <12% and particularly preferably <10%>. A total salt content of <8% of the salt content of sea water is very particularly preferred.
Es werden dem Niedrigsalzmedium keine Natriumsalze zugegeben. Dem erfindungsgemäßen Niedrigsalzmedium werden weiterhin keine Chloridsalze zugegeben.No sodium salts are added to the low salt medium. No chloride salts are further added to the low salt medium according to the invention.
Unter Zugabe wird erfmdungsgemäß eine Zugabe sowohl in gelöster als auch in fester Form verstanden. Beispielsweise wäre das Zusatz von Meerwasser, auch in geringsten Mengen, erfmdungsgemäß eine Zugabe von Natrium- bzw. Chloridsalzen. Auch der Zusatz von unüblichen Medienbestandteilen zum ' erfindungsgemäßen Medium, muß, falls diese unüblichen .Medienbestandteile entsprechende Natrium- oder Chlorid-Ionen enthalten, als Zusatz dieser Salze verstanden werden. Es ist dem Fachmann jedoch klar, dass die üblichen (und zumeist notwendigen, d.h. unabdingbaren) Medienbestandteile Wasser (Leitungswasser), Hefeextrakt, Maisquellwasser u. ä. einen sehr geringen, nicht zu vermeidenden Eigenanteil an Natrium und Chlorid aufweisen. Der Zusatz solcher üblicher Medienbestandteile wird daher erfindungs gemäß nicht als Zugabe von Natrium- bzw. Chloridsalzen verstanden.According to the invention, addition is understood to mean addition both in dissolved and in solid form. For example, the addition of sea water, even in the smallest amounts, would be an addition of sodium or chloride salts according to the invention. The addition of unusual media components to the 'medium of the invention, must, if unusual .Medienbestandteile corresponding sodium or chloride ions, to be understood as addition of these salts. However, it is clear to the person skilled in the art that the usual (and mostly necessary, ie indispensable) media components are water (tap water), yeast extract, corn steep liquor and the like. Ä. Have a very low, unavoidable proportion of sodium and chloride. The addition of such customary media components is therefore not to be understood according to the invention as the addition of sodium or chloride salts.
Hefeextrakt beispielsweise enthält unter 2 Gew.-% NaCl. Werden dem Medium daher in üblichem Maße Hefeextrakt zugesetzt, d.h. zwischen 10 und 20 g/L, erhöht sich der NaCl- Gehalt um weniger als 0,2 g/L. Dies wird erfindungsgemäß nicht als Zusatz von NaCl verstanden.For example, yeast extract contains less than 2% by weight NaCl. Therefore, yeast extract is added to the medium in the usual way, i.e. between 10 and 20 g / L, the NaCl content increases by less than 0.2 g / L. According to the invention, this is not understood to be the addition of NaCl.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist dieses Medium daher frei von Natrium- und/oder Chloridsalz Zusätzen.In a particularly preferred embodiment, this medium is therefore free of sodium and / or chloride salt additives.
Ganz besonders bevorzugt liegt der Gesamtnatriumgehalt des Niedrigsalzmediums unter 2 g/L, bevorzugt unter 500 mg/L und ganz besonders bevorzugt unter 150 mg/L. Der Gesamtchloridgehalt des Niedrigsalzmediums liegt bevorzugterweise unter 2 g/L, bevorzugt unter 500 mg/L und ganz besonders bevorzugt unter 250 mg/L.The total sodium content of the low salt medium is very particularly preferably below 2 g / L, preferably below 500 mg / L and very particularly preferably below 150 mg / L. The total chloride content of the low salt medium is preferably below 2 g / L, preferably below 500 mg / L and very particularly preferably below 250 mg / L.
Besonders bevorzugt liegt die Summe der Gewichtsanteile an Na- und Cl-Ionen unter 1,75 g/L.The sum of the proportions by weight of Na and Cl ions is particularly preferably less than 1.75 g / L.
Das Niedrigsalzmedium umfasst ferner bevorzugterweise eine oder mehrere Kohlenstoffquellen, sowie eine oder mehrere Stickstoffquellen. Dem Fachmann sind für die Kultivierung von Mikroorganismen der Ordnung Thraustochytriales als Kohlenstoff- und Stickstoffquellen verwendbare Substanzen gut bekannt.
Verwendbare Kohlenstoffquellen sind beispielsweise Kohlenhydrate wie Glukose, Fruktose Xylose, Saccharose, Maltose, lösliche Stärke, Fucose, Glucosamin, Dextran, Glutaminsäure, Melasse, Glyzerin oder Mannitol oder auch Fette und Öle oder pflanzliche Hydrolysate.The low salt medium further preferably comprises one or more carbon sources, as well as one or more nitrogen sources. Substances which can be used as sources of carbon and nitrogen are well known to the person skilled in the art for the cultivation of microorganisms of the order Thraustochytriales. Carbon sources that can be used are, for example, carbohydrates such as glucose, fructose, xylose, sucrose, maltose, soluble starch, fucose, glucosamine, dextran, glutamic acid, molasses, glycerin or mannitol or fats and oils or vegetable hydrolysates.
Einsetzbare natürliche Stickstoffquellen sind beispielsweise Pepton, Hefeextrakt, Malzextrakt, Fleischextrakt, Casaminosäuren, Maisquellwasser oder Sojabohnen, einsetzbare organische Stickstoffquellen sind beispielsweise Glutamat und Harnstoff, aber auch anorganische Stickstoffquellen wie zum Beispiel Ammoniumacetat, Ammoniumhydrogencarbonat, Ammoniumsulfat oder Ammoniumnitrat können als Stickstoffquelle verwendet werden.Usable natural nitrogen sources are, for example, peptone, yeast extract, malt extract, meat extract, casamino acids, corn steep liquor or soybeans, usable organic nitrogen sources are, for example, glutamate and urea, but also inorganic nitrogen sources such as, for example, ammonium acetate, ammonium hydrogen carbonate, ammonium sulfate or ammonium nitrate can be used as the nitrogen source.
Das Niedrigsalzmedium kann alle weiteren dem Fachmann als der Kultivierung von Mikroorganismen der Ordnung Thraustochytriales förderliche Bestandteile enthalten, insbesondere anorganische Salze von beispielsweise Ca, Mg, K, Fe, Ni, Co, Cu, Mn, Mo oder Zn. Beispielhaft seien Phosphate wie Kaliumdihydrogenphosphat oder Carbonate wie Calciumcarbonat, Sulfate, wie Ammoniumsulfat, Magnesiumsulfat, Eisensulfat oder Kupfersulfat genannt. Weitere verwendbare anorganische Salze sind beispielsweise Halogenide, wie Kaliumbromid oder Kaliumjodid.The low salt medium can contain all further components which are beneficial to the person skilled in the art for the cultivation of microorganisms of the order Thraustochytriales, in particular inorganic salts of, for example, Ca, Mg, K, Fe, Ni, Co, Cu, Mn, Mo or Zn. Examples include phosphates such as potassium dihydrogen phosphate or Carbonates such as calcium carbonate, sulfates such as ammonium sulfate, magnesium sulfate, iron sulfate or copper sulfate. Other inorganic salts that can be used are, for example, halides, such as potassium bromide or potassium iodide.
Ggf. kann das Medium zusätzliche Makro- oder Mikronährstoffe umfassen, wie Aminosäuren, Purine, Pyrimidme, Com Steep Liquor, Proteinhydrolysate, Vitamine (wasserlöslich und/oder wasserunlöslich) und andere dem Fachmann gut bekannte Medienbestandteile. Antischaummittel können zugegeben werden, falls notwendig. Das Medium kann komplexe Bestandteile enthalten oder chemisch definiert sein.Possibly. the medium may include additional macro or micronutrients such as amino acids, purines, pyrimidme, com steep liquor, protein hydrolyzates, vitamins (water soluble and / or water insoluble) and other media components well known to those skilled in the art. Anti-foaming agents can be added if necessary. The medium can contain complex components or be chemically defined.
Die Menge der einzelnen Komponenten kann variieren, solange kein negativer Effekt auf das Wachstum oder die Produktivität der Mikroorganismen vorliegt. Der Fachmann kann die Zusammensetzung entsprechend den Bedürfhissen des Mikroorganismus im Einzelfall leicht ermitteln. Im Allgemeinen wird die Kohlenstoffquelle in einer Konzentration von 50 bis 300 g/L und die Stickstoffquelle in einer Konzentration von 1 bis 30 g/L zugegeben. Vorzugsweise wird der Stickstoffgehalt in Abhängigkeit vom Kohlenstoffgehalt des Mediums gestellt.The amount of the individual components can vary as long as there is no negative effect on the growth or productivity of the microorganisms. The person skilled in the art can easily determine the composition according to the needs of the microorganism in the individual case. Generally, the carbon source is added in a concentration of 50 to 300 g / L and the nitrogen source in a concentration of 1 to 30 g / L. The nitrogen content is preferably made dependent on the carbon content of the medium.
Ein besonders bevorzugtes Niedrigsalzmedium umfasst gegebenenfalls neben weiteren Bestandteilen wie beispielsweise nutritiven Bestandteilen mindestens ein Salz ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Magnesiumsulfat, Calciumcarbonat und Kaliumphosphat, wobei
das oder die Salz(e) bevorzugterweise zu je höchstens 3 g/L zugegeben werden, besonders bevorzugt zu je höchstens 1 g/L, ohne dass der erfindungsgemäße Gesamtsalzgehalt überschritten wird. Es ist besonders bevorzugt, wenn Magnesiumsulfat, Calciumcarbonat und Kaliumphosphat dem Medium zugegeben werden.A particularly preferred low salt medium optionally comprises, in addition to further constituents such as, for example, nutritional constituents, at least one salt selected from the group consisting of magnesium sulfate, calcium carbonate and potassium phosphate, where the salt (s) are preferably added at a maximum of 3 g / L each, particularly preferably at a maximum of 1 g / L each, without the total salt content according to the invention being exceeded. It is particularly preferred if magnesium sulfate, calcium carbonate and potassium phosphate are added to the medium.
Bevorzugte nutritive Bestandteile sind Glukose, Hefeextrakt und/oder Maisquellwasser (Com Steep Liqour [CSL]) in den üblichen Mengen sowie weitere dem Fachmann geläufige nutritive Bestandteile.Preferred nutritive components are glucose, yeast extract and / or corn steep liquor (Com Steep Liqour [CSL]) in the usual amounts and other nutritional components familiar to the person skilled in the art.
Der pH-Wert des Mediums wird auf einen Bereich von 3 bis 10, bevorzugt 4 bis 8, besonders bevorzugt 5 bis 7 und ganz besonders bevorzugt 6 durch Zugabe einer entsprechenden Säure oder Lauge eingestellt.The pH of the medium is adjusted to a range from 3 to 10, preferably 4 to 8, particularly preferably 5 to 7 and very particularly preferably 6 by adding an appropriate acid or alkali.
Anschließend wird das Medium sterilisiert. Techniken zur Sterilisation von Medien sind dem Fachmann gut bekannt, beispielhaft seien Autoklavieren und Sterilfiltration genannt.The medium is then sterilized. Techniques for sterilizing media are well known to the person skilled in the art, for example autoclaving and sterile filtration.
Die Kultivierung kann in Batch-, Fed-Batch- oder in kontinuierlicher Weise erfolgen, wie es dem Fachmann allgemein bekannt ist.The cultivation can take place in batch, fed-batch or in a continuous manner, as is generally known to the person skilled in the art.
Eine Batch- oder Fed-Batch-Kultivierung erfolgt üblicherweise über 1 bis 12 Tage, bevorzugt 2-10 Tage, besonders bevorzugt für 3-9 Tage.Batch or fed-batch cultivation is usually carried out over 1 to 12 days, preferably 2-10 days, particularly preferably for 3-9 days.
Die Medienbestandteile können dem Niedrigsalzmedium einzeln oder vermischt zugegeben werden, auch eine vorgefertigte Mischung ist denkbar. Die Bestandteile, insbesondere die Kohlenstoff- und Stickstoffquelle(n) oder bestimmte Mediumszusätze können vor oder während der Kultivierung zugegeben werden. Die Zugabe kann einmal oder mehrmals wiederholt oder auch kontinuierlich erfolgen.The media components can be added to the low salt medium individually or as a mixture, and a pre-prepared mixture is also conceivable. The components, in particular the carbon and nitrogen source (s) or certain medium additives, can be added before or during the cultivation. The addition can be repeated one or more times or continuously.
Die produzierten PUFA liegen im Allgemeinen in Form von Neutralfetten zum Beispiel als Triacylglyzeride oder polare Lipide wie zum Beispiel Phosphatidylcholin, Phosphatidylethanolamin oder Phosphatidylinositol vor.The PUFAs produced are generally in the form of neutral fats, for example as triacylglycerides or polar lipids such as, for example, phosphatidylcholine, phosphatidylethanolamine or phosphatidylinositol.
Allerdings werden für die Zwecke der vorliegenden Erfindung unter den Begriffen PUFA, n3- Fettsäure oder n3-Wirkstoffe alle möglichen Formen verstanden in denen die entsprechenden Fettsäuren vorliegen können, d. h. sowohl als freie Fettsäuren, Ester, Triglyceride, Phospholipide oder andere Derivate. All diese Substanzen werden im Folgenden zusammengefasst und die Begriffe werden synonym verwendet. Im weiteren können die
PUFAs durch chemische oder biokatalytische Umesterung beispielsweise mit Hilfe geeigneter Enzyme (Lipasen) umgesetzt und angereichert werden, vor oder nach der Isolierung aus der Kultur.However, for the purposes of the present invention, the terms PUFA, n3 fatty acid or n3 active substances are understood to mean all possible forms in which the corresponding fatty acids can be present, ie both as free fatty acids, esters, triglycerides, phospholipids or other derivatives. All these substances are summarized below and the terms are used synonymously. Furthermore, the PUFAs can be converted and enriched by chemical or biocatalytic transesterification, for example with the aid of suitable enzymes (lipases), before or after isolation from the culture.
Die Isolierung von PUFAs aus den fermentierten Mikroorganismen bzw. dem Medium und die Analyse des Fettsäurespektrums erfolgt nach für den Fachmann bekannten und üblichen Verfahren [Wanasundara J.N., Wanasundara, L, Shahidi, F., Omega-3 fatty acid concentrates: a review of production technologies, Seafoods - Quality, Technology and Nutraceutical Applications, 2002, S. 157-174].The isolation of PUFAs from the fermented microorganisms or the medium and the analysis of the fatty acid spectrum is carried out by methods known and customary to the person skilled in the art [Wanasundara JN, Wanasundara, L, Shahidi, F., Omega-3 fatty acid concentrates: a review of production technologies, Seafoods - Quality, Technology and Nutraceutical Applications, 2002, pp. 157-174].
Figur 1 zeigt die Produktbildung von DHA in Abhängigkeit von der Salzkonzentration. Deutlich ist das Maximum im erfindungsgemäßen Bereich zu erkennen (Daten aus Beispiel 1)FIG. 1 shows the product formation of DHA as a function of the salt concentration. The maximum can be clearly seen in the area according to the invention (data from Example 1)
Figur 2 zeigt Biomasse und DHA-Gehalt in Abhängigkeit von der Salzkonzentration. Auch hier ist das Maximum im erfindungsgemäßen Bereich deutlich zu erkennen (Daten aus Beispiel 1).Figure 2 shows biomass and DHA content depending on the salt concentration. The maximum in the range according to the invention can also be clearly seen here (data from Example 1).
Nachfolgend wird das dem erfindungs gemäßen Verfahren zugrunde liegende Fermentationsmedium anhand einiger Beispiele beschrieben. Das Fermentationsmedium sowie die Erfindung sind jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.
The fermentation medium on which the process according to the invention is based is described below with the aid of a few examples. However, the fermentation medium and the invention are not restricted to these examples.
Beispiel 1: Einfiuss unterschiedlicher Salzmengen im Medium auf die Produktion von PUFA durch Ulkenia sp. SAM 2179.Example 1: Influence of different amounts of salt in the medium on the production of PUFA by Ulkenia sp. SAM 2179.
Stamm SAM 2179 (Ulkenia spec BP-5601; WO9803671) wurde in 300 ml Erlenmeyerkolben mit einer Schikane in 50 ml Medium kultiviert (Temperatur: 28°C, Schüttelrate: 150 rpm).Strain SAM 2179 (Ulkenia spec BP-5601; WO9803671) was cultivated in 300 ml Erlenmeyer flasks with a chicane in 50 ml medium (temperature: 28 ° C, shaking rate: 150 rpm).
Medium 1: DH1 -MediumMedium 1: DH1 medium
Glukose-Monohydrat (g/L): 56,25Glucose monohydrate (g / L): 56.25
Hefeextrakt (g/L): 12,5 [Difco]Yeast extract (g / L): 12.5 [Difco]
Tropic Marin (g/L): 16,65 [Dr. Biener GmbH, Wartenberg, Germany] pH- Wert mit HC1 auf 6,0 eingestelltTropic Marin (g / L): 16.65 [Dr. Biener GmbH, Wartenberg, Germany] pH adjusted to 6.0 with HC1
Medium 2: DH2-Medium (ohne Salz) Glukose-Monohydrat (g/L): 56,25Medium 2: DH2 medium (without salt) glucose monohydrate (g / L): 56.25
Hefeextrakt (g/L): 12,5 [Difco] pH- Wert mit HC1 auf 6,0 eingestelltYeast extract (g / L): 12.5 [Difco] pH adjusted to 6.0 with HC1
Die Salze von Medium 1 (Tropic Marin) wurden in folgenden Konzentrationen eingesetzt: IX (Medium 1), 0,75X (Medium 1.1), 0,5X (Medium 1.2), 0,25X (Medium 1.3) und 0,1X (Medium 1.4).The salts of Medium 1 (Tropic Marin) were used in the following concentrations: IX (Medium 1), 0.75X (Medium 1.1), 0.5X (Medium 1.2), 0.25X (Medium 1.3) and 0.1X (Medium 1.4).
Zellernte erfolgte nach 48 h Kultivierung durch Zentrifugation. Anschließend wurden die Zellen gefriergetrocknet und die Biotrockenmasse bestimmt. Aufschluss der Zellen und Bestimmung der Fettsäuren erfolgte durch Hitzebehandlung für 2 Stunden in 10%iger methanolischer Salzsäure bei 60°C (unter Rühren). Die Ester wurden dann im Gaschromatographen zur Bestimmung der Fettsäurezusammensetzung analysiert (Wanasundara,U.N, Wanasundara, J., Shahidi, F., Omega-3 fatty acid concentrates: a review of production technologies, Seafoods - Quality, Technology and Nutraceutical Applications, 2002, S. 157-174).
Tabelle 1: Einfiuss verschiedener Salzgehalte auf Fermentationsparameter Gesamtsalzgehalt NaCl Zeit BTM DHA'' Menge an DHA- von Meerwasser bezogen auf BTM DHA Raum-Zeil- Meeπvasser Ausbcute (ca. %. ca. g (h) (g/L) (%) (&'D fg/Lxd)The cells were harvested after 48 h of cultivation by centrifugation. The cells were then freeze-dried and the dry biomass was determined. The cells were disrupted and the fatty acids were determined by heat treatment for 2 hours in 10% strength methanolic hydrochloric acid at 60 ° C. (with stirring). The esters were then analyzed in a gas chromatograph to determine the fatty acid composition (Wanasundara, UN, Wanasundara, J., Shahidi, F., Omega-3 fatty acid concentrates: a review of production technologies, Seafoods - Quality, Technology and Nutraceutical Applications, 2002, Pp. 157-174). Table 1: Influence of different salt contents on fermentation parameters Total salt content NaCl time BTM DHA '' Amount of DHA- from sea water based on BTM DHA room-line- seawater yield (approx.%. Approx. G (h) (g / L) (%) (&' D fg / Lxd)
Medium 1 50 15 48 25,4 16,6 4,20 2,11Medium 1 50 15 48 25.4 16.6 4.20 2.11
Medium 1.1 37,5 11,25 48 23,7 16,3 3,87 1,94Medium 1.1 37.5 11.25 48 23.7 16.3 3.87 1.94
Medium 1.2 25 7,5 48 22,5 18,9 4,26 2,13 VBMedium 1.2 25 7.5 48 22.5 18.9 4.26 2.13 VB
Medium 1.3 12,5 3,75 48 19,9 21,2 4,22 2,11Medium 1.3 12.5 3.75 48 19.9 21.2 4.22 2.11
Medium 1.4 5 1,5 48 21,0 23,9 5,02 2,51Medium 1.4 5 1.5 48 21.0 23.9 5.02 2.51
Medium 2 0 0 48 17,2 19,0 3,25 1,63Medium 2 0 0 48 17.2 19.0 3.25 1.63
*' Mittelwerte aus jeweils zwei Experimenten. * 'Mean values from two experiments each.
BTM: Biotrockenmasse; DHA/BTM: Gew.-% DHA (Docosahexaensäure) pro Gewichtseinheit BTM; g/Lxd Raum-Zeit-Ausbeute in Gramm pro Liter pro Tag; li: Stunde; VB: Vergleichsbeispiel .BTM: dry organic matter; DHA / BTM:% by weight DHA (docosahexaenoic acid) per unit weight BTM; g / Lxd space-time yield in grams per liter per day; left: hour; VB: comparative example.
Tabelle 2: Einfiuss verschiedener Salzgehalte auf das Fettsäurespektrum 14:0 15:0 16:0 22:5 22:6 Sonstige PA DPAωf. DHAω3 Fettsäuren (%) (%) {%) <%) (%) (%)Table 2: Influence of different salt contents on the fatty acid spectrum 14: 0 15: 0 16: 0 22: 5 22: 6 Other PA DPAωf. DHAω3 fatty acids (%) (%) {%) <%) (%) (%)
Medium 1 2,9 3,7 32,2 10,2 45,7 5,5Medium 1 2.9 3.7 32.2 10.2 45.7 5.5
Medium 1.1 2,6 3,8 31,8 10,4 45,2 6,2Medium 1.1 2.6 3.8 31.8 10.4 45.2 6.2
Medium 1.2 2,0 3,6 29,5 11,2 47,4 6,3 VBMedium 1.2 2.0 3.6 29.5 11.2 47.4 6.3 VB
Medium 1.3 2,0 3,9 30,5 10,8 46,3 6,5Medium 1.3 2.0 3.9 30.5 10.8 46.3 6.5
Medium 1.4 2,6 4,8 32,4 11,1 43,5 5,6Medium 1.4 2.6 4.8 32.4 11.1 43.5 5.6
Medium 2 2,2 8,2 25,4 12,0 46,4 6,0Medium 2 2.2 8.2 25.4 12.0 46.4 6.0
*' Mittelwelle aus jeweils zwei Experimenten. 14:0 Myristinsäure; 15:0 Pentadekansäure; 16:0 Palmitinsäure; DPAωό: Docosapentaensäure (omegaό); DHAω3: Docosahexaensäure (omega3) * 'Medium wave from two experiments each. 14: 0 myristic acid; 15: 0 pentadecanoic acid; 16: 0 palmitic acid; DPAωό: docosapentaenoic acid (omegaό); DHAω3: docosahexaenoic acid (omega3)
Die Fermentation von Ulkenia sp. Stamm SAM 2179 bei unterschiedlichen Konzentrationen . von Tropic Marin, ausgehend von etwa 50% bis 0% Meerwassersalzgehalt, zeigt tendenziös eine Abnahme der Biomasse mit abnehmendem Salzgehalt im Medium. Allerdings bildet die Fermentation bei einem niedrigen Salzgehalt von etwa 5% des Meerwassers überraschenderweise eine maßgebliche Ausnahme. Hier zeigt der Verlauf der Biomasseproduktion erstaunlicherweise ein Zwischenmaximum, bei dem wieder höhere Werte erzielt werden. Außerdem nimmt der Anteil der vorherrschenden Fettsäure DHA pro Biotrockenmasse mit abnehmender Salzkonzentration zu und hat seinen höchsten Wert ebenfalls bei 5% des Meerwassersalzgehaltes, wobei er bei noch niedrigerem Salzgehalt
wieder abnimmt. Daraus ergibt sich für die Raum-Zeit- Ausbeute der essentiellen PUFA DHA ein Maximum, bei etwa 5% Meerwassersalzgehalt (siehe Tabelle 1). Dieses Maximum, führt zu einer Steigerang der DHA-Raum-Zeit- Ausbeute von mehr als 15%. Bezogen auf das gesamte Fettsäurespektrum liegt dabei der Anteil von DHA bei etwa 5% Meersalzgehalt zwar etwas niedriger als bei höheren bzw. niedrigeren Salzgehalten (siehe Tabelle 2), die Gesamtproduktivität an DHA und generell Fettsäuren, bzw. Öl ist jedoch gerade hier am größten (siehe Tabelle 1). Basierend auf diesen überraschenden Ergebnissen wurde das der Erfindung zugrunde liegende Niedrigsalzmedium entwickelt.The fermentation of Ulkenia sp. Strain SAM 2179 at different concentrations. from Tropic Marin, starting from about 50% to 0% seawater salt content, tends to show a decrease in biomass with decreasing salt content in the medium. However, surprisingly, fermentation is a significant exception with a low salt content of around 5% of sea water. Here, the course of biomass production surprisingly shows an intermediate maximum at which higher values are achieved again. In addition, the proportion of the predominant fatty acid DHA per dry biomass increases with decreasing salt concentration and also has its highest value at 5% of the sea water salt content, while being at an even lower salt content decreases again. This results in a maximum for the space-time yield of the essential PUFA DHA, at about 5% seawater salt content (see Table 1). This maximum leads to an increase in the DHA space-time yield of more than 15%. In relation to the entire fatty acid spectrum, the proportion of DHA at around 5% sea salt content is somewhat lower than at higher or lower salt contents (see Table 2), but the overall productivity of DHA and generally fatty acids or oil is greatest here ( see table 1). Based on these surprising results, the low salt medium on which the invention is based was developed.
Beispiel 2: Produktion von PUFA durch Ulkenia sp. SAM 2179 in verschiedenen Fermentationsmedien.Example 2: Production of PUFA by Ulkenia sp. SAM 2179 in various fermentation media.
Stamm SAM 2179 wurde in 300 ml Erlerrmeyerkolben mit einer Schikane in 50 ml Medium kultiviert (Temperatur: 28°C, Schüttelrate: 150 rpm).Strain SAM 2179 was cultivated in 300 ml Erlerrmeyer flasks with a chicane in 50 ml medium (temperature: 28 ° C, shaking rate: 150 rpm).
Medium 1: PH 1 -MediumMedium 1: PH 1 medium
Glukose-Monohydrat (g/L): 56,25Glucose monohydrate (g / L): 56.25
Hefeextrakt (g/L): 12,5 [Difco]Yeast extract (g / L): 12.5 [Difco]
Tropic Marin (g/L): 16,65 [Dr. Biener GmbH, Wartenberg, Germany] pH- Wert mit HC1 auf 6,0 eingestelltTropic Marin (g / L): 16.65 [Dr. Biener GmbH, Wartenberg, Germany] pH adjusted to 6.0 with HC1
Medium 2: DH2-Medium (ohne Salz): Glukose-Monohydrat (g/L): 56,25 Hefeextrakt (g/L): 12,5 [Difco] pH- Wert mit HC1 auf 6,0 eingestelltMedium 2: DH2 medium (without salt): glucose monohydrate (g / L): 56.25 yeast extract (g / L): 12.5 [Difco] pH adjusted to 6.0 with HC1
Medium 3: DH3-Medium (mit Salzsupplement ohne Natrium- und ohne Chlorid-Zusatz) :Medium 3: DH3 medium (with salt supplement without sodium and without chloride addition):
Glukose-Monohydrat (g/L): 56,25Glucose monohydrate (g / L): 56.25
Hefeextrakt (g/L): 12,5 [Difco]Yeast extract (g / L): 12.5 [Difco]
Magnesiumsulfat (g/L): 1Magnesium sulfate (g / L): 1
Calciumcarbonat (g/L) 1Calcium carbonate (g / L) 1
Kaliumphosphat (g/L) 1 pH- Wert mit H2SO4 auf 6,0 eingestelltPotassium phosphate (g / L) 1 pH adjusted to 6.0 with H 2 SO 4
Zellernte erfolgte nach 48 h Kultivierung durch Zentrifugation. Anschließend wurden die Zellen gefriergetrocknet und die Biotrockenmasse bestimmt. Aufschluss der Zellen und
Bestimmung der Fettsäuren erfolgte durch Hitzebehandlurig für 2 Stunden in 10%iger methanolischer Salzsäure bei 60°C (unter Rühren). Die Ester wurden dann im Gaschromatographen zur Bestimmung der Fettsäurezusammensetzung analysiert.The cells were harvested after 48 h of cultivation by centrifugation. The cells were then freeze-dried and the dry biomass was determined. Disruption of the cells and The fatty acids were determined by heat treatment for 2 hours in 10% strength methanolic hydrochloric acid at 60 ° C. (with stirring). The esters were then analyzed in a gas chromatograph to determine the fatty acid composition.
Tabelle 3: Einfiuss verschiedener Salzgehalte auf Fermentationsparameter GesamtNaCl Zeit BTM DHA/ Menge DHA- salzgehalt bezogen auf BTM an Raum-Zeit- von MeerMeerDHA Ausbeυ .e wasser wasser ca. % ca. g (h) (g/L). (%) (g/L) (g/Lxd)Table 3: Influence of different salt contents on fermentation parameters total NaCl time BTM DHA / amount of DHA salt content related to BTM in space-time of MeerMeerDHA Ausbeυ .e water water approx.% Approx. G (h) (g / L). (%) (g / L) (g / Lxd)
Medium 1* 50 15 48 25,4 16,6 4,20 2,11 VergleichsbeispielMedium 1 * 50 15 48 25.4 16.6 4.20 2.11 Comparative example
Medium 2* 0 0 48 17,2 • 19,0 3,25 1,63Medium 2 * 0 0 48 17.2 • 19.0 3.25 1.63
Medium 3** 10 0 48 22,7 18,9 4,29 2,14 J Mittelwerte aus jeweils zwei Experimenten. J Mittelwerte aus jeweils drei Experimenten.Medium 3 ** 10 0 48 22.7 18.9 4.29 2.14 J Average values from two experiments each. J Mean values from three experiments each.
Das erfindungsgemäße Niedrigsalzmedium ohne Natrium- und ohne Chlorid-Zusatz wurde zunächst in einer Konzentration von etwa 10%o des Meerwassersalzgehaltes in der Fermentation eingesetzt (Medium 3). Die dabei erzielte Biomassen sind dabei im Vergleich zu Fermentationen mit etwa 50% Meerwassersalzgehalt etwas niedriger, der Gehalt an DHA pro Biotrockenmasse ist jedoch größer und führt so überraschenderweise zu insgesamt . gleichen, bzw. sogar erhöhten Raum-Zeit- Ausbeuten (siehe Tabelle 3). Dies ist von wesentlichem Vorteil für eine spätere Aufarbeitung der Biomasse zur Gewinnung von DHA. Überraschenderweise zeigte sich also, dass für die Fermentation auf den Zusatz von Natrium und/oder Chlorid (den Hauptsalzen von Meerwasser) mit Vorteil völlig verzichtet werden kann.The low salt medium according to the invention without sodium and chloride addition was first used in the fermentation in a concentration of about 10% of the sea water salt content (medium 3). The biomass obtained is somewhat lower than that of fermentations with about 50% sea water salt content, but the DHA content per dry biomass is larger and surprisingly leads to a total. same or even increased space-time yields (see Table 3). This is of great advantage for later processing of the biomass for the production of DHA. Surprisingly, it was found that the addition of sodium and / or chloride (the main salts of sea water) can advantageously be completely dispensed with for the fermentation.
Beispiel 3: Einfiuss unterschiedlicher Salzmengen im Medium ohne Natrium- und ohne Chloridsalz-Zusatz auf die Produktion von PUFA durch Ulkenia sp. SAM 2179.Example 3: Influence of different amounts of salt in the medium without sodium and chloride salt addition on the production of PUFA by Ulkenia sp. SAM 2179.
Stamm SAM 2179 wurde in 300 ml Erlenmeyerkolben mit einer Schikane in 50 ml Medium kultiviert (Temperatur: 28°C, Schüttelrate: 150 rpm).
Medium 3: DH3-Medium (mit Salzsupplement ohne Natrium- und ohne Chlorid-Zusatz) Glukose-Monohydrat (g/L): 56,25Strain SAM 2179 was cultivated in 300 ml Erlenmeyer flasks with a chicane in 50 ml medium (temperature: 28 ° C, shaking rate: 150 rpm). Medium 3: DH3 medium (with salt supplement without sodium and without chloride addition) glucose monohydrate (g / L): 56.25
Hefeextrakt (g/L): 12,5 [Difco] Magnesiumsulfat (g/L): 1 Calciumcarbonat (g/L) 1 . IX Salze Kaliumphosphat (g/L) 1 pH-Wert mit H2SO4 auf 6,0 eingestelltYeast extract (g / L): 12.5 [Difco] magnesium sulfate (g / L): 1 calcium carbonate (g / L) 1. IX salts of potassium phosphate (g / L) 1 pH adjusted to 6.0 with H 2 SO 4
Die Salze von Medium 3 wurden in folgenden Konzentrationen eingesetzt: 10X mit je lOg/L, 2X mit je 2g/L, IX mit je lg/L, 0,5X mit je 0,5g/ L oder 0,25X mit je 0,25g/L.The salts of medium 3 were used in the following concentrations: 10X with 10 g / L each, 2X with 2 g / L each, IX with 1 g / L each, 0.5X with 0.5 g / L each or 0.25X with 0 each, 25g / L.
Zellernte erfolgte nach 48h Kultivierung durch Zentrifugation. Anschließend wurden die Zellen gefriergetrocknet und die Biotrockenmasse bestimmt. Aufschluss der Zellen und Bestimmung der Fettsäuren erfolgte durch Hitzebehandlung für 2 Stunden in 10%iger methanolischer Salzsäure bei 60°C (unter Rühren). Die Ester wurden dann im Gaschromatogfaphen zur Bestimmung der Fettsäurezusammensetzung analysiert.The cells were harvested after 48 hours of cultivation by centrifugation. The cells were then freeze-dried and the dry biomass was determined. The cells were disrupted and the fatty acids were determined by heat treatment for 2 hours in 10% strength methanolic hydrochloric acid at 60 ° C. (with stirring). The esters were then analyzed in gas chromatograph to determine the fatty acid composition.
Tabelle 4: Einfiuss verschiedener Salzgehalte auf Fertnentationsparameter GesamtNaCl Zeit BTM' DHA/ Menge DH'A- salzgehalt bezogen auf BTM' an Raum- von MeerMeerwasser DHA Zeil- wasser Aπsbeute ca. % ca. g (h) (g/i-) (%) (g/L) (g/Lxd)Table 4: Influence of different salt contents on production parameters total NaCl time BTM ' DHA / amount DH ' A- salt content based on BTM ' of space- from sea-sea water DHA cell water yield approx.% Approx. G (h) (g / i-) ( %) (g / L) (g / Lxd)
Medium 3 (10X) 100 0 48 32,5 12,5 4,05 2,03 Vergleichs -beispielMedium 3 (10X) 100 0 48 32.5 12.5 4.05 2.03 Comparative example
Medium 3 (2X) 20 0 48 23,8 20,3 4,82 2,41Medium 3 (2X) 20 0 48 23.8 20.3 4.82 2.41
Medium 3 (IX) ** 10 0 48 22,7 18,9 4,29 2,14Medium 3 (IX) ** 10 0 48 22.7 18.9 4.29 2.14
Medium 3 (0,5X) 5 0 48 22,7 21,2 4,82 2,41Medium 3 (0.5X) 5 0 48 22.7 21.2 4.82 2.41
Medium 3 (0;25X) 2,5 0 48 21,2 19,7 4,18 2,09Medium 3 (0 ; 25X) 2.5 0 48 21.2 19.7 4.18 2.09
-, Mittelwerte aus jeweils drei Experimenten. -, mean values from three experiments each.
Zur Bestimmung der optimalen Salzkonzentration des .Fermentationsmediums ohne Natrium- und Chlorid-Zusatz wurde der Mikroorganismus Ulkenia spec. Stamm 2179 in dem oben genannten Medium mit verschiedenen Salzkonzentrationen fermentiert. Auch in diesem Fall ist der DHA-Gehalt pro Biotrockenmasse bei einem Salzgehalt von 5% des Meerwassers am höchsten (siehe auch Beispiel 1). Die Produktivität als Raum-Zeit- Ausbeute ausgedrückt liegt bei diesem Salzgehalt ebenfalls bei einem optimalen Wert (siehe Tabelle 4).
Beispiel 4: Produktion von PUFA durch Schizochytrium Stamm SR21 (Schizochytrium spec, MYA-1381; EP0823475) in verschiedenen Fermentationsmedien:The microorganism Ulkenia spec. Was used to determine the optimum salt concentration of the fermentation medium without the addition of sodium or chloride. Strain 2179 fermented in the above medium with different salt concentrations. In this case too, the DHA content per dry biomass is highest with a salt content of 5% of the sea water (see also Example 1). The productivity in terms of space-time yield is also at an optimal value at this salinity (see Table 4). Example 4: Production of PUFA by Schizochytrium strain SR21 (Schizochytrium spec, MYA-1381; EP0823475) in different fermentation media:
Schizochytrium Stamm SR21 wurde in 300 ml Erlenmeyerkolben mit einer Schikane in 50 ml Medium kultiviert (Temperatur: 28°C, Schüttelrate: 150 rprα).Schizochytrium strain SR21 was cultivated in 300 ml Erlenmeyer flasks with a chicane in 50 ml medium (temperature: 28 ° C, shaking rate: 150 rprα).
Medium 1: DHl-MediumMedium 1: DHI medium
Glukose-Monohydrat (g/L): 56,25Glucose monohydrate (g / L): 56.25
Hefeextrakt (g/L): 12,5 [Difco]Yeast extract (g / L): 12.5 [Difco]
Tropic Marin (g/L): 16,65 [Dr. Biener GmbH, Wartenberg, Germany] pH- Wert mit HC1 auf 6,0 eingestelltTropic Marin (g / L): 16.65 [Dr. Biener GmbH, Wartenberg, Germany] pH adjusted to 6.0 with HC1
Medium 2: DH2-Medium (ohne Salz) Glukose-Monohydrat (g/L): 56,25 Hefeextrakt (g/L): 12,5 [Difco] pH- Wert mit HC1 auf 6,0 eingestelltMedium 2: DH2 medium (without salt) glucose monohydrate (g / L): 56.25 yeast extract (g / L): 12.5 [Difco] pH adjusted to 6.0 with HC1
Medium 3: DH3-Medium (mit Salzsupplement ohne Natrium- und ohne Chlorid-Zusatz)Medium 3: DH3 medium (with salt supplement without sodium and without chloride addition)
Glukose-Monohydrat (g/L): 56,25Glucose monohydrate (g / L): 56.25
Hefeextrakt (g/L): 12,5 [Difco]Yeast extract (g / L): 12.5 [Difco]
Magnesiumsulfat (g/L): 1Magnesium sulfate (g / L): 1
Calciumcarbonat (g/L) 1Calcium carbonate (g / L) 1
Kaliumphosphat (g/L) 1 pH- Wert mit H2SO4 auf 6,0 eingestelltPotassium phosphate (g / L) 1 pH adjusted to 6.0 with H 2 SO 4
Zellernte erfolgte nach 48h Kultivierung durch Zentrifugation. Anschließend wurden die Zellen gefriergetrocknet und die Biotrockenmasse bestimmt. Aufschluss der Zellen und Bestimmung der Fettsäuren erfolgte durch Hitzebehandhrng für 2 Stunden in 10%>iger methanohscher Salzsäure bei 60°C (unter Rühren). Die Ester wurden dann im Gaschromatographen zur Bestimmung der Fettsäurezusammensetzung analysiert.
Tabelle 5: Einfiuss verschiedener Salzgehalte auf Fermentationsparameter Gesamt- NaCl Zeit BTM DHA/ Menge an DHA- salzgebalt bezogen auf ■ BTM DHA Ra m- von MeerMeenvasser Zeit- wasser Ausbeute ca. % ca. g (h) (g/L) (%) (g/L) (g/Lxd)The cells were harvested after 48 hours of cultivation by centrifugation. The cells were then freeze-dried and the dry biomass was determined. The cells were disrupted and the fatty acids were determined by heat treatment for 2 hours in 10% strength methanolic hydrochloric acid at 60 ° C. (with stirring). The esters were then analyzed in a gas chromatograph to determine the fatty acid composition. Table 5: Influence of different salt contents on fermentation parameters total NaCl time BTM DHA / amount of DHA salt content based on ■ BTM DHA Ra m- from MeerMeenvasser time water yield approx.% Approx. G (h) (g / L) (% ) (g / L) (g / Lxd)
Medium 1 SR 21 50 15 48 • 27,1 13,7 3,61 1,81 VergleichsbeispielMedium 1 SR 21 50 15 48 • 27.1 13.7 3.61 1.81 Comparative example
Medium2 SR 21 0 0 48 19,5 18,2 3,56 1,78 Medium 3 SR 21 10 0 48 22,3 18,7 4,17 2,09Medium2 SR 21 0 0 48 19.5 18.2 3.56 1.78 Medium 3 SR 21 10 0 48 22.3 18.7 4.17 2.09
Tabelle 6: Einfiuss verschiedener Salzgehalte auf das Fettsäurespektrum 14:0 15:0 16:0 22:S 22:6 Sonstige VA DPAωö DHÄω3 Fettsäuren (%) (%) (%) (%) (%) (%)Table 6: Influence of different salt contents on the fatty acid spectrum 14: 0 15: 0 16: 0 22: S 22: 6 Other VA DPAωö DHÄω3 fatty acids (%) (%) (%) (%) (%) (%)
Medium 1 SR 21 3,5 3,3 43,4 7,5 37,5 4,8 VergleichsbeispielMedium 1 SR 21 3.5 3.3 43.4 7.5 37.5 4.8 Comparative example
Medium 2 SR 21 3,5 5,3 43,1 7,4 36,5 4,2Medium 2 SR 21 3.5 5.3 43.1 7.4 36.5 4.2
Medium 3 SR 21 3,5 4,1 44,4 7,1 36,1 4,8Medium 3 SR 21 3.5 4.1 44.4 7.1 36.1 4.8
Das in der Erfindung bescliriebene Niedrigsalzmedium führt auch bei anderen Organismen der Labyrinthulomycota zu einer Optimierung der Produktion von PUFA. So kann beispielsweise der Mikroorganismus Schizochytrium spec. Stamm SR21 in Niedrigsalzmedium ohne Natrium- und ohne Chlorid-Zusatz fermentiert werden. Der DHA-Gehalt bezogen auf die Trockenmasse besitzt in diesem Fall bei einem Salzgehalt von 10% des Meerwassers ebenfalls ein Optimum. Darüber hinaus zeigt sich hier ein noch stärkerer Effekt auf die Raum-Zeit-Ausbeute von DHA und damit auf die Produktivität der Fermentation (siehe Tabelle 5). Der DHA-Gehalt bezogen auf das gesamte Fettsäurespektrum ist auch in diesem Fall etwas erniedrigt (siehe Tabelle 6), was aber einer überraschend hohen Raum-Zeit- Ausbeute an DHA (siehe Tabelle 5) nicht schadet. Das der Erfindung zugrunde liegende optimierte Niedrigsalzmedium führt zu einer generellen Produktionssteigerung von PUFAs in verschiedenen Mitgliedern der Labyrinthulomycota.
The low salt medium described in the invention also leads to an optimization of the production of PUFA in other labyrinthulomycota organisms. For example, the microorganism Schizochytrium spec. Strain SR21 can be fermented in low salt medium without sodium or chloride addition. The DHA content based on the dry matter also has an optimum in this case with a salt content of 10% of the sea water. In addition, there is an even stronger effect on the space-time yield of DHA and thus on the productivity of the fermentation (see Table 5). The DHA content based on the entire fatty acid spectrum is also somewhat lower in this case (see Table 6), but this does not harm a surprisingly high space-time yield of DHA (see Table 5). The optimized low salt medium on which the invention is based leads to a general increase in the production of PUFAs in various members of the labyrinthulomycota.