不飽和脂肪酸（如DHA，EPA，ARA， -7等）是重要的功能性高值脂肪酸，在醫藥、營養食品、保健品以及飼料領域有廣泛應用。目前我國僅食用油脂的消費量就達3500萬噸左右，但這些油脂中的功能性高級不飽和脂肪酸含量極低。隨著我國全民大健康戰略的實施，通過提高我國食用油脂中不飽和脂肪酸的品質和含量來預防和控制高血壓、高血脂、脂肪肝、動脈粥樣硬化等心腦血管疾病已成為我國全民大健康戰略下食物與營養發展的重要目標。
利用微藻培養或微生物發酵是這些高值脂肪酸生產的主要途徑。但微藻光合培養產率低、不易規?；?，而利用葡萄糖的微生物發酵生產，葡萄糖的油脂得率不高導致這些高值不飽和脂肪酸生產糖耗大、成本高。那么能不能利用生物工程的方法，將傳統食用油、動物脂肪甚至廢棄餐飲油等低值脂肪酸和油脂轉化成為高值不飽和脂肪酸及油脂呢？
青島能源所劉天中研究員帶領的微藻生物技術研究組長期致力微藻/微生物油脂的生物合成研究。近日，該研究組在產油黃絲藻的異養發酵研究中，發現黃絲藻可以吸收利用外源添加的各類脂肪酸作為其胞內脂肪酸合成的前體，通過去飽和及碳鏈延長，轉化成為各種飽和與不飽和脂肪酸，從而顯著提升了異養黃絲藻的油脂含量和不飽和脂肪酸的產率。當外源添加肉豆寇酸（myristic acid, C14:0）時，通過多尺度發酵調控優化，異養黃絲藻細胞油脂含量從20%左右提高到接近50%，其中外源添加的肉豆寇酸有30%被藻細胞轉化成了 -7、EPA、DHA等。當外源添加豆油（soybean oil）時, 也可以產生類似的轉化效果。研究組近期還將該策略用于其他產油微藻如小球藻、柵藻等的異養發酵中，均較大幅度提高了其油脂含量和目標脂肪酸的產率。
該研究成果近期發表在生化工程領域的知名期刊Biotechnology and Bioengineering《生物技術與生物工程》上。利用該技術有望為我國大量的廢棄餐飲油脂的高值化利用提供新途徑，并大幅度降低高值脂肪酸的生產成本。
該工作主要由周文俊副研究員完成，劉天中研究員為通訊作者。以上工作得到了國家自然科學基金、山東省自然科學基金、青島能源所-大連化物所聯合基金等項目的資助。
圖1 異養黃絲藻對外源脂肪酸的全細胞催化轉化作用
圖2 利用微藻、酵母等微生物將低值脂質轉化成為高值脂質的全細胞催化策略
Zhou, W., Ji, X., Zheng, L., Yang, G., & Liu, T. (2022). Producing high value unsaturated fatty acid by whole‐cell catalysis using microalga: A case study with Tribonema minus. Biotechnology and Bioengineering, 1–12.
