大豆油双功能应用：作为天然消泡剂与代谢底物协同强化工程化裂殖壶菌可持续生产DHA

本研究创新性利用大豆油（SBO）兼具天然消泡剂与碳源的双重功能，通过适应性实验室进化（ALE）与ATGL6脂肪酶过表达策略，显著提升工程化裂殖壶菌（Schizochytrium sp.）的DHA生物合成效率（产量68.9?g/L，含量48.7%），同时解决合成消泡剂残留与脂质污染问题，为微生物源DHA的绿色制造提供关键技术路径。

　　

Highlights

Strains, culture medium and antifoaming agent

本研究所用裂殖壶菌（Schizochytrium sp.）HX-308（保藏编号CCTCC M 209059）源自中国典型培养物保藏中心。根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）AGL-1菌株由中国科学院分子植物科学卓越中心提供。裂殖壶菌培养基配方与培养条件参考我们先前研究并稍作调整（Yan et al., 2025）。具体而言，种子培养基包含葡萄糖60?g/L、酵母提取物10?g/L、硫酸铵5?g/L、人工海水（ASW）及微量金属元素。发酵培养基包含葡萄糖400?g/L、酵母提取物5?g/L、硫酸铵10?g/L、ASW及微量金属元素。合成消泡剂DF-103购自江苏四新科技应用研究所，大豆油（SBO）购自当地超市（金龙鱼品牌）。所有培养基均在121°C下高压灭菌20分钟。

Effects of antifoam DF-103 and SBO on Schizochytrium sp. HX-308 fermentation performance

本研究评估了DF-103与SBO作为消泡剂对裂殖壶菌HX-308发酵性能的影响。如图1A所示，SBO组的葡萄糖消耗量为305?g/L，较DF-103组降低4.4%。但两组脂质产量无显著差异：DF-103组与SBO组分别收获62.1?g/L和65.8?g/L脂质（图1B）。此外，为量化消泡性能，我们监测了发酵过程中泡沫高度变化。结果显示，SBO添加有效抑制了泡沫形成，其消泡效率与DF-103相当，且未对菌体生长或氧气传输效率造成负面影响。

Conclusion

本研究证实了以大豆油（SBO）替代合成消泡剂DF-103用于裂殖壶菌可持续生产DHA的可行性。通过整合适应性实验室进化（ALE）与关键甘油三酯脂肪酶ATGL6的过表达，强化了SBO降解能力，减少外源性C18:1/C18:2并入脂质，最终实现68.9?g/L脂质产量与48.7% DHA含量，同步提升底物利用效率与产品价值。脂质组学分析证实超过90%的SBO衍生脂肪酸通过β-氧化转化为乙酰辅酶A（acetyl-CoA）用于DHA合成，极大降低了脂质污染风险。