第一部分 导论和概述 2
第1章 21世纪的单细胞油脂 2
1.1 引言 2
1.2 最初阶段 3
1.3 20世纪后25年的发展 6
1.3.1 GLA的生产过程 6
1.3.2 与可可脂等效的油脂生产过程 8
1.4 21世纪单细胞油脂 9
1.4.1 探求富含DHA的SCO 9
1.4.2 富含ARA的油脂 11
1.4.3 其他PUFA-SCO资源 12
1.5 SCO与转基因植物油的竞争 16
参考文献 18
第二部分 利用异养生长微生物生产单细胞油脂 24
第2章 产花生四烯酸菌株高山被孢霉：突变株的产生、相关酶基因的分离和分子育种 24
2.1 引言 24
2.2 从高山被孢霉1S-4衍生的突变株 26
2.2.1 Δ9-脱饱和酶缺陷型菌株 26
2.2.2 Δ12-脱饱和酶缺陷型菌株 27
2.2.3 脱饱和酶活性提高的突变株 27
2.2.4 Δ6-脱饱和酶缺陷型菌株 27
2.2.5 Δ5-脱饱和酶缺陷型菌株 27
2.2.6 Δ12-脱饱和酶和Δ5-脱饱和酶双缺陷型突变株 28
2.2.7 n-3脱饱和酶缺陷型突变株 28
2.2.8 延长酶（EL1促使棕榈酸转化成硬脂酸）缺陷型菌株 28
2.2.9 积累甘油二酯的突变株 28
2.2.1 0分泌油脂的突变株 29
2.3 高山被孢霉中多不饱和脂肪酸生物合成中涉及的酶编码基因分析 29
2.3.1 Δ9-脱饱和酶 30
2.3.2 Δ12-脱饱和酶和ω-3脱饱和酶 30
2.3.3 Δ5-脱饱和酶和Δ6-脱饱和酶 31
2.3.4 延长酶 32
2.3.5 NADH-细胞色素b5还原酶和细胞色素b5 33
2.4 脱饱和酶缺陷型突变株中突变位点的鉴定 33
2.5 高山被孢霉菌株的遗传操作 35
2.6 结论 38
参考文献 38
第3章 通过代谢工程使产油酵母生产ω-3脂肪酸 44
3.1 引言 44
3.2 筛选解脂耶氏酵母作为生产主体 47
3.3 生物合成途径生产EPA和DHA 49
3.4 可行性论证：一种解脂耶氏酵母菌株通过“Δ6途径”生产EPA 50
3.5 分离和使用强启动子 51
3.6 合成解脂耶氏酵母密码子优化基因 52
3.7 将C原子引入或者移除改造的途径 54
3.8 通过“Δ6途径”用解脂耶氏酵母菌株生产EPA，占总FAME的40% 55
3.9 生成解脂耶氏酵母菌株通过“Δ6途径”产生占总FAME的6%的DHA 58
3.10 通过“Δ6途径”提高EPA和DHA产量的策略 59
3.11 通过“Δ9途径”在不提供GLA的情况下生产EPA 60
3.12 结论 60
参考文献 61
第4章 利用裂殖壶菌发酵生产二十二碳六烯酸的技术发展：历史回顾和展望 66
4.1 引言 66
4.1.1 ω-3长链多不饱和脂肪酸对人体健康的重要性 66
4.1.2 ω-3长链多不饱和脂肪酸的来源 67
4.1.3 可替代技术发展的必要性 68
4.2 生物理性技术的应用发展 69
4.2.1 初步毒理学探究 72
4.3 发酵的扩大 72
4.4 菌体和提取DHA油脂的安全性评价 77
4.5 产品 77
4.6 裂殖壶菌产品的最新相关研究 78
4.7 结论 79
参考文献 80
第5章 花生四烯酸：利用被孢霉属真菌发酵生产 85
5.1 引言 85
5.2 花生四烯酸来源 86
5.3 高山被孢霉和高山被孢霉油脂的一些性能 88
5.4 长链多不饱和脂肪酸在高山被孢霉中的生物合成 91
5.5 高山被孢霉发酵 93
参考文献 94
第6章 双鞭藻类产单细胞油脂 101
6.1 引言 101
6.2 二十二碳六烯酸的重要性 102
6.3 双鞭藻类产单细胞油脂的商业化成功 103
6.4 双鞭藻类油脂与传统油脂的对比 104
6.5 商业化生产双鞭藻类油脂 106
6.5.1 菌株的选育和优化 106
6.5.2 工业生产双鞭藻类油脂（DHA油脂） 107
6.6 DHA油脂的特性 111
6.7 DHA油脂的安全性 112
参考文献 112
第7章 海洋微藻寇氏隐甲藻利用可替代碳源异养生产二十二碳六烯酸研究 114
7.1 引言 114
7.2 可替代碳源的利用 115
7.3 乙酸的使用 116
7.4 乙醇用作碳源 124
7.5 C2为碳源生产脂肪酸 126
7.6 甘油作为碳源 128
参考文献 129
第8章 利用异养型微藻生产二十碳五烯酸 131
8.1 引言 131
8.2 EPA 132
8.2.1 结构、影响和重要性 132
8.2.2 生物合成 134
8.2.3 来源 136
8.3 微藻生产EPA 140
8.3.1 EPA生产的影响因素 140
8.3.2 微藻的培养体系 143
8.3.3 微藻生产EPA的培养策略 146
8.4 微藻生产EPA的前景 148
8.5 结论 150
参考文献 150
第9章 单细胞油脂的下游处理、萃取与纯化 157
9.1 总论 157
9.2 油脂的萃取过程 159
9.2.1 卷枝毛霉中γ-亚麻酸的萃取 159
9.2.2 高山被孢霉中ARA油脂的萃取 161
9.2.3 工艺流程设计 161
9.3 寇氏隐甲藻和裂殖壶菌中DHA油脂的萃取 164
9.3.1 发酵和富集 164
9.3.2 预处理和细胞破碎 165
9.3.3 萃取和精制 166
9.3.4 品质特征 168
9.4 微藻中油脂的萃取 168
9.4.1 概述 168
9.4.2 萃取 169
9.4.3 纯化 170
参考文献 171
第三部分 利用光合自养生长微生物生产单细胞油脂 176
第10章 寻求富含不饱和脂肪酸的光合藻类 176
10.1 简介 176
10.2 富含PUFA-TAG微藻的出现 178
10.2.1 微藻中油脂的积累 178
10.3 富含PUFA的TAG可用于叶绿体脂质修饰的PUFA储存池 179
10.4 缺刻缘绿藻的分离及其特性 179
10.4.1 在缺刻缘绿藻中诱导ARA的积累 181
10.4.2 细胞密度对ARA含量的影响 183
10.4.3 缺刻缘绿藻中ARA的生物合成 185
10.4.4 ARA在缺刻缘绿藻中的作用 187
10.5 DGLA的生产 191
10.5.1 DGLA生产力 193
10.6 结论 194
参考文献 194
第11章 用微生物生产类胡萝卜素 198
11.1 引言 198
11.2 β-胡萝卜素 199
11.2.1 杜氏盐藻 199
11.2.2 三孢布拉霉菌 201
11.3 虾青素 202
11.3.1 雨生红球藻 202
11.3.2 红法夫酵母/Xanthophyllomyces dendrorhous 203
11.4 叶黄素 204
11.5 其他类胡萝卜素和其他生物体 206
11.6 结论 206
参考文献 207
第四部分 利用单细胞油脂生产生物燃料 216
第12章 微藻作为生物柴油原料的商业化生产进展 216
12.1 引言 216
12.2 藻类：利与弊 217
12.3 微藻能源研究历史 218
12.4 开放式池塘 222
12.4.1 Aquaflow Bionomic Corporation Ltd 222
12.4.2 PetroSun Inc 223
12.4.3 Seambiotic Ltd 223
12.4.4 PetroAlgae 224
12.4.5 HR Biopetroleum 225
12.4.6 Green Star Products Inc 226
12.4.7 Sapphire Energy 227
12.5 光生物反应器 228
12.5.1 GreenFuel Technologies Corporation 228
12.5.2 AIgaeLink N.V 229
12.5.3 Valcent Products 230
12.5.4 Solix Biofuels 232
12.5.5 OriginOil 232
12.6 发酵 233
12.6.1 Solazyme 233
12.6.2 Bayer Technology 234
12.7 合成基因 234
12.8 前景 235
参考文献 236
第13章 利用微藻油脂制备生物燃料：化学、生理学和生产 241
13.1 引言 241
13.2 油脂和脂肪酸 242
13.3 烃类 242
13.4 甘油三酯、脂肪酸和生物柴油制备 242
13.5 藻类生理学、油脂含量和脂肪酸组成 245
13.5.1 营养元素（N，P，Si） 247
13.5.2 碳供给 247
13.5.3 光照 248
13.5.4 盐度 248
13.5.5 温度 249
13.5.6 生物化学 249
13.6 藻种筛选 250
13.7 微藻生产 250
13.8 结论 253
参考文献 253
第14章 利用细菌油脂制备生物燃料 259
14.1 引言 259
14.2 酶法催化油脂制备生物柴油 261
14.3 全细胞催化油脂制备生物柴油 262
14.4 微生物中性油脂及其功效 263
14.5 中性油脂的生物合成及其相关的酶 266
14.6 微生物中性油脂生产的研究 268
14.7 基因工程改造大肠杆菌制备生物柴油 269
14.8 规模化培养用于制备生物柴油的细菌 271
14.9 前景与展望 271
参考文献 272
第五部分 单细胞油脂的安全性和营养 282
第15章 单细胞油脂的安全性评估和作为食品添加剂的调节需求 282
15.1 引言 282
15.2 安全性评估 283
15.2.1 安全性评估方法 284
15.2.2 微生物菌种安全性 284
15.2.3 单细胞油脂成分的安全性 286
15.2.4 单细胞油脂的婴幼儿配方奶粉和人类牛奶的临床研究 286
15.2.5 儿童和特殊人口研究 287
15.2.6 潜在出血 288
15.2.7 耐受性 289
15.2.8 ARA 289
15.2.9 DHA和ARA的过敏性评估 289
15.2.10 市场和临床数据 290
15.3 适用于单细胞油脂的法规 292
15.3.1 美国——食品成分 292
15.3.2 欧洲 294
15.3.3 澳大利亚和新西兰 296
15.3.4 加拿大 296
15.4 单细胞油脂目前的法规状态 297
15.4.1 美国 298
15.4.2 欧盟 299
15.4.3 澳大利亚和新西兰 300
15.4.4 加拿大 300
15.5 结论 301
参考文献 302
第16章 单细胞油脂的营养方面：花生四烯酸和二十二碳六烯酸油脂的应用 311
16.1 引言 311
16.2 单细胞油脂对动物的研究组织中的PUFA水平和功能研究 314
16.3 SCO的安全性方面 316
16.4 SCO应用于婴幼儿的研究 316
16.4.1 实验设计和处理 316
16.4.2 结果 317
16.5 早产婴儿中LC-PUFA实验 317
16.5.1 实验设计和处理 318
16.5.2 结果 318
16.6 成人中SCO研究 319
16.7 结论 320
参考文献 321
第17章 单细胞油脂中的多不饱和脂肪酸在人体营养中的最新发展 328
17.1 引言 328
17.2 单细胞油脂在婴幼儿配方食品中的应用 329
17.2.1 早产婴儿的单细胞油脂添加 330
17.2.2 足月婴儿的单细胞油脂添加 331
17.3 哺乳期产妇的单细胞油脂添加 332
17.4 单细胞油脂对心血管健康的作用 333
17.4.1 单细胞油脂对脂蛋白的影响 334
17.4.2 单细胞油脂对甘油三酯水平的影响 335
17.4.3 单细胞油脂对心脏和血管功能的影响 336
17.4.4 单细胞油脂对动脉粥样硬化危险因素的影响 337
17.5 单细胞油脂的补充及认知 338
17.6 结论 340
参考文献 340
第18章 单细胞油脂在动物营养中的应用 345
18.1 引言 345
18.2 动物产品中长链ω-3多不饱和脂肪酸富集 347
18.2.1 家禽中富集 348
18.2.2 产蛋鸡 349
18.2.3 鸡肉 352
18.2.4 猪 354
18.2.5 反刍动物 357
18.2.6 反刍动物中的多不饱和脂肪酸代谢 357
18.3 多不饱和脂肪酸对生长的作用 358
18.4 膳食控制：谷物对草料 359
18.5 增加肌肉组织中的多不饱和脂肪酸含量 360
18.6 提高牛奶中的多不饱和脂肪酸含量 362
18.7 给反刍动物带来的健康益处 364
18.8 单细胞油脂在宠物和功能动物中的应用 364
18.8.1 猫和狗对长链多不饱和脂肪酸的需求 364
18.9 DHA和ARA的替代来源 365
18.10 马对长链多不饱和脂肪酸的需求 366
18.11 马所需DHA的替代来源 367
18.12 结论 367
参考文献 368
第19章 单细胞油脂在水产业的应用 374
19.1 引言 374
19.2 水生动物必需的脂肪酸 376
19.2.1 水生环境与陆生环境 376
19.2.2 罗非鱼 378
19.2.3 彩虹鳟鱼 379
19.2.4 鲑鱼 379
19.2.5 海生鱼类 380
19.2.6 虾 380
19.3 水生生物的必需脂肪酸资源 381
19.3.1 鱼油和鱼粉 381
19.3.2 植物油脂 382
19.3.3 微藻产单细胞油脂 382
19.3.4 新的GMO选择 382
19.4 鱼油和鱼粉的紧缺 383
19.4.1 水产养殖业的可持续发展 383
19.4.2 捕鱼业的输入/水产业的输出（CIAO）指数 383
19.5 SCO在水产业应用的前景 384
19.5.1 消费者和水产养殖业对可持续发展的看法 384
19.5.2 SCO应用于水产业的光明前景 384
参考文献 384
第六部分 展望 390
第20章 单细胞油脂的未来发展前景 390
20.1 引言 390
20.2 单细胞油脂工业化的短暂历史 391
20.2.1 来自Apiotrichum curvatum的可可脂等价物（CBE） 391
20.2.2 来自深黄被孢霉的γ-亚麻酸 391
20.2.3 来自卷枝毛霉的γ-亚麻酸 392
20.2.4 来自隐甲藻的DHA油脂 392
20.2.5 来自高山被孢霉的ARA油脂 392
20.2.6 来自裂殖壶菌的DHA油脂 392
20.3 未来的资源 393
20.3.1 单细胞油脂的新资源 393
20.3.2 微生物的基因工程 394
20.3.3 植物的基因工程 395
20.4 单细胞油脂的未来应用 396
20.4.1 婴幼儿配方奶粉 396
20.4.2 新的食物应用 397
20.4.3 动物饲料的应用 397
20.5 结论 398
参考文献 399
索引 402