高产类胡萝卜素红酵母的筛选及发酵条件的优化

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1、高产类胡萝卜素红酵母的筛选及发酵条件的优化生物科学2003级任君指导教师黄乾明教授摘要：从自然环境中分离到15株产类胡萝卜素的酵母菌，通过测定和比较其发酵后的生物量、类胡萝卜素含量及产量，从中筛选出1株产类胡萝卜素能力较强的菌株3-2，经形态和生理生化鉴定为红酵母（Rhodotorulasp.），其所产色素经硫酸显色反应和光谱分析鉴定主要为β-胡萝卜素。进一步研究其产类胡萝卜素的最适碳源和氮源，并用正交设计试验对其主要营养与环境条件进行优化，初步确定该菌株的最佳发酵条件为：葡萄糖30g/L，蛋白胨5g/L，酵母粉5g/L，装瓶量30mL/250mL，起

2、始pH6.5，发酵温度28℃，发酵时间96h。在此发酵条件下其生物量、类胡萝卜素含量和产量分别达到17.6g/L，639.8μg/g，11.3mg/L。关键词：类胡萝卜素，红酵母，筛选，发酵条件ScreeningofRhodotorulaProducingCarotenoidandOptimizingItsFermentationConditionsRENJunBiologicalScience,Grade2003DirectedbyHUANGQian-ming(Prof.Ph.D)Abstract:15yeaststrains,isolatedand

3、screenedfromthenaturalenvironment,wereabletoproducecarotenoid,andthestrain3-2withhighcarotenoidyieldof8.6mg/Lwasobtainedfromtheseyeastsbycommonscreeningtest.Thestrain3-2wasidentifiedasRhodotorulasp.bymorphologicandphysiology.Andthepigmentwasidentifiedprimarilyasβ-carotenebycolor

4、reactionandspectralanalysis.ThispaperoptimizesitsfermentationconditionsofRY3-2whichproducecarotenoid,andthevariedphysiologicalconditionsforcarotenoidfermentationwereinvestigatedbyorthogonaldesigntestmethod.Thecellbiomass,carotenoidcontentandyieldfromstrainRY3-2couldrespectivelyr

5、each17.8g/L,657.6μg/gand11.4mg/Lundertheselectedoptimumconditions.Theoptimumfermentationconditionsforcarotenoidproductionwereasfollows:glucose30g/L,tryptone10g/L,yeastextract5g/L,medium30mL(in250mLflask),initialpH6.5andculturetime96hat28℃and150r/min.Keywords:carotenoid,Rhodotoru

6、la,screening,fermentationconditions16类胡萝卜素（Carotenoid）是一类广泛存在于自然界中的天然有色物质[1]，通常是指40碳的碳氢化合物（胡萝卜素）和它们的氧化衍生物（叶黄素）两大类色素的总称，其颜色通常为黄色到红色，属于脂溶性四萜烯类化合物。到目前为止，已知的类胡萝卜素约600多种，很多天然类胡萝卜素来自高等植物橙黄色的花朵（如：向日葵、金盏花等）、橙红色的果实（如：番茄、柑橘等）以及胡萝卜的根。但是类胡萝卜素含量最高的是微生物、植物和藻类的光合组织[2,3]。类胡萝卜素一般可分为两类：胡萝卜素和叶黄素。前

7、者以β-胡萝卜素为代表，仅含碳、氢两种元素，后者则是前者的含氧衍生物，如虾青素。另一种分类系统是将类胡萝卜素分为链状、单环和双环衍生物，它们的母体代表化合物分别为：γ-胡萝卜素、番茄红素和β-胡萝卜素[4]。类胡萝卜素的性质由它的分子结构决定，共轭多烯链是类胡萝卜素分子的结构特征，这一结构使类胡萝卜素具有独特的色泽[1]。β-胡萝卜素是一种不含氧的类胡萝卜素，分子式为C40H56，相对分子量为536.88，其分子结构的碳骨架由中央多聚烯链和位于两侧的芳香环组成。β-胡萝卜素呈深红至暗红色有光泽的斜六面体、板状微结晶或结晶性粉末，有轻微异臭或异味，稀溶液

8、呈橙黄色至黄色，浓度增大时带橙色[5]。β-胡萝卜素在生物体中表现出许多生物学功能，是一种良好