粘红酵母发酵生产类胡萝卜素.docx

《粘红酵母发酵生产类胡萝卜素.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、粘红酵母利用农业废弃物作为碳源生产类胡萝卜素摘要我们系统分批研究了一种土壤酵母以便于了解酸碱度，温度，通气速率，初始糖和硫酸铵的浓度，活性物质（棉籽油和土温80）的添加对红酵母的生长和类胡萝卜素生成性能的影响。生产全部种类的类胡萝卜素的最适pH和温度分别为7和30°C。提高通气速率，直到2.4vvm，类胡萝卜素的浓度和生产效率都会随之显著提高。初始硫酸铵的浓度为2g/l时类胡萝卜素会有最大产量。只有在葡萄糖的浓度非常低的情况下棉籽油才能促进类胡萝卜素的生成。在实验中葡萄糖，蔗糖糖蜜和乳糖乳浆被选用为碳源。一般情况下提高糖的浓度可以促进酵母的生长，提高类胡

2、萝卜素生产速率。当选用碳源为蔗糖糖蜜并且浓度为20g/l时，类胡萝卜素浓度达到最大（每公升发酵培养液中含有89mg类胡萝卜素）。而当选用的碳源为乳糖乳浆并且浓度为13.2g/l时，类胡萝卜素的得率达到最大（每克干细胞对应35mg类胡萝卜素）。关键词：红酵母；类胡萝卜素；发酵；葡萄糖；蔗糖糖蜜；乳糖乳浆1.简介天然形成的类胡萝卜素是由高度不饱和异戊二烯派生物构成的四萜。这些化合物是自界中分布最广泛的一类色素，为黄色，橘黄色和红色。工业上，类胡萝卜素（例如β-胡萝卜素和虾青素）的需求在不断增长，商业应用在不断扩展：作为食品染色剂，例如用于人造黄油，软饮料，烘

3、焙的食物中；食物和动物饲料中维生素A的前体；化妆品的添加物；最近十年被用作对付细胞和组织损伤的抗氧化剂。类胡萝卜素主要由丝状真菌，酵母，某些种类细菌，海藻和地衣生成。若以微生物作为类胡萝卜素的来源，藻类，例如杜氏藻属，酵母，例如红色酵母将具有经济价值。如果能通过使用便宜的工业副产品作为营养物质来降低生产成本，那么发酵生产类胡萝卜素在工业上就会变得可行。许多研究人员已经研究利用谷物（燕麦，小麦，大麦，玉米，大米，黑麦）油脂和相关的物质，甘油，纤维二糖，甘蔗，糖蜜，葡萄汁，奶酪乳浆和不同的菌株来摇瓶发酵生产类胡萝卜素。糖蜜是用甜菜和甘蔗生产糖时形成的副产品，

4、是最后一步结晶留下的糖浆。糖蜜进一步结晶就会变得不经济。甜菜糖蜜是溶有糖，有机和无机物质的水溶液，这些物质占糖蜜干重的74—77％。所有的糖（主要是蔗糖）占了糖蜜质量的47–48%，灰分占了9–14%，所有含氮的化合物（主要是甜菜碱和氨基戊二酸）占了8–12%。甜菜糖蜜被广泛用作发酵基质，因为里面含有大量的生长物质，例如泛酸，纤维糖，微量元素和少量的维生素。糖蜜主要用于生产酒精和面包酵母，作为饲料工业中的添加物，农业副产物生产活性炭的粘合剂，工业废弃物生类胡萝卜素产的复杂碳源。乳浆是生产奶酪的副产品，其中差不多含有的4.5%乳糖，0.8%的蛋白质，1%的

5、无机盐和0.1–0.8%的乳酸。每生产一千克的奶酪会产生九千克的乳浆，生产成本与处理这些副产品息息相关。此外，较高的化学需氧量（平均每吨需要50千克的氧气）使得乳浆处理成为了一个环保问题。因此，用便宜的乳浆作为发酵基质变得非常具有工业价值。乳浆中的乳糖是许多微生物合适的碳源。此外，乳浆中蕴含的丰富矿物质和维生素将会为微生物提供营养元素，促进其生长和合成产品。伴随着沼气，酒精，乳酸和乙酸的生产，生物需氧量降幅超过了75%。通过乳浆发酵可以得到单细胞蛋白或其它市场产品，同时使差不多一半的乳浆由污染物变成了资源。利用乳浆中乳糖的一种有前景的方法是将其作为发酵生

6、产类胡萝卜素的廉价碳源。红酵母合成比较典型的类胡萝卜素，比如β-胡萝卜素和大量的红酵母红素。粘红酵母也是类胡萝卜素生产酵母而且主要合成β-胡萝卜素。有关粘红酵母生产类胡萝卜素的公开资料非常少。此次研究的目的是为了了解在分批水平上粘红酵母生长和合成类胡萝卜素的潜力，以便将其应用于工业发酵。除了葡萄糖之外，蔗糖糖蜜，乳糖乳浆在研究中也被选用为基质，因为它们含有非常丰富的糖分和其它营养物质，价格低廉，易得而且容易储存。2.材料和方法2.1.微生物和生长环境研究中用的粘红酵母（(NRRL-2502）来自美国农业部农业研究调查中心。用葡萄糖浓度为15g/l，酵母膏

7、浓度为2.5g/l，麦芽膏浓度为2g/l，硫酸铵浓度为1g/l，磷酸二氢钾浓度为1g/l,七水合硫酸镁浓度为0.25g/l的无菌介质在30°C条件下培养。用低浓度的硫酸和氢氧化钠将pH调到期望值。微生物首先在实验基质上进行适应性培养，在指数期时将体积为新培养基1/100的菌种接种到培养基上进行实验。因为研究中利用的是蔗糖糖蜜，培养基中蔗糖浓度仅由糖蜜的稀释程度决定。糖蜜来自安卡拉制糖公司（土耳其）。因为用了乳糖乳浆，而且单独的乳浆不利于生长和类胡萝卜素合成，因此培养基中应该添加上文提到的除了葡萄糖之外的其他物质。一定量的含有乳浆的乳糖替代葡萄糖被加入培养

8、基中。因为实验是为了研究硫酸铵的影响，培养基与上面提到的培养基相似，但只含有硫酸