三孢布拉霉中类胡萝卜素增产方法的研究进展

三孢布拉霉（Blakeslea trispora）是目前工业化生产类胡萝卜素的主要微生物,其发酵产生的β-胡萝卜素、番茄红素具有抗氧化、免疫调节、延缓衰老等功效。然而目前三孢布拉霉产类胡萝卜产量低是制约发酵法生产的主要因素。因此,如何有效的提高发酵的产量是现阶段研究中亟待解决的问题。该文结合国内外的研究成果,从菌种选育、工艺优化等方面来综述近年来国内外针对三孢布拉霉中类胡萝卜素产量提升的研究现状,期望能为现有的三孢布拉霉工业化生产类胡萝卜素模式提供借鉴。     

酵母生产类胡萝卜素的研究进展

类胡萝卜素是医药、化学、食品和饲料产业中具有重要价值的产品,具有着色、抗氧化和防癌等功能.动物不能合成类胡萝卜素,因此必须从食物中进行摄取.作为潜在色素物质的来源,红酵母和法夫酵母是微生物法生产类胡萝卜素的重要菌种.阐述了红酵母和法夫酵母生物合成类胡萝卜素的途径、影响发酵产量的因素及廉价培养基的应用,进一步介绍了诱变育种方法及代谢工程技术在产类胡萝卜素酵母菌株改良上的应用.     

红酵母产生类胡萝卜素的研究

研究了红酵母RY-98菌株产生类胡萝卜素的营养与环境条件,并对发酵过程生理现象的变化作了测试.结果表明培养基组成、糖浓度和添加剂以及培养基初始pH值、通气量(摇瓶装量)与培养时间等,均对该菌细胞生物量和类胡萝卜素产量有影响.其中ZS添加剂的加入可以明显促进菌体类胡萝卜素的形成,这是本次研究的新发现.在初步优化的培养基组成(葡萄糖400g/L、玉米浆15g/L、(NH4)2SO42g/L、ZS添加剂1g/L)和培养条件下,菌体生物量与类胡萝卜素含量分别为27mg/mL和498.2μg/g,发酵液产色素能力为13.3mg/L.通过观测发酵过程生理现象的变化,认为该菌类胡萝卜素是菌体的次生代谢产物,主要形成于对数生长期的末期和稳定期.     

光合细菌ZY2159菌株发酵生产类胡萝卜素研究

本研究探讨了发酵培养条件对红杆菌类胡萝卜素突变株ZY2159菌株细胞生长与类胡萝卜素生物合成的影响。结果表明,在温度30℃,光照2000lux,接种量10%,70%装样量,Fe3+为15mg/L条件下,在5L发酵罐培养ZY2159菌株6d可以获得最大生物量和最高类胡萝卜素生物合成量,菌体得率为15.4g/L,类胡萝卜素产量达50.9mg/L。HPLC色素分析显示,该菌株产β-胡萝卜素,占类胡萝卜素总量的22.3%。     

三孢布拉霉生产番茄红素发酵条件的研究

为了实现番茄红素的微生物法生产，研究了三孢布拉霉生产番茄红素的发酵条件。结果表明，种子培养基和发酵培养基的最佳碳源和氮源均为玉米糖化液和玉米浆。最佳发酵培养基为玉米粉糖化液40s／L，玉米浆40s／L，磷酸二氢钾0.5g/L。番茄红素发酵生产的最佳条件为发酵培养基pH6.5，发酵时间36h，三角瓶装液量40ml/250mL,接种量10％。     

杜氏藻类胡萝卜素的最佳提取条件的研究及比较

针对两种主要的杜氏藻养殖种类D.salina和D.bardawil，采用各种极性和非极性有机溶剂、不同的溶剂用量以及不同的超声波作用时间提取其中类胡萝卜素，得到的最佳提取条件是：以丙酮作提取溶剂，溶剂和培养液比为2：5，经超声波作用破壁5min。     

光合细菌类胡萝卜素的稳定性研究

本实验研究了金属离子、NaOH、光和H2O2 对光合细菌类胡萝卜素稳定性的影响。结果表明：K+、Na+、Mg2+、Al3+、Ca2+ 以及低浓度NaOH(≤ 0.01mol/L)等对光合细菌类胡萝卜素的稳定性几乎没有影响,而Fe3+、Cu2+、高浓度NaOH(≥ 0.5mol/L)以及光照等会使类胡萝卜素的稳定性显著降低(p ＜ 0.05)。不同来源的光对类胡萝卜素的破坏程度依次为：自然光＞白炽灯＞日光灯＞紫外灯。此外,光合细菌类胡萝卜素具有一定的耐氧化性,当过氧化氢存在时,色素发生轻微降解。     

利用玉米浆发酵生产类胡萝卜素红酵母的诱变选育

以试验室保存的红酵母为出发菌株,利用MTG(N-甲基-N-硝基-N-亚硝基胍)诱变的方法,以获取可高效利用玉米浆发酵生产类胡萝卜素的突变株.通过筛选及连续传代试验,确定一株突变性状能稳定遗传的突变株,其类胡萝卜素产量达到13.01 mg/L,比出发菌株提高了41.72%.     

阳宗海中高产类胡萝卜素光合细菌的研究

从高原湖泊阳宗海深水层中分离到一株红细菌属色素高产菌Y11 ,其生成的类胡萝卜素在光、酸碱和热的条件下 ,稳定性好。添加 10mg/LMg2 +时 ,类胡萝卜素生成量最大 ,添加Fe3+和Mn2 +会降低其产量。用 12 #正交优化培养基 ,光照 1 0 0 0～ 2 0 0 0lux ,pH7.0 ,30℃下培养 5d后 ,类胡萝卜素产量可以达到 5 1 .5mg/g ,约 360 .5mg/L。     

海洋红酵母产类胡萝卜素的研究

从海洋中筛选出1株产类胡萝卜素能力较强的红酵母RY-8。研究了不同碳源、氮源、装液量和pH值对菌株RY-8生物量和产类胡萝卜素的影响，并通过正交试验优化其产类胡萝卜素的发酵条件。结果表明，红酵母菌株RY-8产类胡萝卜素的最佳发酵条件为：葡萄糖25g/L，酵母膏10g／L，装液量60mL/250mL，pH值6．0。在此优化条件下，红酵母RY-8的生物量和类胡萝卜素产量分别为48．8g／L和4．76mg／L，依次比初始产量提高了20．8％和38．4％。     

发酵法生产番茄红素工艺的研究

研究了应用三孢布拉氏霉菌生产番茄红素的最佳发酵工艺条件和流加工艺。结果表明,最佳发酵工艺条件,温度28℃,搅拌速度270r／min,pH6．5,接种量10％（体积比）;流加工艺是最适流加时间为发酵后48h,糖液流加量6L,最佳发酵时间为120h。     

红酵母类胡萝卜素发酵助剂的筛选及应用

研究了几种促进剂和前体对红酵母RY－98类胡萝卜素发酵的影响,从中选出了番茄汁、花生油和核黄素3种对红酵母生长及类胡萝卜素合成具有显著促进作用的发酵助剂,并确定了适宜的用量。应用试验和发酵过程动态分析表明,这3种发酵助剂增产效果明显。当同时添加番茄汁3mL/L、花生油1.2mL/L和核黄素3.5mg/L时,菌体量、类胡萝卜素质量分数和产量可分别比对照组提高39.4%、32.8%和85.1%,且对发酵过程菌体生长及生理代谢规律无不良影响。     

利用响应面方法优化光合细菌Rhodospirillum Rubrum S1培养基

试验采用响应面方法优化光合细菌Rhodospirillum Rubrum S1培养基.结果表明:培养基成分中柠檬酸、牛肉膏、MgSO4和FeSO4对于光合细菌的生长影响最为显著.最优培养基配方:柠檬酸为3.5291 g/L、牛肉膏为3.3190 g/L、MgSO4为0.5083 g/L、FeSO4为0.0194 g/L.此时最大响应值为13.77 mg/L.验证实验结果表明,采用优化后的培养基,光合细菌的类胡萝卜素产量达到13.69 mg/L,与理论值相差0.58％.因此,利用响应面法对光合细菌的培养基进行优化合理可行.     

红酵母及红酵母产类胡萝卜素研究进展

类胡萝卜素是安全有效的营养添加剂,因此被广泛用作药品、食品的着色剂和营养强化剂及饲料添加剂等。本文评述了红酵母利用农副产品和工业废料发酵产类胡萝卜素的研究进展,对影响类胡萝卜素产量和酵母生物量的多种因素进行了探讨。以廉价的农副产品作为营养源可降低成本,实现工业废料的资源化利用,减少对环境的污染,具有实际意义和社会意义。     

不产氧光合细菌抗氧化作用研究进展

不产氧光合细菌本身富含多种营养物质和生理活性物质,并能进行生物固氮、产氢以及降解多种有毒物质等生物功能,近年来受到广泛的关注。本文对不产氧光合细菌的分类、其抗氧化作用机理和应用进行系统的概述,并指出其中有待研究的问题。     

Effect of Non-Ionic Surfactants and Beta-Ionone on the Morphology of Blakeslea trispora and Carotenoids Production from Cheese Whey in Submerged Aerobic Growth: A Statistical Approach

The effect of non-ionic surfactants and β-ionone on morphology of Blakeslea trispora and carotenoids production from deproteinized hydrolyzed whey in submerged aerobic growth was investigated. Also, a central composite design was employed to determine the maximum carotenoids concentration at optimum values for the process variables (Tween 80, Span 80, β-ionone). The fit of the model was found to be good. Tween 80 and Span 80 had a strong linear effect on carotenoids production. The concentration of carotenoids was significantly affected by Tween 80 – Span 80 and Span 80 – β-ionone interactions as well as by the negative quadratic effect of β-ionone. The optimum medium composition for the maximum carotenoids production (100.0 ± 5.0 mg/g biomass dry weight) was found in deproteinized hydrolyzed whey supplemented with Tween 80 (33.6 g/L), Span 80 (68.7 g/L), and β-ionone (2.6 g/L). This result indicated that the optimization strategy led to an increase in carotenoids production by 33-fold. The carotenoids content in B. trispora were β-carotene, γ-carotene, and lycopene. The composition of carotenoids depends of the amount of nonionic surfactants and β-ionone added to the cheese whey. The medium composition influenced the morphogenesis of B. trispora and product formation. The addition of surfactants into the medium changed the morphology of the microorganism from solid aggregates to loose aggregates and resulted in a substantial increase in pigment production. B. trispora growing in submerged aerobic growth is able to develop complex morphologies which have been classified into three major groups: freely dispersed hyphae, clumps, and pellets. These parameters are responsible for the production of carotenoids.     

Blakeslea trispora发酵生产番茄红素动力学的研究

番茄红素是类胡萝卜素生物合成途径中的一个中间产物,通过添加阻断剂,阻断代谢途径,可以达到番茄红素积累的目的。以Blakeslea trispora为生产菌,研究了番茄红素的发酵动力学,通过各自的模拟方程预测出菌体生长量,产物生成量,以及葡萄糖的消耗量,为工业放大生产番茄红素提供了理论依据和方法。     

活性盐藻细胞计数法的研究

研究了盐藻细胞在存活的情况下用血细胞计数法对其进行计数,通过加入几种不同浓度的羧甲基纤维素钠的计数比较,找出了血细胞计数法计数藻细胞的最佳羧甲基纤维素钠加入浓度;计数后继续加入培养液培养,发现藻细胞生长良好,未发现异常。     

光合细菌产氢及其影响因素

介绍了光合细菌的产氢机理,讨论了细菌种类、底物、光等对光合细菌产氢的影响,分析了光合细菌产氢存在的问题和未来的发展趋势.