低能离子注入β-胡萝卜素生产菌株的选育与发酵条件初步优化

通过10k eV氮离子(N )注入β-胡萝卜素生产菌三孢布拉霉(Blakeslea trispora)筛选得到2株产量比出发菌株提高20%的高产菌株,经过多次传代试验表明该菌遗传稳定性较好,并对pH值、温度、转速等发酵条件进行初步优化,使β-胡萝卜素的产量达到2.2g/L.     

三孢布拉氏霉菌产β-胡萝卜素发酵培养基的优化

通过单因素试验设计找到三孢布拉氏霉菌产β-胡萝卜素的最优碳源为葡萄糖,最优氮源为麸皮浸出液和大豆粉,再通过正交试验设计优化三孢布拉氏霉菌产β-胡萝卜素的发酵培养基,得到了最佳发酵培养基配方为:葡萄糖6%、大豆粉1%、麸皮浸出液3%、KH2PO40.1%、MgSO40.02%、VB10.0005%、大豆油1%,在此培养基配方下三孢布拉氏霉菌的β-胡萝卜素产量达到了325.6mg/L。在此优化的培养基基础上,接种24h后添加0.1%β-紫罗兰酮到发酵培养基中有利于三孢布拉氏霉菌合成β-胡萝卜素。     

表面活性剂和抗氧化剂对三孢布拉霉合成β-胡萝卜素的影响

三孢布拉霉（Blakeslea trispora）是发酵生产天然β-胡萝卜素的优良菌种。实验研究了乳化剂OP、Span 20、Tween 80 3种非离子型表面活性剂对三孢布拉霉合成β-胡萝卜素的影响，确定了三者的最佳作用浓度分别为0．075％、0．05％和1％，β-胡萝卜素产量的最大增长幅度分别为15％、10％和50％。抗氧化剂Ethoxyquin对β-胡萝卜素产量的增长有显著作用，最佳浓度为0．025％，β-胡萝卜素产量的增长幅度可高达70％。     

生物合成法生产β-胡萝卜素发酵条件研究

对三孢布拉氏霉菌生物合成β-胡萝卜素的发酵条件进行了研究.在一系列单因素试验的基础上,初步得到β-胡萝卜素合成的发酵条件,分析了各因素对β-胡萝卜素产量及发酵生物量进行了分析.经正交设计优化后,得到三孢布拉氏霉菌的最佳发酵条件为:发酵温度为28℃,初始pH为7.0,正负菌种接种比例1:1,接种量为6%,发酵时间为156～162 h,种龄42h,在此优化的发酵条件下,三孢布拉氏霉菌的β-胡萝卜素产量为772.47mg/L,比优化前提高了117.3%.     

孜然油树脂及其主要成分的体外抗氧化活性比较及动力学分析

采用β-胡萝卜素—亚油酸法对孜然油树脂及其主要成分的体外抗氧化活性进行测定,通过IC50值（各物质抗氧化活性达到50%的浓度值）及动力学反应速率对其抗氧化能力进行综合评价,并与2,6-二叔丁基对甲酚（BHT）进行了比较。结果表明,孜然油树脂、β-蒎烯、p-对伞花烃、γ-萜品烯、枯茗醛等都表现出不同程度的抗氧化能力,但对β-胡萝卜素的氧化抑制作用小于BHT;抗氧化活性排序为γ-萜品烯〉孜然油树脂〉枯茗醛〉β-蒎烯〉p-对伞花烃,说明γ-萜品烯是孜然油树脂中的最有效的抗氧化活性组分之一,其IC50值为（0.73±0.07）mg/mL,动力学反应速率Rγ=-0.0168。     

β-胡萝卜素甘油悬浮高温下的异构化研究

研究以β-胡萝卜素晶体为原料,探讨了20%的β-胡萝卜素甘油悬浮液在110～180℃的温度范围内反应时,顺反异构体之间相互转化的情况。研究发现,20%的β-胡萝卜素甘油悬浮液在110～140℃的温度范围内反应时,温度越高,全反式-β-胡萝卜素平衡组成越高,9-顺-β-胡萝卜素的平衡组成越低,但13-顺-β-胡萝卜素的平衡组成随温度变化很小;在150～180℃的温度范围内,β-胡萝卜素完全熔融,达到相对固定的平衡组成。实验表明,β-胡萝卜素在甘油中的状态影响其平衡组成,当其完全熔融时,β-胡萝卜素会有一相对固定的顺式异构体占多数的平衡组成;当其只有部分熔融时,顺式异构体会向全反式转化;当其不熔融时,顺反异构体之间不再发生异构化反应。     

玉米浆中金属离子对三孢布拉霉发酵生产β-胡萝卜素的影响

玉米浆是玉米淀粉生产加工所得的副产物,其含有蛋白质、维生素、氨基酸等营养成分,被广泛应用于微生物发酵生产中,但由于玉米浆包含有多种金属离子,可能会影响微生物发酵生产的过程。本研究通过单因素试验法分别采用FeC l3、M nSO 4、ZnSO 4、C uSO 4和C aC l2模拟玉米浆中存在的Fe3＋、M n2＋、Zn2＋、C u2＋和C a2＋的不同质量分数,研究了玉米浆中存在的部分金属离子对三孢布拉氏霉菌合成β-胡萝卜素的影响,研究发现一定浓度的Zn2＋或M n2＋对三孢布拉氏霉菌合成β-胡萝卜素有促进作用;而不同浓度的Fe3＋,C u2＋和C a2＋对β-胡萝卜素合成存在抑制作用。本研究对以玉米浆为原料采用三孢布拉氏霉菌发酵生产β-胡萝卜素有一定的指导。     

巴氏葡萄球菌类胡萝卜素降解酶的酶学性质研究

目的:从巴氏葡萄球菌发酵液中分离出可降解类胡萝卜素的酶,初步纯化,研究其生化性质,为后续研究纯酶性质打基础。方法:以β-胡萝卜素标准品为底物,通过检测最适温度、耐热性、最适p H、耐酸性,活化能等研究该类胡萝卜素降解酶的生化性质。结果:该类胡萝卜素降解酶的最适反应温度60℃,具有较稳定的耐热性。根据阿伦尼乌斯方程得到酶与底物反应的活化能Ea为81.086 k J/mol。该酶的耐酸性较强,在p H 3.0时活性最高。Fe2+抑制酶的活性,Al3+、Fe3+促进酶活性,而其它金属离子对该酶的影响较小。在40℃和p H 5.0条件下,其反应动力学常数Km为14.205μmol/L,最大反应速率Vmax为1.0101μmol/(L·min)。结论:该类胡萝卜素降解酶的动力学性质与其它来源的胡萝卜素酶相比明显不同,可能是降解β-胡萝卜素的一个新的家族。     

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。     

Mg

补加Mg2+对三孢布拉霉合成β-胡萝卜素及其生长的影响研究表明,在一定范围内,质量浓度低的Mg2+促进菌体生长,质量浓度高的Mg2+抑制菌体生长,但β-胡萝卜素比产量增加.发酵48 h补加0.3 g/dL Mg2+,β-胡萝卜素产量增加40%.同时,补加Mg2+和β-紫罗酮比仅添加β-紫罗酮、β-胡萝卜素产量提高约11%.     

三孢布拉氏霉发酵产β-胡萝卜素的研究进展

β-胡萝卜素是一种典型的类胡萝卜素,也是生物体内合成VA的前体物质,广泛应用于化工、化妆品、饲料、食品、保健品以及医药等行业。与化学合成的产品相比,天然β-胡萝卜素具有更好的生物活性且无毒副作用,因此具有更为广阔的应用空间。三孢布拉氏霉发酵产β-胡萝卜素过程不受光照、气候、产地等环境条件的限制,因此逐渐成为获取天然β-胡萝卜素的主要方法。本文从菌种选育、发酵工艺优化以及反应器等不同角度,对三孢布拉氏霉发酵生产β-胡萝卜素的相关研究进行概述,从而对该技术的优势和发展方向进行展望。     

库特氏杆菌β-类胡萝卜素降解酶的酶学性质

从库特氏杆菌发酵液中分离出可降解β-类胡萝卜素的酶,经初步纯化,研究其生化性质,为后续研究纯酶性质和应用打基础。以β-胡萝卜素标准品为底物,通过检测其反应最适温度、耐热性、反应最适pH、耐酸性、活化能、米氏常数,最大反应速率等研究该类胡萝卜素降解酶的生化性质。试验结果表明:80℃为最适反应温度,具有较稳定的耐热性。该酶的耐酸性较强,在pH=3.0时活性最高。Fe~(2+)、Mn~(2+),Zn~(2+)抑制酶的活性,Al~(3+)、Fe~(3+),Mg~(2+),Ca~(2+)促进酶活性。由阿伦尼乌斯方程得酶反应的活化能Ea为230.3KJ/mol。在70℃和p H 3.0的条件下,其反应动力学常数Km为4.13 mmol/L,最大反应速率Vmax为1.1842umol/(L·min)。     

植物油和大豆卵磷脂对三孢布拉霉合成β-胡萝卜素的影响

考察三孢布拉霉发酵生产β-胡萝卜素过程中,添加植物油和大豆卵磷脂对菌体生长和类胡萝卜素合成的影响。结果表明,植物油对β-胡萝卜素合成作用显著;大豆卵磷脂的添加不仅促进培养基中植物油乳化吸收,并使其他类胡萝卜素向β-胡萝卜素转化,较大幅度提高β-胡萝卜素的积累量。当添加0.4%大豆卵磷脂时,发酵产物中β-胡萝卜素浓度2.86g/L,比对照2.09g/L增加了36.8%。     

利用水-有机两相体系提高三孢布拉霉菌合成β-胡萝卜素水平的研究

在摇瓶和发酵罐中研究了添加正十二烷对三孢布拉霉菌合成β-胡萝卜素以及浸提色素效果的影响.结果表明,在摇瓶和发酵罐中(200r/min和350r/min转速)添加5%的正十二烷能够将20.3mg/L、53.2mg/L和52.9mg/L的β-胡萝卜素浸提到有机溶剂中(分别占胞色素内含量的4.0%、7.0%和6.8%),同时添加正十二烷提高了发酵罐中的溶氧水平(k1a),当搅拌转速为200r/min和350r/min时,与对照相比,胞内β-胡萝卜素的合成水平提高了10.8%和4.4%,并且缩短了发酵周期,使β-胡萝卜素的生产效率提高了24.7%和25.4%.以上结果表明,正十二烷可以同时作为浸提剂和氧载体提高三孢布拉霉菌合成β-胡萝卜素的水平,并在较低的搅拌转速条件下可获得较高转速下的发酵水平,降低了生产成本.     

盐藻β-胡萝卜素提取及自由基清除能力研究

对盐藻β-胡萝卜素的微波提取工艺和提取液的自由基清除能力进行了研究。选择丙酮为提取溶剂,微波辅助提取盐藻β-胡萝卜素的最优条件为:微波功率500 W、液固比250 m L/g、提取温度40℃、提取时间8 min和搅拌速度180 r/min,此时盐藻β-胡萝卜素得率为1.13%,高于传统的溶剂浸提法;三种体外抗氧化体系(还原力、羟自由基清除能力和抗脂质过氧化能力)结果表明,微波提取和传统溶剂浸提得到的盐藻β-胡萝卜素提取液的还原力、羟自由基清除能力和抗脂质过氧化能力之间没有显著差异(p0.05),但2种提取液的自由基清除能力均高于同浓度的β-胡萝卜素标准品溶液,说明盐藻β-胡萝卜素提取液中还含有其他具有良好抗氧化活性的物质,但其自由基清除能力均低于同浓度的维生素C和BHT溶液。     

三孢布拉霉异性菌株接合孢子的形成与β-胡萝卜素合成关系的研究

通过添加小分子羧酸盐和抑制实验,研究三孢布拉霉接合孢子形成与β-胡萝卜素合成的关系.结果发现:当乳酸钠、丙酸钠浓度分别大于1.5、1.Ommol/L时,刺激接合孢子形成,对β-胡萝卜素合成却有一定的抑制;微量的二苯胺和咪唑对β-胡萝卜素合成抑制作用显著,接合孢子形成减少.实验同时还发现一种快速筛选优良菌株对的方法.     

三孢布拉霉发酵生产类胡萝卜素的产业化关键点探讨

三孢布拉氏霉菌代谢可产生天然的β-胡萝卜素和番茄红素,该菌株的性能已被广泛认可,并已实现工业化生产。文中对三孢布拉氏霉菌的代谢途径、相关基因、发酵调控和菌株诱变改良等产业化过程中的关键点进行了综述。     

利用洛伐他汀选育高产β-胡萝卜素的三孢布拉霉菌株

β-胡萝卜素为类萜化合物，是重要的VA的前体，并具有较强的抗氧化作用，在食品、保健品、化妆品以及医药领域具有重要用途。利用三孢布拉霉（Blakeslea trispora）发酵生产天然β-胡萝卜素最有应用前景。我们利用含有洛伐他汀（lovastatin）和OP乳化剂或脱氧胆酸钠（SDC）的平板实现了对高产菌株的选育，方法简单，效果明显。     

猪肉超氧化物歧化酶超高压失活动力学研究

以猪背最长肌为材料,用不同压力(400~750 MPa)结合热(20~60℃)处理,以研究猪肉中超氧化物歧化酶(SOD)的超高压失活动力学情况。结果表明:在某一恒定的温度下(20℃≤T≤60℃),猪肉中SOD的失活速率常数k随着处理压力的增加而增大。各温度条件下的反应活化体积Va都是负值,表明随着压力的增加SOD失活速率常数在增大。SOD反应活化体积Va的绝对数值在40℃及60℃时达到最小,表明此温度下SOD超高压失活速率常数受压力影响最小,具有较高的压力稳定性。在实验压力范围之内(400 MPa≤P≤750 MPa),反应活化能Ea值总体呈减小趋势,说明随着压力的增加,温度对SOD失活速率常数的影响在减弱。     

类胡萝卜素清除自由基的动力学及体外模拟消化对清除率的影响

测定不同质量浓度类胡萝卜素在不同温度条件下清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH）自由基的能力;考察经人工胃液、肠液及胃液-肠液3 种方法模拟消化后类胡萝卜素清除DPPH自由基能力的变化情况。结果表明：反应温度（T）对类胡萝卜素清除DPPH自由基的速率（k）影响显著（P＜0.05）,T升高,k增大,即k45 ℃＞k37 ℃＞k30 ℃,而对清除率（α）无显著影响;类胡萝卜素初始质量浓度（ρ）对α影响显著,ρ升高,α增大,而对k无显著影响;类胡萝卜素对DPPH自由基的清除作用符合一级反应动力学模型;T对半数效应浓度（EC50）、k和半衰期（t1/2）影响显著,T升高,EC50减小（EC50（45 ℃）＜EC50（37 ℃）＜EC50（30 ℃））、k增大（k45 ℃＞k37 ℃＞k30 ℃）、t1/2减小（t1/2（45℃）＜t1/2（37℃）＜t1/2（30 ℃））;表观活化能（Ea）和方程常数（K0）不受ρ的影响,Ea=17.039 kJ/mol、K0=7.38×106;体外模拟消化后的类胡萝卜素对DPPH自由基的清除率减小,且底物浓度越大,清除率下降百分比越大,降幅越小;与油脂混合后的类胡萝卜素经体外模拟消化后对DPPH自由基的清除率低于不加油脂组,即脂溶性的类胡萝卜素与油脂混合后更易被人体消化吸收,但因不同植物油的脂肪酸组成不同,对其消化吸收的影响存在差异。