Mg2+对三孢布拉霉合成β-胡萝卜素的影响

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48h补加0.3g/dLMg2+,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%.     

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。     

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。     

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。     

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。     

快速分离测定三孢布拉霉菌体中β—胡萝卜素方法

用三孢布拉霉菌丝体胡萝卜素的石油醚提取液点样于硅胶Ｇ板，以丙酮，石油醚（５：９５）为展开剂能β－胡萝卜素与其它类胡萝卜素分离，其吸收光谱和三个吸收峰的吸光度比值完全符合国家标准。     

三孢布拉氏霉菌发酵产β-胡萝卜素工艺优化

三孢布拉氏霉菌(Blakeslea trispora,B. trispora)是目前微生物发酵产β-胡萝卜素的主要菌种之一。该研究通过单因素及响应面试验对三孢布拉氏霉菌液态发酵培养基成分以及工艺参数进行优化。优化后的最佳发酵培养基组成为:玉米粉20 g/L、黄豆粉30 g/L、葡萄糖4.8 g/L、玉米浆粉2.6 g/L、植物油4%、V_(B_1) 0.001%、MgSO_4 0.5 g/L、KH_2PO_4 2 g/L。工艺参数:发酵液初始p H 6.80、装液量35 mL/250 mL、负正菌种接种体积比1.60∶1、接种量12.5%、培养温度28℃、转速200 r/min、发酵时间132 h。在此发酵条件下,三孢布拉氏霉菌发酵产β-胡萝卜素的含量为523.8 mg/L,比优化前提高了19.9%。     

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.     

不同破壁工艺对三孢布拉霉提取番茄红素的影响

通过酸法、酶法、高压均质法、研磨法和球磨法等不同破壁方法对三孢布拉霉进行处理,确立了较好的三孢布拉霉破壁条件:高压均质法,均质功率36~40MPa、均质循环次数为5次,料液比1:5(g/mL),番茄红素提取量可达4.75mg/g。      

不同破壁工艺对三孢布拉霉提取番茄红素的影响

通过酸法、酶法、高压均质法、研磨法和球磨法等不同破壁方法对三孢布拉霉进行处理,确立了较好的三孢布拉霉破壁条件:高压均质法,均质功率36～40MPa、均质循环次数为5次,料液比1∶5(g/mL),番茄红素提取量可达4.75mg/g.     

双氧水胁迫强化三孢布拉霉合成番茄红素

为研究过氧化氢剂量和添加时间对三孢布拉霉发酵过程中番茄红素产量相关酶活的影响,采用多点梯度添加过氧化氢(36 h添加0.5 mmol/L,60 h添加1.5 mmol/L)强化合成番茄红素。结果显示,在此添加策略下可显著提高番茄红素产量,高达1264.25 mg/L,较对照组提升192.32%。超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)和过氧化氢酶(Catalase, CAT)在添加过氧化氢后最高提升25.36%和38.46%;番茄红素代谢关键酶——八氢番茄红素脱氢酶(Phytoene desaturase, PDS)的活性在多点添加过氧化氢后依次提升了31.37%和42.39%,且SOD、CAT酶与PDS酶的活性在添加过氧化氢后呈正相关提升。从上述结果推测,通过多点梯度添加过氧化氢策略可加强菌体的氧化应激反应从而显著提高番茄红素产量与相关酶活,对抗氧化物类胡萝卜素的发酵有借鉴意义。     

响应面方法在优化β-胡萝卜素培养基的应用

多种统计优化方法已被成功地运用于微生物培养基优化工作中,本文根据响应面分析法的基本原理,针对响应面方法的优点、试验设计的方法以及实验数据的处理进行了简述,并结合三孢布拉霉发酵生产β-胡萝卜素培养基成分的确定说明了响应面方法的具体应用.     

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％。     

发酵促进剂对三孢布拉氏霉菌发酵的影响

β-胡萝卜素(β-carotene)是一种天然类胡萝卜素,具有预防多种癌症及防治血管硬化和冠心病等作用。三孢布拉氏霉菌(Blakesleatrispora,B.trispora)是最常用的β-胡萝卜素高产菌。本文通过向发酵培养基中添加不同的表面活性剂,改变不同植物油的添加量,加入无机氮源硝酸钠和有机碳源丙二酸钠,研究它们对B.trispora产β-胡萝卜素的影响。结果表明表面活性剂Tween20在低浓度下促进合成,高浓度下促进作用降低,添加量为0.5%(体积分数)时B.trispora的β-胡萝卜素含量有最大值133.105mg/L,相对空白值108.167mg/L提高了23.06%,效果比较明显;1.5%(体积分数)的大豆精油效果最好,优于棉籽粗油;无机氮源硝酸钠对于B.trispora的生物合成量和β-胡萝卜素含量均起到抑制作用,不适合作为培养基添加物;有机碳源丙二酸钠添加量为1.0%(体积分数)时β-胡萝卜素含量有最大值112.326 mg/L,不添加时的β-胡萝卜素含量仅为71.566 mg/L,提高1.57倍。     

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.     

丝状真菌三孢布拉霉原生质体制备及再生条件的研究

丝状真菌三孢布拉霉原生质体形成和再生的条件;培养７ｈｒ的幼龄菌丝体,用１％溶壁酶和１％纤维素酶混合酶液处理,以０．６Ｍｏｌ／Ｌ蔗糖作为渗透压稳定剂,２８℃酶解３ｈｒ。形成原生质体量达到８．０＊１０＾６个／ｍｌ原生质体的固体法再生率为１．４％,液体法再生率为４０％。     

三孢布拉氏霉合成辅酶Q10及其代谢调控

对三孢布拉氏霉代谢产物的分析表明，该菌能够合成辅酶Q10，且正株合成辅酶Q10的能力高于负株。当正负菌株以5：1混合培养时，辅酶Q10产量最高。三孢布拉氏霉合成辅酶Q10是遵循经典的辅酶Q10生物合成途径的，本实验选育到具有L-甲硫氨酸和D-酪氨酸或对氨基苯丙氨酸双重抗性标记的突变菌各一株，其辅酶Q10产量较出发菌株分别提高了76．7％及94．2％。     

丝状真菌三孢布拉霉产番茄红素发酵条件优化

丝状真菌三孢布拉霉是一种最有潜力大规模生产番茄红素的微生物。该研究利用实验室选育获得的1株三孢布拉霉,对其发酵条件进行了优化。首先采用单因素试验对其培养基的碳源、氮源、油类添加物、接种量和正负菌比例进行了优化,确定玉米粉、黄豆粉、棉籽油、接种量10%和正负菌比例1∶5分别为最佳选择。随后采用正交设计对玉米粉、黄豆粉、棉籽油和阻断剂的浓度进行了试验,进行了极差分析和方差分析,确定了最佳组合。在此条件下进行验证试验获得番茄红素的产量为29.9 mg/g菌体干重。     

一种快速提取三孢布拉霉基因组的方法

三孢布拉霉负菌是一种重要的β-胡萝卜素和番茄红素工业生产菌株,由于其基因组提取耗时费力,转化子筛选困难,基因编辑工作严重受阻。作者比较了煮沸法、添加NaOH煮沸法、复合酶液（2 g/dL溶壁酶+3 g/dL纤维素酶+3 g/dL蜗牛酶）酶解法、复合酶液酶解后煮沸法等4种处理方法的效果,发现NaOH为影响三孢布拉霉基因组释放的关键因素;对NaOH浓度、煮沸时间及基因组源的选择（上清液或处理后的菌苔）进行了优化,当NaOH浓度不低于20 mmol/L时,所处理样品的上清液均可扩增出目的基因,煮沸时间对基因组的释放无影响;不同浓度NaOH处理条件下基因组的稳定性实验表明,在所测时间（最长至108 h）内,基因组质量浓度（150~350 ng/μL）与纯度（OD₂₆₀/OD₂₈₀ 1.8~2.0）均较高,且随时间的延长无明显下降趋势;以快速提取法与常规提取法获得的基因组为模板进行PCR,两种方法扩增结果无明显差异,后续对PCR产物的测序与酶切实验证明了NaOH处理不会对后续实验产生影响;最后,从扩增同一菌株不同基因和不同丝状真菌ITS两个方面确定了基因组快速提取方法具有一定的普适性。