氮饥饿/过氧化氢协同胁迫促进法夫酵母合成虾青素

虾青素是一种强抗氧化剂,在细胞抵御外界环境胁迫方面起到重要作用。研究了氮饥饿/过氧化氢协同胁迫对法夫酵母合成虾青素的影响,结果表明:低含氮量有利于虾青素的合成,随着碳氮比的降低,虾青素的合成受到抑制,最佳的碳氮比为3∶0.6,每克干细胞虾青素的含量最高达0.32mg/g;在此基础上添加5mmol/L过氧化氢协同胁迫法夫酵母可进一步提高虾青素的产量,在发酵24h(对数生长期)加入3mmol/L的H2O2,36h补加2mmol/L,虾青素产量达到0.59mg/g,比空白对照提高63.9%。     

两阶段法培养红法夫酵母生产虾青素

在法夫酵母生长过程中,培养基组成是影响细胞生长和虾青素产量的重要因素。文中通过正交设计和响应面优化方法分别对红法夫酵母生长阶段培养基和虾青素合成阶段的培养基进行了优化研究。结果表明,碳源和氟源浓度对红法夫细胞的生长及虾青素的合成有明显影响,浓度为20 g/L的葡萄糖有利于细胞的生长;而50 g/L左右的葡萄糖和高C/N有利于虾青素的合成。在此基础上提出了两阶段发酵方案。经过两阶段发酵,红法夫酵母生物量和虾青素产量达到16.8 g/L和15.015 mg/L,分别比分批培养提高了56.3%和28.7%。     

KNO_3对红发夫酵母生物合成虾青素的影响

比较了红发夫酵母(Phaffiarhodozyma)以KNO3、NaNO3、(NH4)2SO4及蛋白胨为氮源的细胞生长及虾青素合成过程,重点研究了KNO3对红发夫酵母生物合成虾青素的影响。结果表明:低浓度KNO3(0·1~0·9g/L)有利于细胞生长及虾青素合成,而高浓度KNO3(3·0~9·0g/L)抑制细胞生长及虾青素合成。当培养基中含有0·3g/LKNO3时,红发夫酵母的发酵过程不仅表现出细胞二次生长及虾青素二次合成现象,而且发酵周期较长,可获得较高的生物量和干细胞虾青素含量,分别为8·13g/L和0·993mg/g。     

乙醇对法夫酵母发酵合成虾青素的影响

利用摇瓶培养法夫酵母JMU-MVP14菌株,通过乙醇传感器检测乙醇含量,研究乙醇对法夫酵母细胞生长及虾青素合成的影响。结果表明,在10 g/L和20 g/L葡萄糖初始培养基中分别添加1～2 g/L乙醇时,均可提高虾青素的产量;而添加高浓度乙醇,则会抑制细胞生长和虾青素的合成。以10 g/L葡萄糖为初始培养基,控制发酵中恒定乙醇浓度为2 g/L,虾青素质量浓度可达到50.1 mg/L,比只添加2 g/L乙醇提高了20.3%,且虾青素细胞产率达到13.1 mg/g,葡萄糖的利用率能达到77.2%以上,说明恒定乙醇控制策略更有利于法夫酵母虾青素的合成。在10 g/L初始葡萄糖浓度,恒定乙醇浓度2 g/L,并每24 h补加5 g/L葡萄糖的优化条件下,虾青素产量最大值达到55.3 mg/L,虾青素细胞产率为19.7 mg/g,比对照组(14.1 mg/g)提高了39.7%。     

金属离子对法夫酵母产虾青素影响的研究

为了研究金属离子对法夫酵母产虾青素的影响并优化出有利于法夫酵母产虾青素的金属离子,用单因子实验方法研究不同离子对法夫酵母产虾青素的影响并用正交实验方法对金属离子进行了配比优化。在培养基中添加Zn2+和Mn2+能增加细胞干重,在培养基中添加Zn2+、Fe3+、Mn2+和Cu2+能使培养液中虾青素的浓度增加,在培养基中添加Fe3+和Cu2+能使细胞中虾青素的含量增加。在培养基中添加3μmol/L的Mn2+、1μmol/L的Zn2+、1μmol/L的Fe3+、5μmol/L的Cu2+有利于法夫酵母虾青素的合成,用这些金属离子批式培养法夫酵母,总细胞得率为0.349 g/g(葡萄糖),总虾青素得率为0.266 mg/g(葡萄糖),细胞内虾青素最高含量为0.81 mg/g。     

海洋红酵母产虾青素发酵培养基的优化

以海洋红酵母为研究对象,通过单因素试验和正交试验对其发酵合成虾青素的培养基组分进行优化研究。试验结果表明:葡萄糖是海洋红酵母合成虾青素的最佳碳源,最适氮源为酵母浸粉,适量添加红糖对发酵具有促进作用。最终确定葡萄糖、酵母浸粉、红糖的最适质量浓度分别为10、3、5g/L,在此条件下,虾青素的含量可达15.06mg/ml,比优化前提高了1.3倍左右。     

不同时间流加番茄汁对红发夫酵母生产虾青素的影响

番茄红素作为虾青素合成的前体物质,适量添加对虾青素合成起到促进作用.由于成熟番茄汁中含有大量的番茄红素,可以作为番茄红素的替代品,而且番茄汁含有的其它营养物质对红发夫酵母的生长也有一定的积极作用.这样既促进了虾青素的合成,又节约了成本,故选择番茄汁作为流加物质.结果表明,培养36h时添加番茄汁,红发夫酵母72～120h生长状态平稳,且对提高虾青素含量和产量效果显著,培养96h虾青素含量高达1318 μg/g,虾青素产量也达到最高,为17.87mg/L.     

低氮促进红发夫酵母合成虾青素机理的研究

培养基中初始氮(硫酸铵)浓度对红发夫酵母虾青素合成有明显的影响,低氮能够促进红发夫酵母合成虾青素.运用代谢通量分析的方法,定量分析不同氮浓度下红发夫酵母的中心碳代谢表明:生成乙酰辅酶A的反应的通量与合成虾青素反应的通量正相关,并且这两个通量都随培养基中初始氮浓度的降低而升高.这说明乙酰辅酶A是红发夫酵母合成虾青素的一个限制因素.进一步测定红发夫酵母丙酮酸代谢相关酶的活性表明:参与丙酮酸脱氢酶旁路的两种酶--乙醛脱氢酶和乙酰辅酶A合成酶在红发夫酵母中的活性极低;然而,柠檬酸裂解酶的活性较高,并且与红发夫酵母虾青素的合成明显呈正相关.该结果说明,柠檬酸裂解反应决定着红发夫酵母细胞质中乙酰辅酶A的供给,从而显著影响着其虾青素的合成.低氮条件能够提高柠檬酸裂解酶的活性和限制蛋白质的合成,从而增加乙酰辅酶A的供给,促进红发夫酵母合成虾青素.     

红发夫酵母利用黄浆水发酵产虾青素的研究

对红发夫酵母利用黄浆水发酵产虾青素的动态过程进行了研究，结果表明：发酵约16h生物量达最大值为5．84g／L；发酵60h-72h虾青素产量达最大值为2．43mg／L．虾青素的含量达最大值为512μg／g干菌体。通过比较黄浆水与合成培养基的发酵，发现黄浆水培养红发夫酵母获得的生物量、虾青素产量分别是合成培养基的1．85倍、1-30倍，而虾青素的干细胞含量为合成培养基的71％。     

利用法夫酵母JMU-MVP14联产发酵虾青素和功能性低聚糖的研究

为了提高法夫酵母JMU-MVP14的利用价值,探索在高产发酵虾青素的基础上联产发酵虾青素和功能性低聚糖.用高效液相色谱及液-质联用技术对法夫酵母JMU-MVP14发酵液中低聚糖成分进行鉴定,考察糖的种类、蔗糖的添加量、取样时间、发酵温度及pH对法夫酵母JMU-MVP14产低聚糖的影响.用7L罐研究联产发酵虾青素和低聚糖的工艺可行性.结果表明,法夫酵母JMU-MVP14合成的低聚糖为新科斯糖和蔗果三糖.法夫酵母JMU-MVP14合成低聚糖的最佳条件是:蔗糖质量浓度80～110g/L,温度22～25℃,pH 5.0～7.0;在7L罐中发酵至72 h时补充蔗糖溶液至80 g/L,发酵74～78 h时新科斯糖和蔗果三糖的含量达到峰值,新科斯糖、蔗果三糖及总低聚糖含量分别达到10.22、2.82和13.04g/L.此时,虾青素的体积产率、细胞产率分别为42.45mg/L和5.84 mg/g.本文提供了一种提高法夫酵母利用价值的途径,用法夫酵母JMU-MVP14可同时发酵虾青素和功能低聚糖.     

以玉米芯为原料发酵生产富含虾青素的饲料酵母

玉米芯是一种资源丰富的农副产品。采用氨水、稀酸、稀碱处理玉米芯，再用纤维素酶-木聚糖酶复合酶系可将玉米芯水解生成可发酵性糖类，然后以法夫酵母作为茵种发酵来生产饲料酵母，从而获得了含有虾青素的饲料酵母，大大强化饲料酵母的营养，提高了酵母的价值。实验结果表明，8％的氨水和4％的氢氧化钠处理玉米芯，所得还原糖效率都较好；不同的初始糖浓度对酵母生长具有不同的影响，2％的糖浓度有利于菌体的生长和虾青素的合成；酵母可能利用多种氮源进行生长，蛋白胨、鱼粉等有机氮有利于细胞的生长；[Goucose]／[Ammonium suhte]=0．7时细胞干重有较大值，而虾青素的浓度却在[Goucose]／[Ammonium sul—fate]=2时有较大值，为2．46mg,／L。5升罐上间歇培养中，最终细胞干重为3．3g／L，虾青素产率2．7ms／L。     

营养强化混养条件下提高色绿藻生物量和虾青素产量

本研究在混养条件下,系统地比较了葡萄糖浓度、氮源种类以及不同碳氮比对色绿藻生物量和虾青素产率的作用规律。目的是在短时间内达到最高生物量同时获得较高含量的虾青素,为建立色绿藻高密度快速扩种和诱导积累虾青素应用技术提供科学依据。研究结果表明:在混养条件下,当葡萄糖浓度一定时,硝酸钠是细胞生长所需的最优氮源,6 d可达到最高生物量浓度9.23 g/L,平均比生长速率为0.24/d,虾青素产量为12.38 mg/L,虾青素占总类胡萝卜素的比例高达46.94%。至于不同碳氮比、葡萄糖浓度对色绿藻生物量和虾青素生产的影响,当葡萄糖浓度为30 g/L、C/N比为34为细胞生长的最优条件,生物量浓度最高为11.28 g/L,平均比生长速率高达0.32/d;虾青素含量显著优于其他组(p0.05),虾青素的产量为21.77 mg/L,虾青素占总类胡萝卜素的比例进一步提高到52.71%。本研究结果对于色绿藻高密度快速生长并积累大量虾青素的放大技术开发具有重要的指导意义。     

原料碳氮比对丁醇发酵两阶段发酵性能的影响

在丙酮丁醇发酵的产酸期和产溶剂期两阶段,向葡萄糖质量浓度固定的培养基中添加不同质量浓度酵母浸粉,比较了不同碳氮比培养下的丙丁梭菌在相应阶段产气、耗糖、产有机酸、发酵相转型和产溶剂等发酵性能的差异。结果表明,在产酸期,适中的碳氮比(46.7~93.4 mol/mol)能够保证菌体以正常速度生长,不至于过分刺激或是抑制有机酸的合成,使发酵顺利完成相转型,有利于缩短发酵周期;在产溶剂期,较高的碳氮比(93.4~186.7 mol/mol)可以有效抑制副产物溶剂丙酮和乙醇的积累,且保持丁醇产量达到12 g/L以上,从而获得较高的丁醇/总溶剂比例。继而再利用玉米粉、木薯粉和豆饼粉3种含碳氮比差异较大的生物质原料进行丙酮丁醇发酵,验证了上述关于原料碳氮比对丁醇发酵各阶段发酵性能影响效应的结论。     

虾青素化学和生物合成研究进展

虾青素是一种重要的次级类胡萝卜素,具有极强的抗氧化性能,在食品、化工、医疗、水产养殖等方面具有广泛应用。虾青素的合成方法有化学合成及生物合成,化学合成是目前商业化虾青素来源,但生物合成的虾青素更安全,在食品、保健品行业更受欢迎。研究发现生物体内虾青素的代谢合成与油脂代谢路径间存在着一定的联系。本文综述了虾青素的化学合成法和生物合成法,重点综述了微生物中参与虾青素生物合成的关键基因及其代谢调控网络。概述了利用随机诱变、代谢工程、酶工程等手段提高细菌、酵母、海洋真核微生物等虾青素合成积累的研究进展。本文可为虾青素的高效合成研究提供理论指导。     

响应面法优化高产虾青素菌株的发酵条件

采用析因设计法对影响红法夫酵母发酵的相关因素进行评价,发现酵母膏、初始pH 值、葡萄糖及果糖浓度对虾青素产量影响显著。利用中心组合设计及响应面分析对影响虾青素产量的关键因素做进一步的优化,得到较佳的试验点为酵母膏浓度5.6g/L、初始pH 8.5、葡萄糖与果糖浓度之比24:21(m/V)。优化后虾青素产量从5.890mg/L提高到10.900mg/L;7.5L 发酵罐中,虾青素产量可达18.300mg/L,比摇瓶培养提高了68%。     

Determination of astaxanthin stereoisomers and colour attributes in flesh of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) as a tool to distinguish the dietary pigmentation source

The presence of carotenoids in animal tissue reflects their sources along the food chain. Astaxanthin, the main carotenoid used for salmonid pigmentation, is usually included in the feed as a synthetic product. However, other dietary sources of astaxanthin such as shrimp or krill wastes, algae meal or yeasts are also available on the market. Astaxanthin possesses two identical asymmetric atoms at C-3 and C-3' making possible three optical isomers with all-trans configuration of the chain: 3S,3'S, 3R,3'S, and 3R,3'R. The distribution of the isomers in natural astaxanthin differs from that of the synthetic product. This latter is a racemic mixture, with a typical ratio of 1:2:1 (3S,3'S:3R,3'S:3R,3'R), while astaxanthin from natural sources has a variable distribution of the isomers deriving from the different biological organism that synthesized it. The high-performance liquid chromatographic (HPLC) analysis of all-trans isomers of astaxanthin was performed in different pigment sources, such as red yeast Phaffia rhodozyma, alga meal Haematococcus pluvialis, krill meal and oil, and shrimp meal. With the aim to investigate astaxanthin isomer ratios in flesh of fish fed different carotenoid sources, three groups of rainbow trout were fed for 60 days diets containing astaxanthin from synthetic source, H. pluvialis algae meal and P. rhodozyma red yeast. Moreover, the distribution of optical isomers of astaxanthin in trout purchased on the Italian market was investigated. A characteristic distribution of astaxanthin stereoisomers was detected for each pigment sources and such distribution was reproduced in the flesh of trout fed with that source. Colour values measured in different sites of fillet of rainbow trout fed with different pigment sources showed no significant differences. Similarly, different sources of pigment (natural or synthetic) produced colour values of fresh fillet with no relevant or significant differences. The coefficient of distance computed amongst the feed ingredient and the trout fillet astaxanthin stereoisomers was a useful tool to identify the origin of the pigment used on farm.     

高效液相色谱法测定虾青素油中虾青素的含量

该研究建立了高效液相色谱法测定虾青素油中虾青素含量的分析方法。利用单因素实验,对虾青素油中虾青素的提取试剂、酶解时间进行选择,确定最佳前处理条件为37℃恒温水浴振荡酶解60 min,石油醚提取。色谱条件:YMC^TMC₃₀色谱柱(250 mm×4.6 mm,5μm),柱温30℃,流动相为甲醇-甲基叔丁基醚梯度洗脱,流速1 mL/min,检测波长472 nm。结果表明,全反式虾青素在0.10~4.00μg/mL范围内与峰面积有良好线性关系,精密度的相对标准偏差(relative standard deviation,RSD)为1.36%,表明精密度高,平均回收率为93.58%,回收率的RSD为2.84%,表明添加回收率高,相对标准偏差小,实验建立方法测得虾青素油中虾青素的含量为92.9%,是碱性皂化测得结果的2.11倍,所建立的方法可以准确定量虾青素油中虾青素的含量。     

糖接枝玉米醇溶蛋白包埋虾青素

本研究利用葡萄糖和木糖两种还原糖对玉米醇溶蛋白（zein）进行糖接枝改性,并制备改性zein/虾青素复合 微粒,研究糖接枝改性对包埋虾青素的影响。zein-葡萄糖/木糖的接糖量分别为2.59%和2.53%,十二烷基硫酸钠-聚 丙烯酰胺凝胶电泳后的考马斯亮蓝染色和希夫试剂染色结果也充分证明了糖蛋白的产生。圆二色谱测定结果表明, 经过糖接枝改性后的zein二级结构中α-螺旋结构含量显著减少,而β-折叠和β-转角结构含量增加,说明蛋白质发生 了一定程度的展开。扫描电子显微镜和差示扫描量热结果表明,虾青素经过zein包埋后形成的复合微粒为空心塌 陷的微粒,虾青素均匀分布在球体中。糖接枝改性后的zein对虾青素包埋率提高了10%。在无水乙醇体系下溶解 12 h,未包埋的虾青素释放率达99.8%,zein/虾青素、zein-葡萄糖/虾青素、zein-木糖/虾青素复合微粒中虾青素释放 率分别为49.7%、31.7%、30.2%。经过糖接枝改性的复合微粒显著提高了虾青素的热稳定性,在热处理过程中,未 被包埋的虾青素破坏率达75.29%,而经过包埋的虾青素破坏率均在25%以下。     

可切换亲水溶剂提取虾青素及其纳米粒抗氧化性探究

采用单因素以及正交试验优化了可切换亲水溶剂N-N二甲基环己胺(DMCHA)从雨生红球藻中提取虾青素的工艺,并将虾青素使用酰化羧甲基壳聚糖自聚体进行纳米包埋,探究虾青素纳米自聚体的抗氧化性。结果表明,在提取温度35℃,提取时间24 h,提取料液比1:20 g/mL条件下,虾青素提取率最高,达到氯仿甲醇提取的总虾青素含量的85.48%,虾青素纳米自聚体的虾青素载量可达到392 μg/mL。抗氧化性实验证明,在不同pH变化下,虾青素纳米自聚体比虾青素溶液更加稳定;55℃放置24 h条件下,虾青素纳米自聚体羟基自由基清除率仍可保持在40%,证明虾青素纳米自聚体可以有效维持虾青素的氧化稳定。