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%。     

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。     

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。     

响应面法优化三孢布拉氏霉菌发酵产番茄红素工艺

番茄红素除了呈现鲜艳的颜色外,还具有比较强的抗氧化等功能性作用,因而广泛应用于食品、饮料等行业,与化学合成法相比,微生物发酵法生产的番茄红素因为安全性更易于被消费者接受,因此提高天然番茄红素产量意义重大。文章以三孢布拉氏霉菌为发酵菌种,通过响应面法对发酵培养基的组成及发酵条件进行优化,从而提高番茄红素的产量与纯度。经过单因素分析和响应面优化后的培养基组成及培养条件为玉米粉20 g/L、黄豆粉25 g/L、磷酸二氢钾0.6 g/L、硫酸镁0.9 g/L、玉米油12 g/L、发酵液初始pH 6.5、接种量6%、装液量40 mL/250 mL、正菌和负菌接种比例1∶15、培养温度26℃、转速180 r/min、振荡培养144 h,在42 h时加入0.4 g/L的2-氨基-6-甲基吡啶作为环化酶阻断剂,在此条件下番茄红素的产量为626.25 mg/L,比优化前提高了25.6%,该研究结果可为番茄红素工业化生产提供参考,有助于更好地应用于肉品、饮料、保健品等行业。     

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。     

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%.     

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.     

响应面法优化以改良玉米浆为原料产β-胡萝卜素的液体发酵培养基

玉米浆是玉米粒用亚硫酸浸泡提取玉米淀粉后的副产物,主要成分为玉米可溶性蛋白及其降解物(如肽类、各种氨基酸等),另外还含有乳酸、可溶性糖类等营养成分,可作为发酵工业的原料。由于未处理玉米浆中含有多种金属离子,某些金属离子可能会对微生物的发酵过程产生不利影响,一定程度上限制了其在发酵生产上的应用。本研究采用Na2CO3对玉米浆进行预处理,离心去除沉淀后作为三孢布拉氏霉(Blakeslea trispora)的发酵原料。研究发现当100m L玉米浆中添加1.17g Na2CO3时,β-胡萝卜素产量达到最大,比未处理玉米浆提高20.67%。采用响应面法对三孢布拉氏霉液体发酵培养基进行了优化,经分析得到β-胡萝卜素产量最大时培养基中显著性因素含量为:葡萄糖8.70%、KH2PO4 0.51%,β-胡萝卜素产量可达到84.76mg/L,比优化前提高了29.93%。     

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%。     

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。     

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％。     

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.     

响应面法优化β-胡萝卜素液体发酵培养基

用响应面法对三孢布拉霉（Blakeslea trispora）液体发酵β-胡萝卜素的培养基进行了优化。首先用快速登高路径逼近β-胡萝卜素最大产量区域,然后根据快速登高法的实验结果进行响应面实验。运用逐步回归分析法,获得β-胡萝卜素产量与柠檬酸、棉籽油、黄豆粉的最优回归方程,且分析了各因子间的交互效应。最后,通过岭脊分析（Ridge max）得到β-胡萝卜素产量最大值时的组合为：柠檬酸3.10 g/dL、棉籽油11.28 g/dL、黄豆粉2.54 g/dL。β-胡萝卜素产量可达1.02 g/L,比优化前提高了25%。     

有机氮源对三孢布拉霉菌产番茄红素的影响

分别在含基础有机氮源的发酵培养基里添加啤酒废酵母水解液、玉米浆、酵母膏和蛋白胨4种额外有机氮源,发酵培养108 h,测定番茄红素的产量、菌体的生物量及发酵过程中额外有机氮源的添加对三孢布拉霉菌糖的利用情况。结果表明,啤酒废酵母水解液以促进番茄红素合成为主,玉米浆以促进菌体生长为主,酵母膏和蛋白胨的添加对三孢布拉霉菌产番茄红素影响不大。     

三孢布拉氏霉菌体中辅酶Q10测定方法的条件优化

为快速测定三孢布拉氏霉发酵制备生产中的辅酶Q10本研究采用醇碱皂化法,其工艺条件为:KOH加量为干菌体质量的1.9倍,醇碱浓度为10%,焦性没食子酸添加量为湿菌体质量的10%,在70℃下皂化60min.将萃取得到的皂化液采用硅胶HF254为固定相的薄层层析,石油醚(60～90℃):乙醚(20:3)为流动相,分离菌体皂化液中的辅酶Q10.然后在薄板上刮下与辅酶Q10标准品相同Rf值的色带,溶于无水乙醇中,用紫外分光光度法测定其辅酶Q10含量,其回收率达82.8%(RSD值为1.49%).同时结合高效液相色谱法,确证三孢布拉氏霉菌体中辅酶Q10的存在及含量.     

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。     

锁掷孢酵母固态发酵产β-胡萝卜素的工艺优化

以近玫色锁掷孢酵母S3-1为发酵菌株,研究固态发酵的培养基成分和发酵条件对β-胡萝卜素产量的影响.通过设计单因素及响应面试验对其发酵工艺进行优化,优化后的最佳发酵条件为啤酒糟与豆粕质量比3:7、装料量22.80 g/250 mL、蛋白胨添加量0.5 g/L、接种量13.07 mL/100 g干基、初始pH 5.0、培养...     

微波法从三孢布拉霉菌菌丝体中提取番茄红素

研究了微波条件下从三孢布拉霉菌菌丝体中提取番茄红素的不同因素的影响,并通过正交实验确定在微波条件下提取番茄红素的最佳工艺条件为：用正己烷作为提取剂,微波功率为400W,提取时间为10min,搅拌频率为78r/min,液固比为：80∶1（mL/g）,提取级数为2。     

三孢布拉氏霉菌体中辅酶Q10测定方法的条件优化

为快速测定三孢布拉氏霉发酵制备生产中的辅酶Q10,本研究采用醇碱皂化法,其工艺条件为:KOH加量为干菌体质量的1.9倍,醇碱浓度为10%,焦性没食子酸添加量为湿菌体质量的10%,在70℃下皂化60min。将萃取得到的皂化液采用硅胶HF254为固定相的薄层层析,石油醚(60～90℃):乙醚(20:3)为流动相,分离菌体皂化液中的辅酶Q10。然后在薄板上刮下与辅酶Q10标准品相同Rf值的色带,溶于无水乙醇中,用紫外分光光度法测定其辅酶Q10含量,其回收率达82.8%(RSD值为1.49%)。同时结合高效液相色谱法,确证三孢布拉氏霉菌体中辅酶Q10的存在及含量。