法夫酵母生物法生产虾青素的研究进展

虾青素是一种酮式类胡萝卜素,在功能饲料、食品、化妆品和医药等方面具有广阔的应用前景.法夫酵母是天然生产虾青素的主要微生物之一,本文旨在介绍通过基因工程培养、诱变及发酵工艺优化等方法来提高法夫酵母生物合成虾青素的新进展.     

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。     

法夫酵母产虾青素的补料发酵

以法夫酵母 (Phaffiarhodozyma)WSS FF6为产生菌进行产虾青素的补料发酵 ,在通气量为 2 5 0L/h、pH =6.0± 0 .5的条件下 ,先流加高糖浓度的培养基 ,后添加 0 .1%乙醇 ,进行分批补料发酵 ,经 130h发酵后 ,生物量与类胡萝卜素产量分别为 2 7.4mg/mL、2 6.12 μg/mL ,生长得率、产物得率及酵母色素质量分数分别为 0 .4 6、0 .4 4和 0 .95     

一种新的提高法夫酵母中虾青素稳定性的方法

虾青素作为天然的着色剂、饲料添加剂和保健营养品,可广泛应用于食品、医药和化妆品行业,而法夫酵母是可生产天然虾青素的主要微生物之一。为了评价抗氧化剂在法夫酵母虾青素提取中的应用价值,研究其对虾青素稳定性的影响,以提取液中虾青素含量为指标,并在对细胞酸法破壁、酶法破壁以及溶媒萃取色素过程中辅助添加抗氧化剂,测定了虾青素在酸、酶、温度、和溶媒等不同条件下的保留率。试验结果表明,在细胞破壁和溶媒萃取色素过程中,添加适量的抗氧化剂,可以显著提高虾青素的稳定性;在乳酸破壁及丙酮提取过程中分别添加抗坏血酸和生育酚,使得虾青素的提取率较传统方法提高了28.01%。抗坏血酸和生育酚属于天然抗氧化剂,不会引起残留毒性,具有较好的工业应用前景。     

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%。     

法夫酵母产虾青素的摇瓶工艺

以法夫酵母 (Phaffiarhodozyma)WSS -FF6为产生菌进行摇瓶条件下的类胡萝卜素 (主要为虾青素 )发酵条件研究 .正交试验表明 :葡萄糖质量分数对酵母产色素影响较大 ,在起始 pH值为 6,培养温度 2 2℃ ,葡萄糖 3 .0 %、尿素 0 .1 %、磷酸二氢钾 0 .6%、玉米浆 0 .6%的培养基下经过72h、2 2 0r/min摇瓶发酵 ,其生物量为 6.58mg/mL ,类胡萝卜素产量为 1 4.92 μg/mL ,其中虾青素占 78% .     

法夫酵母产虾青素培养基及培养条件的优化

采用单因素实验对高产虾青素的法夫酵母(Phaffia rhodozymaJMU-MVP14)的培养基及培养条件进行优化,确定最佳培养基组成是:葡萄糖30g/L,酵母膏6g/L,(NH4)2SO41.015g/L(C/N=65),MgSO4·7H2O1g/L,KH2PO413.6g/L(C/P=10),CaCl20.2g/L。最佳培养条件是:初始pH7.0,接种量5%,装液量30mL,培养温度20℃。在此条件下,于7L发酵罐、进行发酵培养,其生物量和虾青素含量分别为13.13g/L和67.07mg/L,与初始培养条件相比分别提高了85.8%和15.8%。     

氮源对红发夫酵母生产虾青素的影响

研究了不同氮源对红发夫酵母生长及虾青素积累的影响。结果表明,在所研究的有机氮源中,玉米浆是最好的单一氮源,虾青素产量达到5255μg/L。以酵母粉、蛋白胨为单一氮源时,虾青素产量分别是3287、3087μg/L,远远低于玉米浆;而无机氮源最佳为柠檬酸三铵,虾青素产量5737μg/L。当采用玉米浆和柠檬酸三铵作为混合氮源(2:5)时,虾青素产量达到7746μg/L。     

红法夫酵母生产虾青素的研究新进展

利用红法夫酵母发酵生产虾青素是天然虾青素研究的热点,论述了当前红法夫酵母生产虾青素研究新进展,特别是对红法夫酵母生产虾青素的的重点研究内容做了较为详细的概括。     

氮源对红发夫酵母生产虾青素的影响

研究了不同氮源对红发夫酵母生长及虾青素积累的影响。结果表明,在所研究的有机氮源中,玉米浆是最好的单一氮源,虾青素产量达到5255μg/L。以酵母粉、蛋白胨为单一氮源时,虾青素产量分别是3287、3087μg/L,远远低于玉米浆;而无机氮源最佳为柠檬酸三铵,虾青素产量5737μg/L。当采用玉米浆和柠檬酸三铵作为混合氮源(2:5)时,虾青素产量达到7746μg/L。      

法夫酵母色素提取方法的研究

对法夫酵母色素的提取方法进行了研究。实验结果表明:在工业化生产中酸—热法是法夫酵母破壁较理想的方法。其最佳工艺条件为盐酸浓度3mol/L、盐酸用量9mL/g干细胞、浸泡时间20min、沸水浴时间4min,丙酮是较优越的色素浸提溶剂。在此条件下,法夫酵母破壁率达到95.8%,细胞碎片经丙酮浸提后,几乎为无色。     

应用高效液相色谱检测红法夫酵母胞内虾青素的含量

采用高效液相色谱法定量地测定了红法夫酵母胞内虾青素的含量。色谱条件为 :色谱柱KromasilC18,5 μm ,(2 5 0× 4 6 )mm ;流动相为V(甲醇 )∶V(乙腈 ) =9∶1;流速 1 4mL/min ;检测波长 4 78nm ;柱温为室温。加标回收率为 98 2 %～ 10 0 8%。     

二甲亚砜法破壁条件对法夫酵母虾青素提取效果的影响

为了评价二甲亚砜(DMSO)法破壁在法夫酵母虾青素提取中的应用价值,研究了提取溶剂、DMSO用量、破壁温度、料液比、浸提时间、浸提次数6个条件因子对破壁后法夫酵母虾青素提取的影响,并对破壁条件进行了优化。实验结果表明:丙酮为最理想的提取溶剂;各主要因素破壁温度、料液比和浸提时间对虾青素的提取量影响依次减小,单因素及正交实验得到法夫酵母中虾青素提取的最佳条件为:以丙酮为提取溶剂、DMSO用量1∶1.5、浸提2次、破壁温度45℃、料液比1∶20(w/v)、浸提时间40 min,优化后虾青素的提取量为4.42 mg/g。      

葵花籽油的氧化稳定性研究

以葵花籽油的酸值和过氧化值为评价指标,考察了温度、光照、金属离子、氧气、水分对葵花籽油氧化稳定性的影响。结果表明：温度、光照、金属离子、氧气、水分均会引起储藏过程中葵花籽油的酸值和过氧化值的升高,且温度和水分影响较明显;40℃下试样放置24 d后的酸值和过氧化值分别达到1.03 mgKOH/g和19.2 meq/kg;Cu2＋对于葵花籽油过氧化值的影响大于Fe2＋;氧气短期内不会促进葵花籽油酸值的上升;添加了1%和2%水分的葵花籽油的酸值相差不大,均大于未加水样品,且水分含量越高,过氧化值增加越快。     

不同培养方式对红发夫酵母产虾青素的影响

通过间歇流加培养、指数流加培养、混合碳源-番茄汁流加培养和恒速流加培养等4种培养方式的实验,说明进行流加培养有利于红发夫酵母细胞生长及虾青素的合成。与分批培养相比,所有流加模式下生物量及虾青素产量都有不同程度地提高。其中流加混合碳源-番茄汁获得了最好的实验结果,最终的生物量、虾青素含量和产量分别达到33.71g/L、1106μg/g和36.26mg/L。     

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。     

菠萝皮渣生产虾青素的发酵条件研究

以菠萝皮渣为培养基的主要原料,采用法夫酵母（Phaffia rhodozyma）对其进行发酵生产虾青素,采用响应面分析法对法夫酵母的发酵条件进行优化研究。先用Plackett-Burman设计法实验确定重要因素,再用最陡爬坡实验法确定因素水平,最后用响应面分析方法求得的最佳发酵条件为：发酵温度为20.0℃,初始pH为5.29,糖度为6.1%,酵母膏2g/L,MgSO42g/L,（NH4）2SO44g/L,KH2PO41.5g/L,种龄36h。用此优化的发酵培养基培养法夫酵母,虾青素产量可达6.5751mg/L。     

法夫酵母色素的组成与性质

对法夫酵母色素的组成及其光谱特性和稳定性进行了研究.结果表明法夫酵母色素是由10多种类胡萝卜素组成,其中虾青素为78%;色素呈亮丽的红色,对热较敏感,对自然光、紫外光、氧很敏感,色拉油和抗氧化剂对其有一定的保护作用.