乙醇促进法夫酵母虾青素合成的机理及其代谢调控

采用代谢通量分析的方法,分析乙醇促进法夫酵母生物合成虾青素的代谢调控机理。研究发现,乙醇促进法夫酵母细胞代谢中丙酮酸、乙酰辅酶A代谢节点处的通量,使流向虾青素合成途径的通量增加,是对照组通量的2.3倍,进而促进了虾青素的合成。根据代谢调控机理,对法夫酵母菌株JMU-MVP14合成虾青素代谢途径的α-酮戊二酸和5-磷酸核酮糖代谢节点进行调控,结果表明:在培养环境中添加0.5 g/Lα-酮戊二酸,能促进法夫酵母细胞生长,生长量提高0.4 g/L。添加3 g/L的谷氨酸时,法夫酵母总类胡萝卜素产量达67.9 mg/L,是对照试验总类胡萝卜素产量的1.7倍。     

金属离子对红发夫酵母的生长、细胞形态及虾青素合成的影响

主要研究了Mn2+、Mg2+和Ca2+三种金属离子对红发夫酵母(Phaffiarhodozyma)的生长、细胞形态及虾青素生物合成的影响。结果表明,在种子培养基中添加Mn2+能明显提高红发夫酵母的β-D-葡萄糖苷酶的活性并改变细胞的形态;在发酵培养基中添加0.1g/LMn2+,能明显促进细胞生长及虾青素合成;用正交试验法优化得到发酵培养基中的金属离子浓度为:0.1g/LMn2+、0.7g/LMg2+、0.2g/LCa2+,在优化后的培养基中,细胞生长速度快,摇瓶发酵57h的虾青素产量达2.95mg/L,是不加金属离子情况下发酵产虾青素最大量(发酵72h)的1.31倍。     

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％。     

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。     

温度和pH值对Phaffia rhodozyma生长和虾青素积累的影响

研究了不同温度和 pH值对红发夫酵母PhaffiarhodozymaAs2 15 5 7生长及虾青素积累的影响。结果表明 ,2 0℃对红发夫酵母生长及虾青素合成有利 ,pH 5 91时有利于生长 ,pH4 97时有利于虾青素积累。     

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%。     

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.     

褪黑素对雨生红球藻虾青素积累和脂肪酸合成的影响

以雨生红球藻H.pluvialis LUGU为对象,研究了不同浓度的褪黑素(MLT)对藻细胞生长、虾青素积累、脂肪酸及脂肪酸合成相关酶活性的影响。结果显示:10μmol/L MLT诱导条件下培养13 d藻细胞中虾青素含量可达26.62 mg/g,是对照组(12.3 mg/g)的2.16倍;培养5 d脂肪酸合成量(15.32%)最大,是对照组的1.24倍,同时提高了虾青素酯含量;MLT诱导条件下,脂肪酸合成关键酶乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)活性升高,而磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)活性降低。研究表明,外源添加适当浓度的MLT不仅可以促进雨生红球藻中虾青素的积累,而且提高了脂肪酸的合成量,改变了脂肪酸组成。     

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%。     

红法夫酵母与环状芽孢杆菌混合培养破壁提取虾青素的研究

环状芽孢杆菌能以红法夫酵母细胞壁为唯一碳源进行发酵产胞壁溶解酶,将红法夫酵母与环状芽孢杆菌混合培养,可使环状芽孢杆菌在生长的同时产酶并逐渐溶解酵母细胞壁,从而提取虾青素。通过对红法夫酵母与环状芽孢杆菌两阶段混合培养条件的优化,总结出红法夫酵母产虾青素及酶法破壁提取的适宜工艺为:培养基初始糖浓度为30g/L,环状芽孢杆菌的最佳接种时间为红法夫酵母培养60～72h,接种量为10mL/L(1010个细胞/mL),接种后最适培养温度为30℃,pH为6.5,总发酵时间为120h,在此条件下,红法夫酵母虾青素产量可达到8960.2μg/L,虾青素最终提取率可达到96.8%。