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％。     

三孢布拉霉中类胡萝卜素增产方法的研究进展

三孢布拉霉（Blakeslea trispora）是目前工业化生产类胡萝卜素的主要微生物,其发酵产生的β-胡萝卜素、番茄红素具有抗氧化、免疫调节、延缓衰老等功效。然而目前三孢布拉霉产类胡萝卜产量低是制约发酵法生产的主要因素。因此,如何有效的提高发酵的产量是现阶段研究中亟待解决的问题。该文结合国内外的研究成果,从菌种选育、工艺优化等方面来综述近年来国内外针对三孢布拉霉中类胡萝卜素产量提升的研究现状,期望能为现有的三孢布拉霉工业化生产类胡萝卜素模式提供借鉴。     

发酵促进剂在三孢布拉霉生产番茄红素中的应用

番茄红素是一种重要的脂溶性类胡萝卜素,具有很强的抗氧化、清除自由基、抗癌抑癌、增强机体免疫、延缓衰老和预防心血管疾病等重要生理功能,因此在人们的生活饮食中成为不可缺少的营养素。利用三孢布拉霉发酵生产番茄红素有着许多其他微生物所无法比拟的优点,如发酵周期短、营养要求简单、菌体营养丰富、可综合利用等。该文综述了三孢布拉霉菌发酵生产番茄红素中添加的各种促进剂以及对生产的影响,并依据作用机制的不同,进行了详细的归类总结。     

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。     

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。     

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。     

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。     

被孢霉发酵生产油脂的研究

本文研究了添加缓冲剂及提高发酵初始ｐＨ值对被孢霉 产油的影响。发现改变发酵初始ｐＨ值对菌体影响不是很大而添加缓冲剂则可明显提高菌体干重从而提高油产量，其中以在培养基中添加０．３％无水ＮａＡｃ和０．４％Ｋ２ＨＰＯ４．３Ｈ２Ｏ的效果最好，并比较了在这种条件下与不加缓冲剂条件下的ｐＨ变化曲线。     

被孢霉发酵生产油脂的研究

本文研究了添加缓冲剂及提高发酵初始pH值对被泡霉产油的影响，发现改变发酵初始pH值对菌体影响不是很大而添加缓冲剂则可明显提高菌体干重从而提高油产量，其中以在培养基中添加03％无水NaAc和0．4％K2HPO4·3H对效果最好，并比较了在这种条件下与不加缓冲剂条件下的pH变化曲线。     

三孢布拉霉遗传转化体系的构建及应用

为解决三孢布拉霉转化过程中原生质体转化率低、孢子细胞壁厚难以导入外源载体等问题,本研究中构建了根癌农杆菌侵染原生质体的转化体系,同时克隆了与非同源末端连接修复途径相关的ku80基因,并将该转化体系应用于ku80的敲除中.将ku80基因敲除框插入双元载体pDHt-sk上构建了重组敲除载体pDH-85H3,通过化学转化法将...     

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。     

三孢布拉霉CrgA泛素连接酶功能的初步探究

CrgA已经被证实是三孢布拉霉和一些其他丝状真菌中类胡萝卜素生物合成的一个负调控因子。环指结构域的存在表明,CrgA可能具有泛素连接酶的功能,是泛素化调节系统中的一个关键酶。为了验证这一假设,从三孢布拉霉中分离并鉴定了一种泛素激活酶（BtE1）和18种假定的泛素结合酶（UBC）。生物信息学分析表明,18种UBC蛋白质都包含一个UBC的保守结构域,表明它们都属于泛素结合酶。系统发育关系分析表明,18个UBC蛋白质属于7个蛋白质亚家族。根据系统进化分析结果筛选出6种候选UBC蛋白质,通过异源表达及亲和纯化得到BtE1、6种BtUBC蛋白质、BtCrgA和BtWC-1b,并在体外进行泛素化反应,BtCrgA能在BtE1和BtUBC D的协助下完成对自身的泛素修饰功能。     

深黄被孢霉发酵生产多不饱和脂肪酸的研究

本文主要以深黄被孢霉为出发菌株,主要研究了培养基组成以及培养条件对深黄被孢霉生长和发酵产脂的影响,通过单因素及正交试验确定了最佳培养基组成及最佳培养条件。     

被孢霉发酵生产花生四烯酸的研究进展

微生物特别是被孢霉发酵生产花生四烯酸是国内外研究热点，该文对被孢霉产生菌的选育发酵菌种的代谢调控、花生四烯酸的分离、检测方法等进行了综述。     

深黄被孢霉发酵生产多不饱和脂肪酸的研究

本文主要以深黄被孢霉为出发菌株,主要研究了培养基组成以及培养条件对深黄被孢霉生长和发酵产脂的影响,通过单因素及正交试验确定了最佳培养基组成及最佳培养条件。     

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％。     

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。      

高山被孢霉发酵生产花生四烯酸发酵条件优化

通过对一株高山被孢霉菌株（Mortierella alpina）发酵生产花生四烯酸（ARA）的摇瓶培养研究,以菌体干质量、出油率和ARA含量为标准,确定了其最佳发酵工艺条件。摇床实验确定的最佳培养条件为摇床转速180 r/min,培养基碳氮比为3.0,发酵温度为26 ℃,pH 值为6.2,发酵周期为5 d。在此发酵条件下,在10 L自动发酵罐进行放大发酵试验,菌体干质量、出油率和ARA含量分别高达45.4 g/L、24.1 g/L和49.6%。