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%。     

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。     

关键酶抑制剂对法夫酵母合成虾青素的代谢调控

本文研究烟碱、辛伐他汀、N-甲基吗啉、异烟肼、β-紫罗兰酮5种抑制剂对法夫酵母合成虾青素过程中各中间类胡萝卜素及虾青素含量的影响,以及乙醇对抑制效果的影响。通过高效液相色谱检测发现,5种抑制剂对JMU-VDL668和JMU-MVP14合成类胡萝卜均有抑制作用。其中,法夫酵母JMU-VDL668含有95%左右的虾青素,添加烟碱和异烟肼后β-隐黄质比例明显提升。添加辛伐他汀后,JMU-MVP14虾青素合成途径中的中间类胡萝卜素基本转化为虾青素,虾青素的比例从82.37%提至98.64%。另外,研究发现乙醇对辛伐他汀、N-甲基吗啉引起的代谢抑制有补救作用,而与烟碱、β-紫罗兰酮组合时有叠加的抑制效应。