CN105039484B - 一种利用海洋红酵母高产类胡萝卜素和铜发酵培养方法 - Google Patents
一种利用海洋红酵母高产类胡萝卜素和铜发酵培养方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105039484B CN105039484B CN201510512641.XA CN201510512641A CN105039484B CN 105039484 B CN105039484 B CN 105039484B CN 201510512641 A CN201510512641 A CN 201510512641A CN 105039484 B CN105039484 B CN 105039484B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carotenoid
- copper
- adjusted
- ocean rhodotorula
- added
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 241000223252 Rhodotorula Species 0.000 title claims abstract description 47
- 235000021466 carotenoid Nutrition 0.000 title claims abstract description 47
- 150000001747 carotenoids Chemical class 0.000 title claims abstract description 47
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims abstract description 45
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 42
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 title claims abstract description 26
- 238000012136 culture method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims abstract description 21
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 claims abstract description 17
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 claims abstract description 16
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 claims abstract description 15
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 claims abstract description 15
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 claims abstract description 15
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 14
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 14
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 claims abstract description 10
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000002609 medium Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;potassium Chemical compound [K].OP(O)(O)=O PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 6
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 16
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 16
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 claims description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 13
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 claims description 8
- 241000040710 Chela Species 0.000 claims description 5
- FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N L-methionine Chemical compound CSCC[C@H](N)C(O)=O FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N 0.000 claims description 5
- 229930182817 methionine Natural products 0.000 claims description 5
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 claims description 4
- 239000004365 Protease Substances 0.000 claims description 4
- 102100037486 Reverse transcriptase/ribonuclease H Human genes 0.000 claims description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 4
- 229940111205 diastase Drugs 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 2
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000012549 training Methods 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 7
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 7
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 6
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 5
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 4
- 230000037213 diet Effects 0.000 description 4
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 4
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 4
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 4
- FRXSZNDVFUDTIR-UHFFFAOYSA-N 6-methoxy-1,2,3,4-tetrahydroquinoline Chemical compound N1CCCC2=CC(OC)=CC=C21 FRXSZNDVFUDTIR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 3
- 241000235342 Saccharomycetes Species 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 235000013373 food additive Nutrition 0.000 description 3
- 239000002778 food additive Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001474374 Blennius Species 0.000 description 2
- 241000238557 Decapoda Species 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000223254 Rhodotorula mucilaginosa Species 0.000 description 2
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 2
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 235000015872 dietary supplement Nutrition 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- NESPPCWGYRQEJQ-VATUXEBJSA-N (2e,4e,6e,8e,10e,12e,14e,16e,18e,20e,22e,24e)-2,6,10,14,19,23-hexamethyl-25-(2,6,6-trimethylcyclohexen-1-yl)pentacosa-2,4,6,8,10,12,14,16,18,20,22,24-dodecaenoic acid Chemical compound OC(=O)C(/C)=C/C=C/C(/C)=C/C=C/C(/C)=C/C=C/C(/C)=C/C=C/C=C(\C)/C=C/C=C(\C)/C=C/C1=C(C)CCCC1(C)C NESPPCWGYRQEJQ-VATUXEBJSA-N 0.000 description 1
- AXDJCCTWPBKUKL-UHFFFAOYSA-N 4-[(4-aminophenyl)-(4-imino-3-methylcyclohexa-2,5-dien-1-ylidene)methyl]aniline;hydron;chloride Chemical compound Cl.C1=CC(=N)C(C)=CC1=C(C=1C=CC(N)=CC=1)C1=CC=C(N)C=C1 AXDJCCTWPBKUKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000258957 Asteroidea Species 0.000 description 1
- 102000040350 B family Human genes 0.000 description 1
- 108091072128 B family Proteins 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000000626 Daucus carota Species 0.000 description 1
- 235000002767 Daucus carota Nutrition 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- SQUHHTBVTRBESD-UHFFFAOYSA-N Hexa-Ac-myo-Inositol Natural products CC(=O)OC1C(OC(C)=O)C(OC(C)=O)C(OC(C)=O)C(OC(C)=O)C1OC(C)=O SQUHHTBVTRBESD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010054949 Metaplasia Diseases 0.000 description 1
- 244000088415 Raphanus sativus Species 0.000 description 1
- 235000006140 Raphanus sativus var sativus Nutrition 0.000 description 1
- 241001030146 Rhodotorula sp. Species 0.000 description 1
- 241000235344 Saccharomycetaceae Species 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- NESPPCWGYRQEJQ-AGUCYFRTSA-N Torularhodin Natural products CC(=C/C=C/C=C(C)/C=C/C=C(C)/C=C/C1=C(C)CCCC1(C)C)C=CC=C(/C)C=CC=C(/C)C=CC=C(/C)C(=O)O NESPPCWGYRQEJQ-AGUCYFRTSA-N 0.000 description 1
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N [C].[N] Chemical compound [C].[N] CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZGBSOTLWHZQNLH-UHFFFAOYSA-N [Mg].S(O)(O)(=O)=O Chemical compound [Mg].S(O)(O)(=O)=O ZGBSOTLWHZQNLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000034303 cell budding Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 229910052927 chalcanthite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000008121 dextrose Substances 0.000 description 1
- 235000013681 dietary sucrose Nutrition 0.000 description 1
- DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N diphenylamine Chemical class C=1C=CC=CC=1NC1=CC=CC=C1 DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 229910052564 epsomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000021050 feed intake Nutrition 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 1
- HRQKOYFGHJYEFS-RZWPOVEWSA-N gamma-carotene Natural products C(=C\C=C\C(=C/C=C/C=C(\C=C\C=C(/C=C/C=1C(C)(C)CCCC=1C)\C)/C)\C)(\C=C\C=C(/CC/C=C(\C)/C)\C)/C HRQKOYFGHJYEFS-RZWPOVEWSA-N 0.000 description 1
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 229960000367 inositol Drugs 0.000 description 1
- CDAISMWEOUEBRE-GPIVLXJGSA-N inositol Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)[C@@H]1O CDAISMWEOUEBRE-GPIVLXJGSA-N 0.000 description 1
- 239000010977 jade Substances 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015689 metaplastic ossification Effects 0.000 description 1
- 238000002703 mutagenesis Methods 0.000 description 1
- 231100000350 mutagenesis Toxicity 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000050 nutritive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 150000004291 polyenes Chemical class 0.000 description 1
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000033458 reproduction Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- CDAISMWEOUEBRE-UHFFFAOYSA-N scyllo-inosotol Natural products OC1C(O)C(O)C(O)C(O)C1O CDAISMWEOUEBRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000011218 seed culture Methods 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 229960004793 sucrose Drugs 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- AIBOHNYYKWYQMM-MXBSLTGDSA-N torulene Chemical compound CC(C)=C\C=C\C(\C)=C\C=C\C(\C)=C\C=C\C(\C)=C\C=C\C=C(/C)\C=C\C=C(/C)\C=C\C1=C(C)CCCC1(C)C AIBOHNYYKWYQMM-MXBSLTGDSA-N 0.000 description 1
- 231100000033 toxigenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000001551 toxigenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 150000003722 vitamin derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
本发明提供一种利用海洋红酵母高产类胡萝卜素和铜发酵培养方法,包括如下:所述海洋红酵母WYN1在含铜培养基中发酵培养高效生产类胡萝卜素,发酵培养基组成为葡萄糖1%,酶解玉米粉1‑3%,蛋白胨2.5%,硫酸镁0.02%,磷酸二氢钾0.15%,铜含量150‑200mg/L,氯化钠20%,其余为水;初始pH为8,接种量3‑8%,摇床转速为50‑80r/min,24‑28℃培养10‑15小时后调整温度为16‑20℃进行低温静止培养,停止搅拌,pH调整为3‑5,保持2‑4小时;之后阶梯形升温到24‑30℃,pH调整为4.6‑5.5,按照2.5%的添加量添加蛋白胨,按照2%的量添加酵母粉;摇床转速为50‑100r/min,继续发酵10‑15h。
Description
技术领域
本发明涉及一株既能积累类胡萝卜素又能富集铜的海洋红酵母及其有利于类胡萝卜素积累的发酵培养方法,属于海洋微生物的发酵及综合利用技术领域。
背景技术
类胡萝卜素是一类呈黄色、橙色或红色的多烯类化合物,它是自然界中最普遍存在也是最稳定的天然色素,广泛存在于许多动植物中。类胡萝卜素作为一种优良的食品添加剂和改善人类营养的营养增补剂,它的优良品质和效果,很久以来就被世界各国所公认,被誉为最有希望的抗氧化剂。目前,类胡萝卜素被广泛应用于食品、医药、化妆品及饲料添加剂等行业中,由于其良好的应用前景及卓越的功能,长久以来倍受人们青睐。
从天然食物提取类胡萝卜素工艺复杂、成本高并且浪费大量食物,因此通过微生物发酵法生产类胡萝卜素已成为研究热点,特别是用不产生毒素的红酵母作为菌种已被广泛研究。红酵母是酵母菌中的一种,属于隐形球酵母科,为单细胞真菌。红酵母形体为卵圆形或椭圆形,生殖方式为多边形出芽生殖,能产生明显的红色或黄色色素。红酵母能产生β-胡萝卜素、圆酵母素和红酵母红素等多种色素。
铜是动物必需的微量元素,对于动物的健康和生长都有很重要的作用。目前,已有许多试验证实,在断奶仔猪饲粮中以硫酸铜作为铜源添加(250mg/kg)的铜可以提高仔猪的同采食量、日增重以及肉料比。但饲料中添加这种无机态的硫酸铜也存在很多问题,如猪吸收率低、与饲粮中其它组分配伍性差、排泄率高、污染环境等。但是,酵母菌具有鳌合铜粒子的能力,它除了含有高含量和高吸收率的铜元素外,还具有良好稳定性、与饲粮中其它组分配伍性好、吸收率高、排泄率低、环境污染小等优点。
随着对海洋微生物研究的加深,人们越来越重视海洋微生物的开发价值。由于海洋独特的环境,例如高盐、高压、低营养、低温等,造就了海洋微生物有别于陆生微生物的许多特异性。海洋红酵母营养要求简单、生长周期短、菌体营养丰富,有良好的开发前景。
张坤生《利用红酵母发酵生产类胡萝卜素及其功能性质研究》公开了以红酵母为出发菌株,利用二苯胺为筛选剂,通过紫外诱变,经筛选得到一株高产类胡萝卜素菌株Ruv701,摇瓶发酵产量达到13.25mg/L,5L罐发酵类胡萝卜素产量达到37.21mg/L,还公布了通过均匀设计试验得到促进红酵母发酵产生类胡萝卜素的金属离子的最佳添加量:K2SO4 1.0%、MgSO4·7H2O 0.05%、CuSO4·5H2O 0.0045%。
发明专利申请CN104130952《一株胶红酵母及其在发酵生产类胡萝卜素和油脂中的应用》公开了一株胶红酵母菌Rhodotorula mucilaginosa,保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号为:CGMCC No.8926,还公开了该菌株在pH4.5-8.0均可以产生较高的类胡萝卜素,但是最高产类胡萝卜素范围在pH6.5-7.5之间,葡萄糖和蔗糖都可以作为产生类胡萝卜素的碳源,但是以葡萄糖最好,碳氮比为25-35∶1,温度为27-30℃之间,发酵96h类胡萝卜素产量最高,最高产量可达到22.93mg/L。
目前尚未有既能高产类胡萝卜素又能富集铜的海洋红酵母的相关报道,本发明以期从海洋环境中分离获得高产胡萝卜素的富铜海洋红酵母,通过单因素实验和正交实验确定适合于海洋红酵母产类胡萝卜素的最优培养条件,为工业生产提供理论依据,探索一条海洋红酵母利用的新途径。
发明内容
本发明的目的在于提供一株从海洋环境中分离获得的既能高产类胡萝卜素又能富集铜的海洋红酵母,并提供其能够实现高产胡萝卜素并富集铜的最佳发酵培养条件,为工业化生产提供理论依据。
本发明所述海洋红酵母WYN1在含铜培养基中发酵培养能够高效生产类胡萝卜素,具体的方法是:优选的发酵培养基组成为葡萄糖1%,酶解玉米粉1-3%,蛋白胨2.5%,硫酸镁0.02%,磷酸二氢钾0.15%,铜含量150-200mg/L,氯化钠20%,其余为水;初始pH为8,接种量3-8%,摇床转速为50-80r/min,24-28℃培养10-15小时后调整温度为16-20℃进行低温静止培养,停止搅拌,pH调整为3-5,保持2-4小时;之后阶梯形升温到24-30℃,pH调整为4.6-5.5,按照2.5%的添加量添加蛋白胨,按照2%的量添加酵母粉;摇床转速为50-100r/min,继续发酵10-15h。
优选的,在低温静止培养阶段向培养基中添加培养基重量3-5wt%的蛋氨酸螯和铜。
酶解玉米粉的制备方法为:取60g的玉米粉于1000mL三口烧瓶中,加入适量的去离子水调制浓度为10%的料液,pH值调整至6.0~6.5。向料液中加入中温α-淀粉酶,酶用量为10-15U/g干物质,50-55℃液化1.5-2.0h,升温至90℃灭酶10min。再降温至55℃,pH值调整为8.0,加入碱性蛋白酶,酶用量为800-1000U/g干物质,作用时间为2h,升温灭酶得酶解玉米粉液。
本发明所述海洋红酵母WYN1可广泛应用于食品添加剂工业,其发酵生产的类胡萝卜素作为一种优良的食品添加剂和改善人类营养的营养增补剂,可以被广泛应用于食品、医药、化妆品中;另外该菌种还可以应用于饲料工业中,作为饲料添加剂添加到饲料中,可以提供B族维生素和铜离子,稳定性好、与饲粮中其它组分配伍性好、吸收率高、排泄率低、环境污染小,强化饲料的营养价值。
为了实现上述目的,本发明从青岛黄海海域海边采集多种生物样本,包括海虾、海星、海藻等,从中分离海洋红酵母,并进行该高产菌种积累类胡萝卜素最优条件优化,工艺流程包括:采集海洋生物样本→海洋红酵母分离、鉴定→影响类胡萝卜素产量的单因素试验、正交试验→铜离子驯化培养→最优发酵培养条件确定。
本发明提供一株高产类胡萝卜素的富铜海洋红酵母WYN1,经鉴定属于红酵母属(Rhodotorula),所述菌株已于2014年11月25日保藏于中国典型培养物保藏中心(地址:中国.武汉.武汉大学,邮编430072),保藏编号为:CCTCC No:M 2014592,分类命名:海洋红酵母WYN1(Rhodotorula sp.WYN1)。
有益效果:
本发明利用从海洋环境中分离获得一株高产胡萝卜素的富铜海洋红酵母WYN1,通过静止培养方法有效的提高了酵母中胡萝卜素和铜产量。采用上述方法发酵培养海洋红酵母WYN1,其生物量、类胡萝卜素产量及胞内铜含量分别为27g/L以上、35-40mg/L和7240-8000μg/g干菌。
研发中,发明人意外发现低温静止培养可以有效提高胡萝卜和铜含量。是本发明的重要成果。
具体实施方式
下面通过具体的实施方案叙述本发明方法。除非特别说明,本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外,实施方案应理解为说明性的,而非限制本发明的范围,本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言,在不背离本发明实质和范围的前提下,对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。
实施例1:海洋红酵母菌WYN1的获得及耐铜能力驯化
(1)将从黄海海边采集新鲜的海虾、海星、海藻等生物样本,置于无菌的YEPD培养基中,挑取红色或粉红色圆形菌落,进一步纯化培养。根据各菌种类胡萝卜素的积累量,筛选类胡萝卜素产量高的菌种。其中类胡萝卜素产量较高的海洋红酵母WYN1,细胞为卵圆形,没有假菌丝;在海水配置的YEPD培养基上形成红色菌落,表面光滑,边缘整齐;在产孢培养基上不产子囊孢子,多边芽殖,无掷孢子;不发酵糖,不形成类淀粉化合物,不同化肌醇。根据上述特点,初步确定属于红酵母属(Rhodotorula)。斜面保存于冰箱中。
(2)海洋红酵母WYN1的发酵培养
将菌种转接到斜面培养基上活化,28℃培养24h后,接种于液体种子培养基中,28℃振荡培养36h得种子液,按10%接种量接入装有60mL发酵培养基的250mL三角瓶中,28℃,振荡培养48h(摇床转速为180r/min)。发酵培养基组成为葡萄糖2%,蛋白胨1%,酵母膏1%,硫酸镁0.02%,磷酸二氢钾0.15%,盐度20。28℃摇床培养48h,转速为180r/min。
(3)耐铜能力驯化
将海洋红酵母菌WYN1接种于铜离子含量为50mg/L(硫酸铜配置)培养基中,置于28℃,180r/min恒温摇床上震荡培养24h。然后从该培养物中取3ml发酵物接种到不含铜的麦芽汁培养基中,培养24h。反复培养几代,使酵母在含铜的培养基中生长稳定,且数量不再增多时,再逐步提高培养基的铜浓度。如此反复便可使得酵母菌能够适应铜离子含量为300mg/l的环境,获得了耐铜的特性。本发明经过对海洋红酵母进行耐铜能力驯化后,能有效地提高细胞生物量、类胡萝卜素的产量及酵母的富铜能力。
(4)细胞生物量的测定
将发酵液3000r/min离心10min,弃上清液,菌体经无菌水洗2~3次后再次离心,所得菌体置于60℃烘箱中干燥至恒重,准确称重。
(5)类胡萝卜素的提取:
将1g干菌体放入100mL三角瓶中,加入5mL 3mol/L的盐酸室温浸泡1h,沸水浴4min,迅速冷却,3000r/min离心15min沉淀为细胞残渣,用丙酮定容至20mL萃取,得类胡萝卜素浸提液。
(6)类胡萝卜素的测定
将提取液适当稀释后,用722型分光光度计在475nm条件下测定光吸收值。按下式计算类胡萝卜素含量:
式中:Aλmax为475nm波长处的吸光度;D为测定试样时的稀释倍数;V为丙酮用量(mL);0.16为类胡萝卜素的克分子消光系数;W为红酵母菌体干重(g)。
(7)酵母含铜量测定
用原子吸收法测定。
(8)菌种保藏
将上述经过驯化的富铜海洋红酵母WYN1保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏编号为:CCTCC No:M 2014592。
实施例2:(对比试验)海洋红酵母WYN1高产类胡萝卜素的发酵条件研究
发酵培养基组成:葡萄糖2.5%,蛋白胨2.5%,硫酸镁0.02%,磷酸二氢钾0.15%,铜含量300mg/L(硫酸铜配置),氯化钠20%,其余为水;初始pH为8,接种量10%,摇床转速为180r/min,28℃培养24小时后,温度调整为30℃,pH调整为5,补加一次氮源,即再按照2.5%的添加量添加蛋白胨,继续发酵24h。采用上述方法发酵培养海洋红酵母WYN1,其生物量、类胡萝卜素产量及胞内铜含量分别为27.52g/L、25.12mg/L和6240μg/g干菌。
实施例3
本发明所述海洋红酵母WYN1在含铜培养基中发酵培养能够高效生产类胡萝卜素,具体的方法是:优选的发酵培养基组成为葡萄糖1%,酶解玉米粉2%,蛋白胨2.5%,硫酸镁0.02%,磷酸二氢钾0.15%,铜含量180mg/L(硫酸铜配置,以铜离子计算),氯化钠20%,其余为水;初始pH为8,接种量5%,摇床转速为60r/min,26℃培养12小时后调整温度为18℃进行低温静止培养,停止搅拌,pH调整为4,保持3小时;之后每小时2-4℃阶梯形升温到28℃,pH调整为5.3,按照2.5%的添加量添加蛋白胨,按照2%的量添加酵母粉;摇床转速为80r/min,继续发酵12h。
优选的,在低温静止培养阶段向培养基中添加培养基重量4wt%的灭菌蛋氨酸螯和铜。
采用上述方法发酵培养海洋红酵母WYN1,其生物量、类胡萝卜素产量及胞内铜含量分别为28g/L以上、38mg/L和7650μg/g干菌。
酶解玉米粉的制备方法为:取60g的玉米粉于1000mL三口烧瓶中,加入适量的去离子水调制浓度为10%的料液,pH值调整至6.0~6.5。向料液中加入中温α-淀粉酶,酶用量为10U/g干物质,50℃液化2h,升温至90℃灭酶10min。再降温至55℃,pH值调整为8.0,加入碱性蛋白酶,酶用量为800U/g干物质,作用时间为2h,升温灭酶得酶解玉米粉液。
例4
本发明所述海洋红酵母WYN1在含铜培养基中发酵培养能够高效生产类胡萝卜素,具体的方法是:发酵培养基组成为葡萄糖1%,酶解玉米粉1%,蛋白胨2.5%,硫酸镁0.02%,磷酸二氢钾0.15%,铜含量200mg/L,氯化钠20%,其余为水;初始pH为8,接种量8%,摇床转速为80r/min,24℃培养10小时后调整温度为16℃进行低温静止培养,停止搅拌,pH调整为5,保持2小时;之后阶梯形升温到30℃,pH调整为5.5,按照2.5%的添加量添加蛋白胨,按照2%的量添加酵母粉;摇床转速为50r/min,继续发酵15h。
优选的,在低温静止培养阶段向培养基中添加培养基重量3wt%的蛋氨酸螯和铜。
酶解玉米粉的制备方法为:取60g的玉米粉于1000mL三口烧瓶中,加入适量的去离子水调制浓度为10%的料液,pH值调整至6.0~6.5。向料液中加入中温α-淀粉酶,酶用量为15U/g干物质,55℃液化1.5h,升温至90℃灭酶10min。再降温至55℃,pH值调整为8.0,加入碱性蛋白酶,酶用量为1000U/g干物质,作用时间为2h,升温灭酶得酶解玉米粉液。
采用上述方法发酵培养海洋红酵母WYN1,其生物量、类胡萝卜素产量及胞内铜含量分别为27g/L以上、35mg/L和7350μg/g干菌。
Claims (4)
1.一种利用海洋红酵母高产类胡萝卜素和铜发酵培养方法,包括如下:所述海洋红酵母WYN1在含铜培养基中发酵培养高效生产类胡萝卜素,发酵培养基组成为葡萄糖1%,酶解玉米粉1-3%,蛋白胨2.5%,硫酸镁0.02%,磷酸二氢钾0.15%,铜含量150-200mg/L,氯化钠20%,其余为水;初始pH为8,接种量3-8%,摇床转速为50-80r/min,24-28℃培养10-15小时后调整温度为16-20℃进行低温静止培养,停止搅拌,pH调整为3-5,保持2-4小时;之后阶梯形升温到24-30℃,pH调整为4.6-5.5,按照2.5%的添加量添加蛋白胨,按照2%的量添加酵母粉;摇床转速为50-100r/min,继续发酵10-15h;
在所述低温静止培养阶段向培养基中添加培养基重量3-5wt%的蛋氨酸螯和铜;
所述海洋红酵母WYN1保藏编号为:CCTCC No:M 2014592。
2.根据权利要求1所述的利用海洋红酵母高产类胡萝卜素和铜发酵培养方法,酶解玉米粉的制备方法为:取60g的玉米粉于1000mL三口烧瓶中,加入适量的去离子水调制浓度为10%的料液,pH值调整至6.0~6.5;向料液中加入中温α-淀粉酶,酶用量为10-15U/g干物质,50-55℃液化1.5-2.0h,升温至90℃灭酶10min;再降温至55℃,pH值调整为8.0,加入碱性蛋白酶,酶用量为800-1000U/g干物质,作用时间为2h,升温灭酶得酶解玉米粉液。
3.根据权利要求1所述的利用海洋红酵母高产类胡萝卜素和铜发酵培养方法,发酵培养基组成为葡萄糖1%,酶解玉米粉2%,蛋白胨2.5%,硫酸镁0.02%,磷酸二氢钾0.15%,铜含量180mg/L,氯化钠20%,其余为水;初始pH为8,接种量5%,摇床转速为60r/min,26℃培养12小时后调整温度为18℃进行低温静止培养,停止搅拌,pH调整为4,保持3小时;之后每小时2-4℃阶梯形升温到28℃,pH调整为5.3,按照2.5%的添加量添加蛋白胨,按照2%的量添加酵母粉;摇床转速为80r/min,继续发酵12h。
4.根据权利要求1所述的利用海洋红酵母高产类胡萝卜素和铜发酵培养方法,在低温静止培养阶段向培养基中添加培养基重量4wt%的灭菌蛋氨酸螯和铜。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510512641.XA CN105039484B (zh) | 2015-08-17 | 2015-08-17 | 一种利用海洋红酵母高产类胡萝卜素和铜发酵培养方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510512641.XA CN105039484B (zh) | 2015-08-17 | 2015-08-17 | 一种利用海洋红酵母高产类胡萝卜素和铜发酵培养方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105039484A CN105039484A (zh) | 2015-11-11 |
CN105039484B true CN105039484B (zh) | 2018-11-09 |
Family
ID=54446452
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510512641.XA Expired - Fee Related CN105039484B (zh) | 2015-08-17 | 2015-08-17 | 一种利用海洋红酵母高产类胡萝卜素和铜发酵培养方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105039484B (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105567776A (zh) * | 2016-02-04 | 2016-05-11 | 邵素英 | 一种酵母发酵制备虾青素的方法 |
CN105755086A (zh) * | 2016-03-01 | 2016-07-13 | 临沂市康发食品饮料有限公司 | 一种利用黄桃罐头下脚料发酵生产类胡萝卜素的方法 |
CN105648020A (zh) * | 2016-04-05 | 2016-06-08 | 邵素英 | 一种低碳生产类胡萝卜素的方法 |
CN105648019A (zh) * | 2016-04-05 | 2016-06-08 | 邵素英 | 一种对环境友好的生产类胡萝卜素的方法 |
CN107699502B (zh) * | 2017-11-21 | 2021-11-12 | 广东海洋大学 | 一种胶红酵母突变菌株及其应用 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104130952A (zh) * | 2014-04-03 | 2014-11-05 | 河南师范大学 | 一株胶红酵母及其在发酵生产类胡萝卜素和油脂中的应用 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2324625C (en) * | 1999-12-01 | 2011-09-27 | F. Hoffmann-La Roche Ag | Recombinant production of carotenoids, particularly astaxanthin |
-
2015
- 2015-08-17 CN CN201510512641.XA patent/CN105039484B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104130952A (zh) * | 2014-04-03 | 2014-11-05 | 河南师范大学 | 一株胶红酵母及其在发酵生产类胡萝卜素和油脂中的应用 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Relationship among carotenoid production,copper bioremediation and oxidative stress in Rhodotorula mucilaginosa RCL-11;Veronica Irazusta等;《Process Biochemistry》;20130423(第48期);摘要部分、第806页右栏最后一段、第804页左栏第一段第1-4行及参考文献13 * |
逆境对红酵母发酵生产类胡萝卜素的促进作用;史馨怡等;《生物技术通报》;20130126(第1期);第193页2.1部分 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105039484A (zh) | 2015-11-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105039484B (zh) | 一种利用海洋红酵母高产类胡萝卜素和铜发酵培养方法 | |
CN103146599B (zh) | 高产γ-氨基丁酸的植物乳杆菌及其应用 | |
CN105441349B (zh) | 一株新型植物乳杆菌及其应用 | |
CN105018379A (zh) | 一株具高抗氧化活性的植物乳杆菌及其应用 | |
CN108531409B (zh) | 一种海洋红酵母高密度发酵方法 | |
CN106222098A (zh) | 一株红曲霉菌株及其应用 | |
CN102210449A (zh) | 干巴菌的液体深层发酵培养及其调味品和富硒产品的制备方法 | |
CN108841731B (zh) | 产色素的红曲菌株及其应用 | |
CN104928199B (zh) | 一株高产类胡萝卜素的富铜海洋红酵母及其发酵培养方法 | |
Elsanhoty et al. | Production of carotenoids from Rhodotorula mucilaginosa and their applications as colorant agent in sweet candy | |
CN103881927A (zh) | 一种高产无色素普鲁兰多糖的茁芽短梗霉及其培养和制备普鲁兰多糖的方法 | |
CN103849581B (zh) | 一种花椒内生短杆菌及其筛选纯化方法和用途 | |
CN106434466B (zh) | 一种产生天然红色素的赤红球菌及其制备方法与应用 | |
CN105614022A (zh) | 共生培养制备富含虾青素的饲料添加剂的方法 | |
CN103160550A (zh) | 一种裂褶菌胞外多糖与燕麦多糖组成的复合多糖的制备方法 | |
CN106854624A (zh) | 裂殖壶菌f6及其在生产dha和类胡萝卜素中的应用 | |
CN105028661A (zh) | 一种高产叶酸的乳酸菌菌株制作豆浆发酵乳的制作方法 | |
CN104830703B (zh) | 一株胶红酵母及其在发酵生产海红虾青素中的应用 | |
CN104357484B (zh) | 一种黑木耳液体发酵产黑色素培养基 | |
CN105803034B (zh) | 一种利用植物生长调节剂naa诱导淡水蛋白核小球藻zf藻株高效积累类胡萝卜素的方法 | |
CN110250464A (zh) | 一种富硒发酵凤头姜咸坯的制备方法 | |
CN113512504B (zh) | 一株产虾青素菌株及其应用 | |
CN114276936B (zh) | 一株冠突散囊菌菌株及应用 | |
CN107760611A (zh) | 一种富硒黄牛肝菌的液体发酵工艺优化方法及工艺 | |
CN113249248B (zh) | 一种暗红戈登氏菌、用途及生产色素的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20181109 |