CN1439721A - 产虾青素的藻类和酵母混合培养发酵生产虾青素的方法 - Google Patents

产虾青素的藻类和酵母混合培养发酵生产虾青素的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种产虾青素的藻类和酵母混合培养发酵生产虾青素的方法，属于生物法生产虾青素技术。该方法是在装有特定培养基的反应器内，同时接种包括雨生红球藻在内的藻类和包括红发夫酵母在内的酵母进行混合培养发酵生产虾青素。其特征在于，培养基的组成和培养条件的确定。本发明的优点在于培养基成本低，培养过程中提高了糖的转化率、生物量和虾青素产量。本发明不但适用于雨生红球藻和红发夫酵母混合培养，而且也适用于其它产有虾青素的藻类和酵母混合培养。

Description

产虾青素的藻类和酵母混合培养发酵生产虾青素的方法
                                 技术领域
本发明涉及一种将产虾青素的藻类和酵母进行混合培养、发酵生产虾青素的方法，属于生物法生产虾青素技术。
                                 背景技术
虾青素是一种抗氧化性极强的次生类胡萝卜素，在医药、食品、保健品等方面有着广泛的应用前景。
藻类如雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)、绿球藻(Chlorococcum sp)和酵母如红发夫酵母(Phaffia rhodozyma)、深红酵母(Phodotorula rubra)、粘红酵母(Rhodotorula glutinis)均能合成虾青素，它们是采用生物技术生产虾青素的主要微生物源。雨生红球藻和绿球藻在光照时能同时进行光合自养和化能异养代谢，适于微偏碱性环境，生长速度慢，虾青素含量高；红发夫酵母、深红酵母和粘红酵母都是单细胞酵母，适于偏酸性环境，只进行异养代谢，繁殖速度快，虾青素含量低。目前生产虾青素的方法都是将藻类或酵母单独地进行培养或发酵，在各自的培养或发酵过程中，由于营养条件、pH及CO2和O2浓度的变化，影响了细胞的生长及虾青素的积累，虾青素产量较低。
                                 发明内容
本发明的目的在于提供一种将藻类和酵母混合培养发酵生产虾青素的方法。该方法过程条件易控，生产成本低，虾青素产量高。
本发明是通过下述技术方案加以实现的：在装有特定培养基的反应器内，同时接种包括雨生红球藻在内的藻类和包括红发夫酵母在内的酵母进行混合培养发酵生产虾青素，其特征在于：培养基组成为：
葡萄糖         1～30g/L        K2HPO4      0.01～2.0g/L     CuSO4·5H2O 0.001～3.5g/L
NaNO3        0.01～2.0g/L    MgSO4·7H2O 0.01～2.5g/L     ZnSO4·7H2O 0.001～3.0g/L
Co(NO3)2    0.01～8.0mg/L   CaCl2·2H2O 0.01～2g/L       KH2PO4      0.01～3.6g/L
MnCl2·4H2O 0.001～1.5g/L   NaCl           0.01～3.0g/L     MoO3         0.01～15mg/L
KOH            0.001～5g/L     FeSO4·7H2O 0.001～5g/L      EDTANa2      0.001～0.8g/L
H3BO3       0.001～1.0g/L
培养条件为：将上述藻类与酵母按1∶0.5～10的比例进行接种，接种量为1～30％(v/v)，细胞密度为1×102-108cells/ml；初始pH用盐酸或硫酸调至5～9；培养温度为15～30℃；光照强度1000～6000Lx；转速为20～360转/分，培养60～150小时。
本发明的主要优点是培养基成本低，并且在混合培养过程中，由于酵母发酵产生的CO2和有机酸(被中和成有机酸盐)可以作为碳源被藻类吸收利用；藻类光合作用放出的O2又被酵母吸收而促进其虾青素的合成，从而提高了糖的转化率、生物量和虾青素产量。
实例一  培养基组成(g/l)：
glucose        3.5        NaNO3        0.30      CaCl2·2H2O    0.50
MgSO4·7H2O 0.075      K2HPO4      0.075     NaCl              0.025
KH2O4       0.075      ZnSO4·7H2O 0.0082    MnCl2·4H2O    0.0014
MoO3         0.00071    CuSO4·5H2O 0.00157   Co(NO3)2·6H2O0.0005
H3BO3       0.0114     EDTANa2      0.05      FeSO4            0.005
KOH            0.031
pH：用0.1M盐酸调至6.5
在装有30ml的上述培养基的250ml的三角烧瓶中接种雨生红球藻(细胞密度2.5×105cells/ml)和红发夫酵母(细胞密度3.1×105cells/ml)各3ml，并与二者单独培养进行比较。二者单独培养时接种量也分别为3ml。将三角烧瓶置于带光照的恒温摇瓶机中。温度23.8℃，转速100rpm，光照35001x，培养96小时。
虾青素的提取和测定：培养液经离心分离和萃取，用高效液相色谱进行外标法测定。
混合培养以及雨生红球藻和红发夫酵母单独培养的虾青素产量分别为：13.2mg/l，3.70mg/l，1.08mg/l。
实例二  将培养基中氮源NaNO3的浓度提高一倍(0.6g/l)，其它条件不变，进行雨生红球藻和红发夫酵母混合培养、雨生红球藻和红发夫酵母单独培养的虾青素产量分别为：7.80mg/l，2.05mg/l，1.69mg/l。
实例三  将培养基中的葡萄糖浓度调为12g/l，其它条件不变，进行雨生红球藻和红发夫酵母混合培养、雨生红球藻和红发夫酵母单独培养的虾青素产量分别为：6.06mg/l，2.1lmg/l，1.98mg/l。
实例四  将接种量减至为各1.5ml，其它条件不变，进行雨生红球藻和红发夫酵母混合培养、雨生红球藻和红发夫酵母单独培养的虾青素产量分别为：5.12mg/l，1.91mg/l，1.58mg/l。
实例五  将光照强度调为2500lx，其它条件不变，进行雨生红球藻和红发夫酵母混合培养、雨生红球藻和红发夫酵母单独培养的虾青素产量分别为：2.26mg/l，1.99mg/l，1.63mg/l。
实例六  将转速调为200rpm，其它条件不变，进行雨生红球藻和红发夫酵母混合培养、雨生红球藻和红发夫酵母单独培养的虾青素产量分别为：8.21mg/l，5.52mg/l，3.16mg/l。
采用上述培养基及培养方法，也适用于雨生红球藻与粘红酵母及深红酵母的混合培养，以及绿球藻与上述的红发夫酵母、深红酵母、粘红酵母三种酵母进行混合培养。

Claims (1)

1、一种产虾青素的藻类和酵母混合培养发酵生产虾青素的方法，该方法是在装有特定培养基的反应器内，同时接种包括雨生红球藻在内的藻类和包括红发夫酵母在内的酵母进行混合培养发酵生产虾青素，其特征在于：培养基组成为：
葡萄糖         1～30g/L         K2HPO4       0.01～2.0 g/L    CuSO4·5H2O   0.001～3.5g/L
NaNO3        0.01～2.0g/L     MgSO4·7H2O  0.01～2.5g/L     ZnSO4·7H2O   0.001～3.0g/L
Co(NO3)2    0.01～8.0mg/L    CaCl2·2H2O  0.01～2g/L       KH2PO4        0.01～3.6g/L
MnCl2·4H2O 0.001～1.5g/L    NaCl           0.01～3.0g/L     MoO3           0.01～15mg/L
KOH           0.001～5g/L      FeSO4·7H2O  0.001～5g/L      EDTANa2        0.001～0.8g/L
H3BO3       0.001～1.0g/L
培养条件为；将上述藻类与酵母按1∶0.5～10的比例进行接种，接种量为1～30％(v/v)，细胞密度为1×102-108cells/ml；初始pH用盐酸或硫酸调至5～9；培养温度为15～30℃；光照强度1000～6000Lx；转速为20～360转/分，培养60～150小时。
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