提高β-胡蘿卜素產(chǎn)量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微生物發(fā)酵的技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種提高β-胡蘿卜素產(chǎn)量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]β -胡蘿卜素分子式為C4(]H55，是合成維生素A的前體物質(zhì)，是一種抗氧化劑，具有解毒作用，是維護人體健康不可缺少的營養(yǎng)，在抗癌、預防心血管疾病、白內(nèi)障及抗氧化上具有顯著的功能，并進而防止老化和衰老引起的多種退化性疾病。
[0003]β -胡蘿卜素是脂溶性化合物，是存在于所有光合生物和許多非光合微生物(如異養(yǎng)細菌和真菌)中的萜類色素。在毛霉目真菌中，胡蘿卜素是通過甲羥戊酸途徑合成的下游次生代謝產(chǎn)物。甲羥戊酸途徑是以乙酸輔酶Α為初始底物合成異戊二烯焦磷酸(ΙΡΡ)和二甲稀丙基焦磷酸(DMAPP)的一條代謝途徑。HMG-CoA還原酶催化HMG-CoA形成甲羥戊酸(MVA),由于MVA的形成是一個不可逆過程，因此HMG-CoA還原酶的活性與β-胡蘿卜素的合成成正相關(guān)。
[0004]目前生產(chǎn)β-胡蘿卜素的方法主要有植物提取法，化學合成法，微生物發(fā)酵法。植物提取法是指從胡蘿卜等富含胡蘿卜素的植物中提取胡蘿卜素，化學合成法是以化學原料化學法合成胡蘿卜素。微生物發(fā)酵法是指以三孢布拉氏霉，杜氏海藻，酵母等微生物發(fā)酵生產(chǎn)胡蘿卜素。其中，以三孢布拉氏霉發(fā)酵生產(chǎn)胡蘿卜素最具工業(yè)應(yīng)用前景。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種提高胡蘿卜素產(chǎn)量的方法。
[0006]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:
本發(fā)明的提高胡蘿卜素產(chǎn)量的方法，包括以下步驟:
(1)種子培養(yǎng)
將三孢布拉氏霉正負菌分別活化后轉(zhuǎn)接到三角瓶中，培養(yǎng)基裝液量100mL，培養(yǎng)溫度為25-30°C，搖床轉(zhuǎn)速200-250rpm，培養(yǎng)時間為48_52h ；
種子培養(yǎng)基的組分按質(zhì)量百分比為:玉米淀粉3.5%、黃豆餅粉2.3%、ΚΗ2Ρ04 0.15%、MgS04.7H 20 0.01%、工業(yè)玉米漿1%、豆油0.5%，其余為水;
(2)發(fā)酵培養(yǎng)
將上述正負菌種子液以發(fā)酵培養(yǎng)基10%的體積比按正負菌1:4的比例接入到三角瓶中，三角瓶中發(fā)酵培養(yǎng)基裝液量100mL，培養(yǎng)溫度為25-30°C，搖床轉(zhuǎn)速200_250rpm ;在發(fā)酵培養(yǎng)開始后24-48h，加入抗生素溶液，每次加1毫升，加兩次，一共2ml ；
發(fā)酵培養(yǎng)基組分按質(zhì)量百分比為:玉米淀粉3.0%、黃豆餅粉2.0%、ΚΗ2Ρ04 0.25%、MgS04.7H20 0.02%、豆油3.0%、工業(yè)玉米漿2.0%、維生素B1 0.005%、檸檬酸三鈉0.3%、曲拉通 0.1%、BHT 0.05%，其余為水，pH 為 7.0-8.0。
[0007]本發(fā)明還可以采用以下技術(shù)措施: 發(fā)酵過程中加入的抗生素為青霉素、頭孢菌素、頭霉素中的任一種。
[0008]抗生素溶液的濃度為0.5-lmg/Lo
[0009]抗生素溶液加入的方式為一次性加入、分批加入或流加中的任一種。
[0010]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:
本發(fā)明的提高β -胡蘿卜素產(chǎn)量的方法中，通過在發(fā)酵過程中添加抗生素，刺激MVA激酶活性，從而可以增加胡蘿卜素前體物質(zhì)異戊二烯焦磷酸(ΙΡΡ)的合成，提高單位菌體合成胡蘿卜素的產(chǎn)量。本發(fā)明提供了簡便有效經(jīng)濟的發(fā)酵工藝，在不影響總蛋白質(zhì)及碳水化合物合成的情況下，增加了單位菌體合成胡蘿卜素的能力，且代謝過程控制簡單，操作方便，易于實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。
【具體實施方式】
[0011]以下通過具體實施例對本發(fā)明中的技術(shù)方案進行詳細說明:
本發(fā)明的提高β-胡蘿卜素產(chǎn)量的方法，包括以下步驟:
(1)種子培養(yǎng)
將三孢布拉氏霉正負菌分別活化后轉(zhuǎn)接到三角瓶中，培養(yǎng)基裝液量100mL，培養(yǎng)溫度為25-30°C，搖床轉(zhuǎn)速200-250rpm，培養(yǎng)時間為48_52h ；
種子培養(yǎng)基的組分按質(zhì)量百分比為:玉米淀粉3.5%、黃豆餅粉2.3%、ΚΗ2Ρ04 0.15%、MgS04.7H 20 0.01%、工業(yè)玉米漿1%、豆油0.5%，其余為水;
(2)發(fā)酵培養(yǎng)
將上述正負菌種子液以發(fā)酵培養(yǎng)基10%的體積比按正負菌1:4的比例接入到三角瓶中，三角瓶中發(fā)酵培養(yǎng)基裝液量100mL，培養(yǎng)溫度為25-30°C，搖床轉(zhuǎn)速200_250rpm ;在發(fā)酵培養(yǎng)開始后24-48h，加入抗生素溶液，每次加1毫升，加兩次，一共2ml ；
發(fā)酵培養(yǎng)基組分按質(zhì)量百分比為:玉米淀粉3.0%、黃豆餅粉2.0%、ΚΗ2Ρ04 0.25%、MgS04.7H20 0.02%、豆油3.0%、工業(yè)玉米漿2.0%、維生素B1 0.005%、檸檬酸三鈉0.3%、曲拉通 0.1%、BHT 0.05%，其余為水，pH 為 7.0-8.0。
[0012]實施例1:
本發(fā)明的提高胡蘿卜素產(chǎn)量的方法，包括以下步驟:
(1)種子培養(yǎng)
將三孢布拉氏霉正負菌分別活化后轉(zhuǎn)接到三角瓶中，培養(yǎng)基裝液量100mL，培養(yǎng)溫度為25°C，搖床轉(zhuǎn)速200rpm，培養(yǎng)時間為48h ；
種子培養(yǎng)基的組分按質(zhì)量百分比為:玉米淀粉3.5%、黃豆餅粉2.3%、ΚΗ2Ρ04 0.15%、MgS04.7H 20 0.01%、工業(yè)玉米漿1%、豆油0.5%，其余為水;
(2)發(fā)酵培養(yǎng)
將上述正負菌種子液以發(fā)酵培養(yǎng)基10%的體積比按正負菌1:4的比例接入到三角瓶中，三角瓶中發(fā)酵培養(yǎng)基裝液量100mL，培養(yǎng)溫度為25 °C，搖床轉(zhuǎn)速200rpm ;在發(fā)酵培養(yǎng)開始后24h，一次性加入濃度為lmg/L的青霉素溶液，每次加1毫升，加兩次，一共2ml ；
發(fā)酵培養(yǎng)基組分按質(zhì)量百分比為:玉米淀粉3.0%、黃豆餅粉2.0%、ΚΗ2Ρ04 0.25%、MgS04.7H20 0.02%、豆油3.0%、工業(yè)玉米漿2.0%、維生素B1 0.005%、檸檬酸三鈉0.3%、曲拉通 0.1%、BHT 0.05%，其余為水，pH 為 7.0。
[0013]實施例2:
本發(fā)明的提高β_胡蘿卜素產(chǎn)量的方法，包括以下步驟:
(1)種子培養(yǎng)
將三孢布拉氏霉正負菌分別活化后轉(zhuǎn)接到三角瓶中，培養(yǎng)基裝液量100mL，培養(yǎng)溫度為27°C，搖床轉(zhuǎn)速220rpm，培養(yǎng)時間為50h ；
種子培養(yǎng)基的組分按質(zhì)量百分比為:玉米淀粉3.5%、黃豆餅粉2.3%、ΚΗ2Ρ04 0.15%、MgS04.7H 20 0.01%、工業(yè)玉米漿1%、豆油0.5%，其余為水;
(2)發(fā)酵培養(yǎng)
將上述正負菌種子液以發(fā)酵培養(yǎng)基10%的體積比按正負菌1:4的比例接入到三角瓶中，三角瓶中發(fā)酵培養(yǎng)基裝液量100mL，培養(yǎng)溫度為27 °C，搖床轉(zhuǎn)速220rpm ;在發(fā)酵培養(yǎng)開始后40h，流加濃度為lmg/L的頭孢菌素溶液，每次加1毫升，加兩次，一共2ml ；
發(fā)酵培養(yǎng)基組分按質(zhì)量百分比為:玉米淀粉3.0%、黃豆餅粉2.0%、ΚΗ2Ρ04 0.25%、MgS04.7H20 0.02%、豆油3.0%、工業(yè)玉米漿2.0%、維生素B1 0.005%、檸檬酸三鈉0.3%、曲拉通 0.1%、BHT 0.05%，其余為水，pH 為 7.5。
[0014]實施例3:
本發(fā)明的提高胡蘿卜素產(chǎn)量的方法，包括以下步驟:
(1)種子培養(yǎng)
將三孢布拉氏霉正負菌分別活化后轉(zhuǎn)接到三角瓶中，培養(yǎng)基裝液量100mL，培養(yǎng)溫度為30°C，搖床轉(zhuǎn)速250rpm，培養(yǎng)時間為52h ；
種子培養(yǎng)基的組分按質(zhì)量百分比為:玉米淀粉3.5%、黃豆餅粉2.3%、ΚΗ2Ρ04 0.15%、MgS04.7H 20 0.01%、工業(yè)玉米漿1%、豆油0.5%，其余為水;
(2)發(fā)酵培養(yǎng)
將上述正負菌種子液以發(fā)酵培養(yǎng)基10%的體積比按正負菌1:4的比例接入到三角瓶中，三角瓶中發(fā)酵培養(yǎng)基裝液量100mL，培養(yǎng)溫度為30 °C，搖床轉(zhuǎn)速250rpm ;在發(fā)酵培養(yǎng)開始后48h，間隔一小時分兩次加入濃度為0.5mg/L的頭霉素溶液，每次加1毫升，加兩次，一共 2ml ；
發(fā)酵培養(yǎng)基組分按質(zhì)量百分比為:玉米淀粉3.0%、黃豆餅粉2.0%、ΚΗ2Ρ04 0.25%、MgS04.7H20 0.02%、豆油3.0%、工業(yè)玉米漿2.0%、維生素B1 0.005%、檸檬酸三鈉0.3%、曲拉通 0.1%、BHT 0.05%，其余為水，pH 為 8.0。
[0015]實施例4
本發(fā)明的提高胡蘿卜素產(chǎn)量的方法，包括以下步驟:
(1)種子培養(yǎng)
將三孢布拉氏霉正負菌分別活化后轉(zhuǎn)接到三角瓶中，培養(yǎng)基裝液量100mL，培養(yǎng)溫度為26°C，搖床轉(zhuǎn)速240rpm，培養(yǎng)時間為52h ；
種子培養(yǎng)基的組分按質(zhì)量百分比為:玉米淀粉3.5%、黃豆餅粉2.3%、ΚΗ2Ρ04 0.15%、MgS04.7H 20 0.01%、工業(yè)玉米漿1%、豆油0.5%，其余為水;
(2)發(fā)酵培養(yǎng)
將上述正負菌種子液以發(fā)酵培養(yǎng)基10%的體積比按正負菌1:4的比例接入到三角瓶中，三角瓶中發(fā)酵培養(yǎng)基裝液量100mL，培養(yǎng)溫度為28 °C，搖床轉(zhuǎn)速230rpm ;在發(fā)酵培養(yǎng)開始后48h，一次性加入濃度為0.8mg/L的青霉素溶液，每次加1毫升，加兩次，一共2ml ；發(fā)酵培養(yǎng)基組分按質(zhì)量百分比為:玉米淀粉3.0%、黃豆餅粉2.0%、ΚΗ2Ρ04 0.25%、MgS04.7H20 0.02%、豆油3.0%、工業(yè)玉米漿2.0%、維生素B1 0.005%、檸檬酸三鈉0.3%、曲拉通 0.1%、BHT 0.05%，其余為水，pH 為 7.6。
[0016]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，然而，并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當然會利用揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾，成為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種提高β -胡蘿卜素產(chǎn)量的方法，包括以下步驟: (1)種子培養(yǎng) 將三孢布拉氏霉正負菌分別活化后轉(zhuǎn)接到三角瓶中，培養(yǎng)基裝液量lOOmL，培養(yǎng)溫度為25-30°C，搖床轉(zhuǎn)速200-250rpm，培養(yǎng)時間為48_52h ； 種子培養(yǎng)基的組分按質(zhì)量百分比為:玉米淀粉3.5%、黃豆餅粉2.3%、ΚΗ2Ρ04 0.15%、MgS04.7H 20 0.01%、工業(yè)玉米漿1%、豆油0.5%，其余為水; (2)發(fā)酵培養(yǎng) 將上述正負菌種子液以發(fā)酵培養(yǎng)基10%的體積比按正負菌1:4的比例接入到三角瓶中，三角瓶中發(fā)酵培養(yǎng)基裝液量100mL，培養(yǎng)溫度為25-30°C，搖床轉(zhuǎn)速200_250rpm ;在發(fā)酵培養(yǎng)開始后24-48h，加入抗生素溶液，每次加1毫升，加兩次，一共2ml ； 發(fā)酵培養(yǎng)基組分按質(zhì)量百分比為:玉米淀粉3.0%、黃豆餅粉2.0%、ΚΗ2Ρ04 0.25%、MgS04.7H20 0.02%、豆油3.0%、工業(yè)玉米漿2.0%、維生素B1 0.005%、檸檬酸三鈉0.3%、曲拉通 0.1%、BHT 0.05%，其余為水，pH 為 7.0-8.0。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高β-胡蘿卜素產(chǎn)量的方法，其特征在于:發(fā)酵過程中加入的抗生素為青霉素、頭孢菌素、頭霉素中的任一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的提高β-胡蘿卜素產(chǎn)量的方法，其特征在于:抗生素溶液的濃度為0.5-lmg/Lo4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提高β-胡蘿卜素產(chǎn)量的方法，其特征在于:抗生素溶液加入的方式為一次性加入、分批加入或流加中的任一種。
【專利摘要】一種提高β-胡蘿卜素產(chǎn)量的方法，包括種子培養(yǎng)和發(fā)酵培養(yǎng)步驟，通過在發(fā)酵過程中添加青霉素、頭孢菌素和頭霉素中任一抗生素，刺激MVA激酶活性，從而可以增加β-胡蘿卜素前體物質(zhì)異戊二烯焦磷酸（IPP）的合成，提高單位菌體合成β-胡蘿卜素的產(chǎn)量。本發(fā)明提供了簡便有效經(jīng)濟的發(fā)酵工藝，在不影響總蛋白質(zhì)及碳水化合物合成的情況下，增加了單位菌體合成β-胡蘿卜素的能力，且代謝過程控制簡單，操作方便，易于實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。
【IPC分類】C12P23/00, C12R1/645
【公開號】CN105368908
【申請?zhí)枴緾N201510936038
【發(fā)明人】喬長晟, 劉姍姍, 劉星, 李雪
【申請人】天津北洋百川生物技術(shù)有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年12月15日