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利用黄酮类化合物提高虾青素产量的方法技术

技术编号:44382029 阅读:2 留言:0更新日期:2025-02-25 09:56
本发明专利技术公开了一种利用黄酮类化合物提高虾青素产量的方法,以红法夫酵母为发酵菌株,添加黄酮类化合物进行发酵,生产虾青素。选择槲皮素和黄芩素作为黄酮类化合物的来源;黄酮类化合物母液浓度为2~5g/L,黄酮类化合物在红法夫酵母菌发酵第2‑3天时添加到发酵培养基中。本发明专利技术在发酵过程中添加黄酮类化合物,促进红法夫酵母细胞膜流动性从而提高虾青素的产量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物发酵,具体涉及一种提高菌株生物合成虾青素产量的方法及其应用。


技术介绍

1、虾青素是一种天然的酮式类胡萝卜素,呈橘红色,具有高效的单线态氧猝灭能力,同时具有较强的抗氧化能力,可以保护脂质过氧化和低密度脂蛋白-胆固醇、细胞膜、细胞和组织的氧化损伤。另外,虾青素因具有抗氧化、着色和提高免疫力等特性,被广泛应用在化妆品、饲料添加剂和医疗等行业中。虾青素的传统生产工艺主要包括自然提取和化学合成;然而,它们不能满足日益增长的市场需求和消费者对天然产品的需求。随着合成生物学的快速发展,利用微生物发酵合成虾青素是一个更有效率的途径。许多天然来源的虾青素,如红法夫酵母和基因工程改造酵母,如酿酒酵母、解脂耶氏酵母和马克斯克鲁维酵母等已经被分离和构建。为了提高工业酵母发酵产虾青素的效率,研究人员利用诱变、基因改造和发酵调控等多种策略。

2、ga等在培养基中添加 0.2%乙醇可以提高虾青素生成的比速率,meyea等的研究表明,添加蒎烯500:1可增加红法夫酵母虾青素的合成。但当蒎烯浓度超过 120:1时比生长速率迅速下降。虾青素的大部分生物活性是由于其自身的靶向线粒体,在线粒体中它将自己插入细胞膜。虾青素插入在红法夫酵母细胞膜中,一方面虾青素是一种强大的抗氧化剂,保护线粒体和其他敏感的细胞器免受活性氧的损伤;另一方面虾青素会阻碍细胞膜流动,从而影响红法夫酵母生长发育及其活性,不利于红法夫酵母后期积累虾青素,造成红法夫酵母产量降低含量减少。如今解决虾青素影响细胞膜流动性的问题,可以大大提高虾青素的产量。


<p>技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种利用黄酮类化合物提高菌株发酵生物合成虾青素产量的方法。

2、本专利技术的目的通过下述技术方案实现:

3、一种利用黄酮类化合物生产虾青素的方法,将黄酮类化合物配置成一定浓度的母液,添加到发酵培养基中,以红法夫酵母菌为发酵菌株,发酵生产虾青素。

4、本专利技术产虾青素菌株可以为红法夫酵母和基因工程改造酵母,如酿酒酵母、解脂耶氏酵母和马克斯克鲁维酵母中的任意一种;

5、本专利技术一个实施例中采用的是保藏号为cctcc m 2021732的红法夫酵母( xanthophyllomyces dendrorhous)dw6。

6、作为一种优选的实施方式,本专利技术通过微生物发酵的方式生产虾青素,包括:取该产油酵母菌株接种至ym固体培养基上培养进行菌种初步活化;挑取单菌落接种至种子培养基进行二代种子培养;种子培养得到的种子液接种至发酵培养基培养,提取后获取虾青素产品。

7、发酵培养基配方为:碳源20~50 g/l,氮源15~25 g/l,无机盐1.5~5 g/l。

8、进一步的,所用菌株发酵的碳源为葡萄糖,碳源浓度为20~50 g/l。

9、进一步的,发酵培养基中氮源为硫酸铵、酵母粉和玉米浆干粉,氮源15~2 5 g/l。

10、进一步的,发酵培养基中氮源为硫酸铵、磷酸二氢钾等。

11、进一步的,所述发酵培养基配方优选为:葡萄糖30 g/l,硫酸铵1.5 g/l,磷酸二氢钾1.5 g/l,七水硫酸镁1.5 g/l,酵母粉2 g/l,玉米浆粉15 g/l。

12、进一步的,所述两代种子培养的方式为:

13、1)一代种子培养:从ym固体培养基上挑取单菌落,接种于种子培养基恒温培养;

14、2)二代种子培养:取一代种子培养液按1~10 %接种量接种于新的种子培养基,和步骤(1)同样条件下恒温培养,得到用于发酵培养的种子液。

15、进一步的,所述恒温培养的条件为25 ℃,160-180rpm,下培养24-36 h。

16、进一步的,发酵培养的温度为25 ℃。

17、进一步的,在500 rpm下发酵培养。

18、进一步的,发酵培养时,从第二天起每天补充碳源至初始浓度30g/l。

19、黄酮类化合物在红法夫酵母菌发酵第2-3天时添加到发酵培养基中。

20、黄酮类化合物优选在48h~72h添加;更优选地在72h添加。

21、黄酮类化合物母液浓度为2~5g/l。

22、将黄酮类化合物溶于无水乙醇配置成浓度为2~5g/l母液;

23、所述黄酮类化合物为槲皮素或者黄芩素中的至少一种;在发酵过程中添加黄酮类化合物可以促进红法夫酵母细胞膜流动性,从而提高虾青素的产量。

24、槲皮素的母液浓度为2g/l,槲皮素的添加量为10~40mg/l;进一步优选地,槲皮素的添加量为20mg/l。

25、黄芩素的母液浓度为5g/l,黄芩素的添加量为20~50mg/l,进一步优选地黄芩素的添加量为40~50mg/l,进一步优选地黄芩素的添加量为50mg/l。

26、进一步的,发酵液离心处理后获得含虾青素的菌体,再经由分离、提取得到虾青素产品。

27、虾青素的提取方式有很多,本专利技术的提取方式为:取发酵液离心洗涤,收集菌体,破碎菌体,萃取,离心收集上清液,获得虾青素。

28、本专利技术相对于现有技术,具有如下的有点及效果:

29、本专利技术提出一种可以提高虾青素产量的发酵方法,促进了生物生产虾青素产量的提升,将菌株在2 l发酵罐中发酵,在发酵过程添加槲皮素和黄芩素后,保持其他条件不变继续培养,所得产品中虾青素含量,在添加槲皮素的发酵罐产量比对照提高了46.14%,产量为551.90mg/l;在添加黄芩素的发酵罐中产量比对照提高了25.62%,为474.39mg/l;提取出的虾青素可用于饲料、保健品、化妆品等,而提取完的菌体可作为蛋白添加进动物饲料,提升了饲料的品质,缓解了饲料生产对于粮食的巨大需求压力。

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【技术保护点】

1.一种利用黄酮类化合物生产虾青素的方法,其特征在于,将黄酮类化合物配置成一定浓度的母液,添加到发酵培养基中,以红法夫酵母菌为发酵菌株,发酵生产虾青素。

2.根据权利要求1所述的利用黄酮类化合物生产虾青素的方法,其特征在于,所述黄酮类化合物为槲皮素或者黄芩素中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的利用黄酮类化合物生产虾青素的方法,其特征在于,所述红法夫酵母菌为红法夫酵母(Xanthophyllomyces dendrorhous)DW6,其保藏号为CCTCC M2021732。

4.根据权利要求1所述的利用黄酮类化合物生产虾青素的方法,其特征在于,黄酮类化合物母液浓度为2~5g/L。

5.根据权利要求1所述的利用黄酮类化合物生产虾青素的方法,其特征在于,所述黄酮类化合物在红法夫酵母菌发酵第2-3天时添加到发酵培养基中。

6.根据权利要求1所述的利用黄酮类化合物生产虾青素的方法,其特征在于,将黄酮类化合物溶于无水乙醇配置成浓度为2~5g/L母液。

7.根据权利要求2所述的利用黄酮类化合物生产虾青素的方法,其特征在于,槲皮素的添加量为20mg/L。

8.根据权利要求2所述的利用黄酮类化合物生产虾青素的方法,其特征在于,黄芩素的添加量为50mg/L。

9.根据权利要求1所述的利用黄酮类化合物生产虾青素的方法,其特征在于,所述发酵培养基配方为:碳源20~50 g/L,氮源15~25 g/L,无机盐1.5~5 g/L。

10.根据权利要求1所述的利用黄酮类化合物生产虾青素的方法,其特征在于,发酵条件为:25℃,500rmp下培养7天。

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【技术特征摘要】

1.一种利用黄酮类化合物生产虾青素的方法,其特征在于,将黄酮类化合物配置成一定浓度的母液,添加到发酵培养基中,以红法夫酵母菌为发酵菌株,发酵生产虾青素。

2.根据权利要求1所述的利用黄酮类化合物生产虾青素的方法,其特征在于,所述黄酮类化合物为槲皮素或者黄芩素中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的利用黄酮类化合物生产虾青素的方法,其特征在于,所述红法夫酵母菌为红法夫酵母(xanthophyllomyces dendrorhous)dw6,其保藏号为cctcc m2021732。

4.根据权利要求1所述的利用黄酮类化合物生产虾青素的方法,其特征在于,黄酮类化合物母液浓度为2~5g/l。

5.根据权利要求1所述的利用黄酮类化合物生产虾青素的方法,其特征在于,所述黄酮类化合物在...

【专利技术属性】
技术研发人员:信丰学郭放姜万奎章文明蒋羽佳
申请(专利权)人:南京工业大学
类型:发明
国别省市:

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