本发明涉及辅酶q10，特别是涉及一种辅酶q10及其生产工艺。
背景技术：
：辅酶q10(coenzymeq10)是生物体内广泛存在的脂溶性醌类化合物，是人体细胞中重要的生化辅酶之一，有抗脂质过氧化作用，能预防心肌再灌注损伤，具有清除自由基、维持细胞膜的通透性、提高免疫功能等多种药理作用。因此，作为一种具有重大医学价值的生化药物或作为保健食品的良好材料，辅酶q10的医学价值及保健功能在不断受到重视和开发。申请号为201410629877.7的发明专利公开了一种含辅酶q10的营养组合物及其制备方法与应用，涉及辅酶q10。所述含辅酶q10的营养组合物的成分包括：辅酶q10、天然维生素e、油溶性辅料、水溶性辅料；按质量比辅酶q10∶天然维生素e∶油溶性辅料∶水溶性辅料＝1∶(0.8～1.8)∶(6.2～10.82)∶(0.007～0.08)。按比例称取辅酶q10、天然维生素e、油溶性辅料、水溶性辅料，混合均匀，脱去气泡，形成均一的混悬剂。所述含辅酶q10的营养组合物可在制备增强免疫力、缓解体力疲劳的含辅酶q10的营养保健制剂中应用。中国专利cn102656133a公开一种还原型辅酶q10的制造方法、稳定化方法以及含有还原型辅酶q10的组合物，不仅具有对氧化型辅酶q10的还原能力、使还原型辅酶q10稳定化的能力，而且还兼具营养素、美味、通用性等的成分及其利用方法。还原型辅酶q10的制造方法，该方法包括：使用在侧链具有包含氮原子和/或氧原子的官能团的氨基酸类，将氧化型辅酶q10还原。辅酶q10主要通过三种方式生产，分别为化学合成、直接提取和微生物发酵法。化学合成法经过步骤多，且生物活性低，因此售价也偏低。直接从动物肝脏等器官提取虽然生物活性较高，但是受季节、原材料限制，难以大规模生产。本发明采用微生物发酵的方法生产辅酶q10，提高辅酶q10的发酵单位和发酵液质量，降低发酵成本。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题之一是提供一种辅酶q10的生产工艺。本发明所述辅酶q10的生产工艺，包括以下步骤：(1)将类球红细菌接种于种子培养基中，培养，获得种子液；(2)将种子液转接于发酵培养基中，发酵培养，获得发酵液；(3)将发酵液离心，收集底部固体，将底部固体用蒸馏水洗涤，得到菌体；(4)将菌体进行提取，得到所述辅酶q10。具体地，本发明所述辅酶q10的生产工艺，包括以下步骤：(1)将类球红细菌活化后接种于种子培养基中，以180-220转/分钟的转速于28-30℃摇床培养20-24小时，得到种子液，其中种子培养基的组成为：(nh4)2so42.5g/l，玉米浆0.5g/l，酵母提取物1.4g/l，nacl2g/l，葡萄糖3g/l，k2hpo40.5g/l，kh2po40.5g/l，mgso41g/l，feso40.1g/l，cocl20.03g/l，mnso40.001g/l，caco38g/l，余量为水；(2)将种子液以6-8％的接种量(体积/体积)转接于发酵培养基中，以180-700转/分钟的转速于28-30℃摇床发酵培养120-140小时，得到发酵液，其中发酵培养基的组成为：(nh4)2so46g/l，nacl1g/l，葡萄糖4g/l，kh2po44g/l，谷氨酸钠4g/l，mgso410g/l，玉米浆11g/l，feso412g/l，cocl20.05g/l，caco36g/l，余量为水；(3)将发酵液以6000-8000转/分钟的转速离心10-15分钟，收集底部固体，将底部固体用去离子水洗涤，底部固体与去离子水的固液比为1：(20-30)(g/ml)，得到菌体；(4)将菌体与邻苯三酚、氢氧化钠、甲醇和水混合，菌体与邻苯三酚、氢氧化钠、甲醇和水的比例为2:1:0.8:10:(3-5)(g/g/g/ml/ml)，于90-95℃反应1-3小时；将反应液冷却至23-25℃，加入正己烷，反应液与正己烷的体积比为1：(1.5-2.5)，以300-400转/分钟的转速搅拌20-30分钟，得到混合液；将混合液以3000-4000转/分钟的转速离心15-20分钟，取上清液；将上清液于40-45℃、真空度0.06-0.07mpa的条件下干燥16-24小时，得到所述辅酶q10。通气比，即每分钟的通气量与发酵培养基料液体积的比值。由于本发明中类球红细菌的发酵过程属于好氧发酵，供氧对于菌体的生长和产物形成有着重要的影响。因此，在发酵过程中，向发酵液中供给适量的无菌通气，有利于菌体的生长繁殖和所需目标代谢产物的积累。优选地，步骤(2)的发酵过程中，向发酵液中通入无菌空气，无菌空气的通气比为22-30l/min。在研发过程中发现，如果单纯地提高发酵过程中的转速和无菌空气的通气比，即增加氧气的加入量，并没有达到现有提高辅酶q10产量的效果。经过推测，这可能是因为，氧气的通入量过多，菌体的生长速度加快，同时使得营养物质不足以供给菌体的代谢，因此产物辅酶q10的合成受阻。所以，发明人在发酵培养的后期适当地降低发酵培养的转速和无菌空气的通入比。优选地，步骤(2)的发酵过程分为两个阶段，第一阶段的发酵条件为：发酵培养的转速为450-600转/分钟，无菌空气的通气比为28-30l/min，发酵时间为50～60小时；第二阶段的发酵条件为：发酵培养的转速为180-240转/分钟，无菌空气的通气比为20-22l/min，发酵时间为70～80小时。作为本发明的一个改进的技术方案，步骤(2)的发酵过程中，在发酵第85～90小时时，向发酵培养基中添加甲基供体。优选地，所述甲基供体的添加量为100-300ppm。优选地，所述甲基供体为甜菜碱、胆碱、蛋氨酸中的一种或几种的组合物。更优选地，所述甲基供体为甜菜碱和胆碱的组合物，其中甜菜碱和胆碱的质量比为质量比1：2。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种辅酶q10。本发明所述辅酶q10，采用上述任一种辅酶q10的生产工艺制备而成。本发明还公开了所述辅酶q10在医药、化妆品、食品、保健品中的应用。本发明所述辅酶q10的生产工艺，适用于工业生产，显著提高了辅酶q10的生产效率，得到的辅酶q10具有优异的抗氧化效果，可在医药、化妆品、食品、保健品中应用。具体实施方式下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。下述实施例中，类球红细菌，拉丁学名：rhodobactersphaeroides，编号为atcc49419，购自中国微生物菌种网。玉米浆，cas号：66071-94-1，购自上海麦克林生化科技有限公司，产品编号为c805620。酵母提取物，cas号：8013-01-2，购自百灵威科技有限公司。葡萄糖，cas号：50-99-7，购自北京硕齐科技有限公司。谷氨酸钠，cas号：142-47-2，购自上海将来实业股份有限公司。邻苯三酚，cas号：87-66-1，购自合肥天健化工有限公司。甜菜碱，cas号：107-43-7，购自上海奥克化学有限公司。无菌空气，自制。胆碱，cas号：123-41-1，购自百灵威科技有限公司。蛋氨酸，cas号：63-68-3，购自无锡景耀生物科技有限公司。实施例1辅酶q10的生产工艺，包括以下步骤：(1)将类球红细菌活化后接种于种子培养基中，以180转/分钟的转速于28℃摇床培养24小时，得到种子液，其中种子培养基的组成为：(nh4)2so42.5g/l，玉米浆0.5g/l，酵母提取物1.4g/l，nacl2g/l，葡萄糖3g/l，k2hpo40.5g/l，kh2po40.5g/l，mgso41g/l，feso40.1g/l，cocl20.03g/l，mnso40.001g/l，caco38g/l，余量为水；(2)将种子液以6％的接种量(体积/体积)转接至发酵培养基中，以240转/分钟的转速于28℃摇床发酵培养130小时，得到发酵液，发酵过程中向发酵液中通入无菌空气，无菌空气的通气比为22l/min；其中发酵培养基的组成为：(nh4)2so46g/l，nacl1g/l，葡萄糖4g/l，kh2po44g/l，谷氨酸钠4g/l，mgso410g/l，玉米浆11g/l，feso412g/l，cocl20.05g/l，caco36g/l，余量为水；(3)将发酵液以7000转/分钟的转速离心15分钟，收集底部固体，将底部固体用去离子水洗涤，底部固体与去离子水的固液比为1：25(g/ml)，得到菌体；(4)将菌体与邻苯三酚、氢氧化钠、甲醇和水混合，菌体与邻苯三酚、氢氧化钠、甲醇和水的比例为2:1:0.8:10:4(g/g/g/ml/ml)，于95℃反应2小时；将反应液冷却至25℃，加入正己烷，反应液与正己烷的体积比为1：2，以300转/分钟的转速搅拌20分钟，得到混合液；将混合液以4000转/分钟的转速离心15分钟，取上清液；将上清液于45℃、真空度0.06mpa的条件下干燥24小时，得到所述辅酶q10。实施例2辅酶q10的生产工艺，包括以下步骤：(1)将类球红细菌活化后接种于种子培养基中，以180转/分钟的转速于28℃摇床培养24小时，得到种子液，其中种子培养基的组成为：(nh4)2so42.5g/l，玉米浆0.5g/l，酵母提取物1.4g/l，nacl2g/l，葡萄糖3g/l，k2hpo40.5g/l，kh2po40.5g/l，mgso41g/l，feso40.1g/l，cocl20.03g/l，mnso40.001g/l，caco38g/l，余量为水；(2)将种子液以6％的接种量(体积/体积)转接至发酵培养基中，以600转/分钟的转速于28℃摇床发酵培养130小时，得到发酵液，发酵过程中向发酵液中通入无菌空气，无菌空气的通气比为30l/min；其中发酵培养基的组成为：(nh4)2so46g/l，nacl1g/l，葡萄糖4g/l，kh2po44g/l，谷氨酸钠4g/l，mgso410g/l，玉米浆11g/l，feso412g/l，cocl20.05g/l，caco36g/l，余量为水；(3)将发酵液以7000转/分钟的转速离心15分钟，收集底部固体，将底部固体用去离子水洗涤，底部固体与去离子水的固液比为1：25(g/ml)，得到菌体；(4)将菌体与邻苯三酚、氢氧化钠、甲醇和水混合，菌体与邻苯三酚、氢氧化钠、甲醇和水的比例为2:1:0.8:10:4(g/g/g/ml/ml)，于95℃反应2小时；将反应液冷却至25℃，加入正己烷，反应液与正己烷的体积比为1：2，以300转/分钟的转速搅拌20分钟，得到混合液；将混合液以4000转/分钟的转速离心15分钟，取上清液；将上清液于45℃、真空度0.06mpa的条件下干燥24小时，得到所述辅酶q10。实施例3辅酶q10的生产工艺，包括以下步骤：(1)将类球红细菌活化后接种于种子培养基中，以180转/分钟的转速于28℃摇床培养24小时，得到种子液，其中种子培养基的组成为：(nh4)2so42.5g/l，玉米浆0.5g/l，酵母提取物1.4g/l，nacl2g/l，葡萄糖3g/l，k2hpo40.5g/l，kh2po40.5g/l，mgso41g/l，feso40.1g/l，cocl20.03g/l，mnso40.001g/l，caco38g/l，余量为水；(2)将种子液以6％的接种量(体积/体积)转接至发酵培养基中，发酵过程中向发酵液中通入无菌空气，分为两阶段发酵培养：第一阶段，以600转/分钟的转速于28℃摇床发酵培养60小时，无菌空气的通气比为30l/min；第二阶段，以240转/分钟的转速于28℃摇床继续发酵培养70小时，无菌空气的通气比为22l/min；得到发酵液；其中发酵培养基的组成为：(nh4)2so46g/l，nacl1g/l，葡萄糖4g/l，kh2po44g/l，谷氨酸钠4g/l，mgso410g/l，玉米浆11g/l，feso412g/l，cocl20.05g/l，caco36g/l，余量为水；(3)将发酵液以7000转/分钟的转速离心15分钟，收集底部固体，将底部固体用去离子水洗涤，底部固体与去离子水的固液比为1：25(g/ml)，得到菌体；(4)将菌体与邻苯三酚、氢氧化钠、甲醇和水混合，菌体与邻苯三酚、氢氧化钠、甲醇和水的比例为2:1:0.8:10:4(g/g/g/ml/ml)，于95℃反应2小时；将反应液冷却至25℃，加入正己烷，反应液与正己烷的体积比为1：2，以300转/分钟的转速搅拌20分钟，得到混合液；将混合液以4000转/分钟的转速离心15分钟，取上清液；将上清液于45℃、真空度0.06mpa的条件下干燥24小时，得到所述辅酶q10。实施例4辅酶q10的生产工艺，包括以下步骤：(1)将类球红细菌活化后接种于种子培养基中，以180转/分钟的转速于28℃摇床培养24小时，得到种子液，其中种子培养基的组成为：(nh4)2so42.5g/l，玉米浆0.5g/l，酵母提取物1.4g/l，nacl2g/l，葡萄糖3g/l，k2hpo40.5g/l，kh2po40.5g/l，mgso41g/l，feso40.1g/l，cocl20.03g/l，mnso40.001g/l，caco38g/l，余量为水；(2)将种子液以6％的接种量(体积/体积)转接至发酵培养基中，发酵过程中向发酵液中通入无菌空气，分为两阶段发酵培养：第一阶段，以600转/分钟的转速于28℃摇床发酵培养60小时，无菌空气的通气比为30l/min；第二阶段，以240转/分钟的转速于28℃摇床继续发酵培养70小时，无菌空气的通气比为22l/min；得到发酵液；其中发酵培养基的组成为：(nh4)2so46g/l，nacl1g/l，葡萄糖4g/l，kh2po44g/l，谷氨酸钠4g/l，mgso410g/l，玉米浆11g/l，feso412g/l，cocl20.05g/l，caco36g/l，余量为水；另外，从种子液接种时开始计算，在发酵培养90小时的时候，向发酵培养基中添加300ppm的甜菜碱；(3)将发酵液以7000转/分钟的转速离心15分钟，收集底部固体，将底部固体用去离子水洗涤，底部固体与去离子水的固液比为1：25(g/ml)，得到菌体；(4)将菌体与邻苯三酚、氢氧化钠、甲醇和水混合，菌体与邻苯三酚、氢氧化钠、甲醇和水的比例为2:1:0.8:10:4(g/g/g/ml/ml)，于95℃反应2小时；将反应液冷却至25℃，加入正己烷，反应液与正己烷的体积比为1：2，以300转/分钟的转速搅拌20分钟，得到混合液；将混合液以4000转/分钟的转速离心15分钟，取上清液；将上清液于45℃、真空度0.06mpa的条件下干燥24小时，得到所述辅酶q10。实施例5辅酶q10的生产工艺，包括以下步骤：(1)将类球红细菌活化后接种于种子培养基中，以180转/分钟的转速于28℃摇床培养24小时，得到种子液，其中种子培养基的组成为：(nh4)2so42.5g/l，玉米浆0.5g/l，酵母提取物1.4g/l，nacl2g/l，葡萄糖3g/l，k2hpo40.5g/l，kh2po40.5g/l，mgso41g/l，feso40.1g/l，cocl20.03g/l，mnso40.001g/l，caco38g/l，余量为水；(2)将种子液以6％的接种量(体积/体积)转接至发酵培养基中，发酵过程中向发酵液中通入无菌空气，分为两阶段发酵培养：第一阶段，以600转/分钟的转速于28℃摇床发酵培养60小时，无菌空气的通气比为30l/min；第二阶段，以240转/分钟的转速于28℃摇床发酵培养70小时，无菌空气的通气比为22l/min；得到发酵液；其中发酵培养基的组成为：(nh4)2so46g/l，nacl1g/l，葡萄糖4g/l，kh2po44g/l，谷氨酸钠4g/l，mgso410g/l，玉米浆11g/l，feso412g/l，cocl20.05g/l，caco36g/l，余量为水；另外，从种子液接种时开始计算，在发酵培养90小时的时候，向发酵培养基中添加300ppm的胆碱；(3)将发酵液以7000转/分钟的转速离心15分钟，收集底部固体，将底部固体用去离子水洗涤，底部固体与去离子水的固液比为1：25(g/ml)，得到菌体；(4)将菌体与邻苯三酚、氢氧化钠、甲醇和水混合，菌体与邻苯三酚、氢氧化钠、甲醇和水的比例为2:1:0.8:10:4(g/g/g/ml/ml)，于95℃反应2小时；将反应液冷却至25℃，加入正己烷，反应液与正己烷的体积比为1：2，以300转/分钟的转速搅拌20分钟，得到混合液；将混合液以4000转/分钟的转速离心15分钟，取上清液；将上清液于45℃、真空度0.06mpa的条件下干燥24小时，得到所述辅酶q10。实施例6辅酶q10的生产工艺，包括以下步骤：(1)将类球红细菌活化后接种于种子培养基中，以180转/分钟的转速于28℃摇床培养24小时，得到种子液，其中种子培养基的组成为：(nh4)2so42.5g/l，玉米浆0.5g/l，酵母提取物1.4g/l，nacl2g/l，葡萄糖3g/l，k2hpo40.5g/l，kh2po40.5g/l，mgso41g/l，feso40.1g/l，cocl20.03g/l，mnso40.001g/l，caco38g/l，余量为水；(2)将种子液以6％的接种量(体积/体积)转接至发酵培养基中，发酵过程中向发酵液中通入无菌空气，分为两阶段发酵培养：第一阶段，以600转/分钟的转速于28℃摇床发酵培养60小时，无菌空气的通气比为30l/min；第二阶段，以240转/分钟的转速于28℃摇床发酵培养70小时，无菌空气的通气比为22l/min；得到发酵液；其中发酵培养基的组成为：(nh4)2so46g/l，nacl1g/l，葡萄糖4g/l，kh2po44g/l，谷氨酸钠4g/l，mgso410g/l，玉米浆11g/l，feso412g/l，cocl20.05g/l，caco36g/l，余量为水；另外，从种子液接种时开始计算，在发酵培养90小时的时候，向发酵培养基中添加300ppm的蛋氨酸；(3)将发酵液以7000转/分钟的转速离心15分钟，收集底部固体，将底部固体用去离子水洗涤，底部固体与去离子水的固液比为1：25(g/ml)，得到菌体；(4)将菌体与邻苯三酚、氢氧化钠、甲醇和水混合，菌体与邻苯三酚、氢氧化钠、甲醇和水的比例为2:1:0.8:10:4(g/g/g/ml/ml)，于95℃反应2小时；将反应液冷却至25℃，加入正己烷，反应液与正己烷的体积比为1：2，以300转/分钟的转速搅拌20分钟，得到混合液；将混合液以4000转/分钟的转速离心15分钟，取上清液；将上清液于45℃、真空度0.06mpa的条件下干燥24小时，得到所述辅酶q10。实施例7辅酶q10的生产工艺，包括以下步骤：(1)将类球红细菌活化后接种于种子培养基中，以180转/分钟的转速于28℃摇床培养24小时，得到种子液，其中种子培养基的组成为：(nh4)2so42.5g/l，玉米浆0.5g/l，酵母提取物1.4g/l，nacl2g/l，葡萄糖3g/l，k2hpo40.5g/l，kh2po40.5g/l，mgso41g/l，feso40.1g/l，cocl20.03g/l，mnso40.001g/l，caco38g/l，余量为水；(2)将种子液以6％的接种量(体积/体积)转接至发酵培养基中，发酵过程中向发酵液中通入无菌空气，分为两阶段发酵培养：第一阶段，以600转/分钟的转速于28℃摇床发酵培养60小时，无菌空气的通气比为30l/min；第二阶段，以240转/分钟的转速于28℃摇床发酵培养70小时，无菌空气的通气比为22l/min；得到发酵液；其中发酵培养基的组成为：(nh4)2so46g/l，nacl1g/l，葡萄糖4g/l，kh2po44g/l，谷氨酸钠4g/l，mgso410g/l，玉米浆11g/l，feso412g/l，cocl20.05g/l，caco36g/l，余量为水；另外，从种子液接种时开始计算，在发酵培养90小时的时候，向发酵培养基中添加300ppm的甲基供体，所述甲基供体为甜菜碱和胆碱以质量比1：2混合而成的组合物；(3)将发酵液以7000转/分钟的转速离心15分钟，收集底部固体，将底部固体用去离子水洗涤，底部固体与去离子水的固液比为1：25(g/ml)，得到菌体；(4)将菌体与邻苯三酚、氢氧化钠、甲醇和水混合，菌体与邻苯三酚、氢氧化钠、甲醇和水的比例为2:1:0.8:10:4(g/g/g/ml/ml)，于95℃反应2小时；将反应液冷却至25℃，加入正己烷，反应液与正己烷的体积比为1：2，以300转/分钟的转速搅拌20分钟，得到混合液；将混合液以4000转/分钟的转速离心15分钟，取上清液；将上清液于45℃、真空度0.06mpa的条件下干燥24小时，得到所述辅酶q10。测试例1对实施例1-7的辅酶q10的产量进行统计，以每升发酵液获得的辅酶q10的重量作为指标。具体统计结果见表1。表1：辅酶q10产量结果表产量(mg/l)实施例12381实施例22205实施例32878实施例43046实施例53139实施例62974实施例73358测试例2对实施例1-7的辅酶q10的抗氧化性能进行测试。受试对象：选择年龄50-65岁、健康状况良好的志愿者作为受试对象，有下列情况之一者排除：①妊娠或哺乳妇女，对辅酶q10过敏者；②心、肝、脑、肾等主要器官有严重疾病者；③3个月内妇婴与受试功能有关的产品，影响到结果判断者；④有烟酒嗜好者；⑤不按规定服用药品，无法判断功效或资料不全影响功效或安全性判断者。将受试者随机分为7组，试食4个月，每次服用20mg辅酶q10，每天服用2次，期间不改变原有的饮食习惯。以受试者试验前后的丙二醛含量和超氧化物歧化酶的活性作为测试指标。试验后的数据差异具有统计性意义(p＜0.01)。丙二醛含量的测定参考丙二醛测定试剂盒的说明书进行，丙二醛测定试剂盒购自南京建成工程研究所。超氧化物歧化酶活性的测定参考gb/t5009.171-2003进行。具体测试结果见表2。表2：抗氧化性能测试结果表通过上述数据可以发现，采用实施例3的发酵培养的方式，辅酶q10的产量和质量相较于实施例1和实施例2而言得到提升，这可能是因为发酵的前期适当提高转速和通入氧气的含量，菌体的生长速度加快，菌种浓度生长速度明显加快，辅酶q10的合成量也显著提高；发酵后期适当地减少搅拌速度和通气量，使得菌体对营养的需求下降，这反而有利于目标代谢产物辅酶q10的合成。而实施例2中辅酶q10的产量和质量相较于实施例1略有下降，这大概是由于高的搅拌速度和通气比，导致发酵过程中菌体的生长速度过快，培养基营养条件不足以维持大量菌体的消耗，导致菌体出现自溶现象。实施例4-7在发酵培养的过程中向培养基中添加甲基供体，这有利于推动前体物质5-脱甲氧基辅酶q10转化为q10。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。当前第1页12