提高β-胡萝卜素产量的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微生物发酵的技术领域，具体说是一种提高β-胡萝卜素产量的方法。
【背景技术】
[0002]β -胡萝卜素分子式为C4(]H55，是合成维生素A的前体物质，是一种抗氧化剂，具有解毒作用，是维护人体健康不可缺少的营养，在抗癌、预防心血管疾病、白内障及抗氧化上具有显著的功能，并进而防止老化和衰老引起的多种退化性疾病。
[0003]β -胡萝卜素是脂溶性化合物，是存在于所有光合生物和许多非光合微生物(如异养细菌和真菌)中的萜类色素。在毛霉目真菌中，胡萝卜素是通过甲羟戊酸途径合成的下游次生代谢产物。甲羟戊酸途径是以乙酸辅酶Α为初始底物合成异戊二烯焦磷酸(ΙΡΡ)和二甲稀丙基焦磷酸(DMAPP)的一条代谢途径。HMG-CoA还原酶催化HMG-CoA形成甲羟戊酸(MVA),由于MVA的形成是一个不可逆过程，因此HMG-CoA还原酶的活性与β-胡萝卜素的合成成正相关。
[0004]目前生产β-胡萝卜素的方法主要有植物提取法，化学合成法，微生物发酵法。植物提取法是指从胡萝卜等富含胡萝卜素的植物中提取胡萝卜素，化学合成法是以化学原料化学法合成胡萝卜素。微生物发酵法是指以三孢布拉氏霉，杜氏海藻，酵母等微生物发酵生产胡萝卜素。其中，以三孢布拉氏霉发酵生产胡萝卜素最具工业应用前景。
[0005]
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种提高胡萝卜素产量的方法。
[0006]本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:
本发明的提高胡萝卜素产量的方法，包括以下步骤:
(1)种子培养
将三孢布拉氏霉正负菌分别活化后转接到三角瓶中，培养基装液量100mL，培养温度为25-30°C，摇床转速200-250rpm，培养时间为48_52h ；
种子培养基的组分按质量百分比为:玉米淀粉3.5%、黄豆饼粉2.3%、ΚΗ2Ρ04 0.15%、MgS04.7H 20 0.01%、工业玉米浆1%、豆油0.5%，其余为水;
(2)发酵培养
将上述正负菌种子液以发酵培养基10%的体积比按正负菌1:4的比例接入到三角瓶中，三角瓶中发酵培养基装液量100mL，培养温度为25-30°C，摇床转速200_250rpm ;在发酵培养开始后24-48h，加入抗生素溶液，每次加1毫升，加两次，一共2ml ；
发酵培养基组分按质量百分比为:玉米淀粉3.0%、黄豆饼粉2.0%、ΚΗ2Ρ04 0.25%、MgS04.7H20 0.02%、豆油3.0%、工业玉米浆2.0%、维生素B1 0.005%、柠檬酸三钠0.3%、曲拉通 0.1%、BHT 0.05%，其余为水，pH 为 7.0-8.0。
[0007]本发明还可以采用以下技术措施: 发酵过程中加入的抗生素为青霉素、头孢菌素、头霉素中的任一种。
[0008]抗生素溶液的浓度为0.5-lmg/Lo
[0009]抗生素溶液加入的方式为一次性加入、分批加入或流加中的任一种。
[0010]本发明具有的优点和积极效果是:
本发明的提高β -胡萝卜素产量的方法中，通过在发酵过程中添加抗生素，刺激MVA激酶活性，从而可以增加胡萝卜素前体物质异戊二烯焦磷酸(ΙΡΡ)的合成，提高单位菌体合成胡萝卜素的产量。本发明提供了简便有效经济的发酵工艺，在不影响总蛋白质及碳水化合物合成的情况下，增加了单位菌体合成胡萝卜素的能力，且代谢过程控制简单，操作方便，易于实现工业化应用。
【具体实施方式】
[0011]以下通过具体实施例对本发明中的技术方案进行详细说明:
本发明的提高β-胡萝卜素产量的方法，包括以下步骤:
(1)种子培养
将三孢布拉氏霉正负菌分别活化后转接到三角瓶中，培养基装液量100mL，培养温度为25-30°C，摇床转速200-250rpm，培养时间为48_52h ；
种子培养基的组分按质量百分比为:玉米淀粉3.5%、黄豆饼粉2.3%、ΚΗ2Ρ04 0.15%、MgS04.7H 20 0.01%、工业玉米浆1%、豆油0.5%，其余为水;
(2)发酵培养
将上述正负菌种子液以发酵培养基10%的体积比按正负菌1:4的比例接入到三角瓶中，三角瓶中发酵培养基装液量100mL，培养温度为25-30°C，摇床转速200_250rpm ;在发酵培养开始后24-48h，加入抗生素溶液，每次加1毫升，加两次，一共2ml ；
发酵培养基组分按质量百分比为:玉米淀粉3.0%、黄豆饼粉2.0%、ΚΗ2Ρ04 0.25%、MgS04.7H20 0.02%、豆油3.0%、工业玉米浆2.0%、维生素B1 0.005%、柠檬酸三钠0.3%、曲拉通 0.1%、BHT 0.05%，其余为水，pH 为 7.0-8.0。
[0012]实施例1:
本发明的提高胡萝卜素产量的方法，包括以下步骤:
(1)种子培养
将三孢布拉氏霉正负菌分别活化后转接到三角瓶中，培养基装液量100mL，培养温度为25°C，摇床转速200rpm，培养时间为48h ；
种子培养基的组分按质量百分比为:玉米淀粉3.5%、黄豆饼粉2.3%、ΚΗ2Ρ04 0.15%、MgS04.7H 20 0.01%、工业玉米浆1%、豆油0.5%，其余为水;
(2)发酵培养
将上述正负菌种子液以发酵培养基10%的体积比按正负菌1:4的比例接入到三角瓶中，三角瓶中发酵培养基装液量100mL，培养温度为25 °C，摇床转速200rpm ;在发酵培养开始后24h，一次性加入浓度为lmg/L的青霉素溶液，每次加1毫升，加两次，一共2ml ；
发酵培养基组分按质量百分比为:玉米淀粉3.0%、黄豆饼粉2.0%、ΚΗ2Ρ04 0.25%、MgS04.7H20 0.02%、豆油3.0%、工业玉米浆2.0%、维生素B1 0.005%、柠檬酸三钠0.3%、曲拉通 0.1%、BHT 0.05%，其余为水，pH 为 7.0。
[0013]实施例2:
本发明的提高β_胡萝卜素产量的方法，包括以下步骤:
(1)种子培养
将三孢布拉氏霉正负菌分别活化后转接到三角瓶中，培养基装液量100mL，培养温度为27°C，摇床转速220rpm，培养时间为50h ；
种子培养基的组分按质量百分比为:玉米淀粉3.5%、黄豆饼粉2.3%、ΚΗ2Ρ04 0.15%、MgS04.7H 20 0.01%、工业玉米浆1%、豆油0.5%，其余为水;
(2)发酵培养
将上述正负菌种子液以发酵培养基10%的体积比按正负菌1:4的比例接入到三角瓶中，三角瓶中发酵培养基装液量100mL，培养温度为27 °C，摇床转速220rpm ;在发酵培养开始后40h，流加浓度为lmg/L的头孢菌素溶液，每次加1毫升，加两次，一共2ml ；
发酵培养基组分按质量百分比为:玉米淀粉3.0%、黄豆饼粉2.0%、ΚΗ2Ρ04 0.25%、MgS04.7H20 0.02%、豆油3.0%、工业玉米浆2.0%、维生素B1 0.005%、柠檬酸三钠0.3%、曲拉通 0.1%、BHT 0.05%，其余为水，pH 为 7.5。
[0014]实施例3:
本发明的提高胡萝卜素产量的方法，包括以下步骤:
(1)种子培养
将三孢布拉氏霉正负菌分别活化后转接到三角瓶中，培养基装液量100mL，培养温度为30°C，摇床转速250rpm，培养时间为52h ；
种子培养基的组分按质量百分比为:玉米淀粉3.5%、黄豆饼粉2.3%、ΚΗ2Ρ04 0.15%、MgS04.7H 20 0.01%、工业玉米浆1%、豆油0.5%，其余为水;
(2)发酵培养
将上述正负菌种子液以发酵培养基10%的体积比按正负菌1:4的比例接入到三角瓶中，三角瓶中发酵培养基装液量100mL，培养温度为30 °C，摇床转速250rpm ;在发酵培养开始后48h，间隔一小时分两次加入浓度为0.5mg/L的头霉素溶液，每次加1毫升，加两次，一共 2ml ；
发酵培养基组分按质量百分比为:玉米淀粉3.0%、黄豆饼粉2.0%、ΚΗ2Ρ04 0.25%、MgS04.7H20 0.02%、豆油3.0%、工业玉米浆2.0%、维生素B1 0.005%、柠檬酸三钠0.3%、曲拉通 0.1%、BHT 0.05%，其余为水，pH 为 8.0。
[0015]实施例4
本发明的提高胡萝卜素产量的方法，包括以下步骤:
(1)种子培养
将三孢布拉氏霉正负菌分别活化后转接到三角瓶中，培养基装液量100mL，培养温度为26°C，摇床转速240rpm，培养时间为52h ；
种子培养基的组分按质量百分比为:玉米淀粉3.5%、黄豆饼粉2.3%、ΚΗ2Ρ04 0.15%、MgS04.7H 20 0.01%、工业玉米浆1%、豆油0.5%，其余为水;
(2)发酵培养
将上述正负菌种子液以发酵培养基10%的体积比按正负菌1:4的比例接入到三角瓶中，三角瓶中发酵培养基装液量100mL，培养温度为28 °C，摇床转速230rpm ;在发酵培养开始后48h，一次性加入浓度为0.8mg/L的青霉素溶液，每次加1毫升，加两次，一共2ml ；发酵培养基组分按质量百分比为:玉米淀粉3.0%、黄豆饼粉2.0%、ΚΗ2Ρ04 0.25%、MgS04.7H20 0.02%、豆油3.0%、工业玉米浆2.0%、维生素B1 0.005%、柠檬酸三钠0.3%、曲拉通 0.1%、BHT 0.05%，其余为水，pH 为 7.6。
[0016]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然而，并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当然会利用揭示的技术内容作出些许更动或修饰，成为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种提高β -胡萝卜素产量的方法，包括以下步骤: (1)种子培养 将三孢布拉氏霉正负菌分别活化后转接到三角瓶中，培养基装液量lOOmL，培养温度为25-30°C，摇床转速200-250rpm，培养时间为48_52h ； 种子培养基的组分按质量百分比为:玉米淀粉3.5%、黄豆饼粉2.3%、ΚΗ2Ρ04 0.15%、MgS04.7H 20 0.01%、工业玉米浆1%、豆油0.5%，其余为水; (2)发酵培养 将上述正负菌种子液以发酵培养基10%的体积比按正负菌1:4的比例接入到三角瓶中，三角瓶中发酵培养基装液量100mL，培养温度为25-30°C，摇床转速200_250rpm ;在发酵培养开始后24-48h，加入抗生素溶液，每次加1毫升，加两次，一共2ml ； 发酵培养基组分按质量百分比为:玉米淀粉3.0%、黄豆饼粉2.0%、ΚΗ2Ρ04 0.25%、MgS04.7H20 0.02%、豆油3.0%、工业玉米浆2.0%、维生素B1 0.005%、柠檬酸三钠0.3%、曲拉通 0.1%、BHT 0.05%，其余为水，pH 为 7.0-8.0。2.根据权利要求1所述的提高β-胡萝卜素产量的方法，其特征在于:发酵过程中加入的抗生素为青霉素、头孢菌素、头霉素中的任一种。3.根据权利要求1或2所述的提高β-胡萝卜素产量的方法，其特征在于:抗生素溶液的浓度为0.5-lmg/Lo4.根据权利要求3所述的提高β-胡萝卜素产量的方法，其特征在于:抗生素溶液加入的方式为一次性加入、分批加入或流加中的任一种。
【专利摘要】一种提高β-胡萝卜素产量的方法，包括种子培养和发酵培养步骤，通过在发酵过程中添加青霉素、头孢菌素和头霉素中任一抗生素，刺激MVA激酶活性，从而可以增加β-胡萝卜素前体物质异戊二烯焦磷酸（IPP）的合成，提高单位菌体合成β-胡萝卜素的产量。本发明提供了简便有效经济的发酵工艺，在不影响总蛋白质及碳水化合物合成的情况下，增加了单位菌体合成β-胡萝卜素的能力，且代谢过程控制简单，操作方便，易于实现工业化应用。
【IPC分类】C12P23/00, C12R1/645
【公开号】CN105368908
【申请号】CN201510936038
【发明人】乔长晟, 刘姗姗, 刘星, 李雪
【申请人】天津北洋百川生物技术有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年12月15日