两阶段法培养红法夫酵母生产虾青素

在法夫酵母生长过程中,培养基组成是影响细胞生长和虾青素产量的重要因素。文中通过正交设计和响应面优化方法分别对红法夫酵母生长阶段培养基和虾青素合成阶段的培养基进行了优化研究。结果表明,碳源和氟源浓度对红法夫细胞的生长及虾青素的合成有明显影响,浓度为20 g/L的葡萄糖有利于细胞的生长;而50 g/L左右的葡萄糖和高C/N有利于虾青素的合成。在此基础上提出了两阶段发酵方案。经过两阶段发酵,红法夫酵母生物量和虾青素产量达到16.8 g/L和15.015 mg/L,分别比分批培养提高了56.3%和28.7%。     

利用响应面法优化虾青素发酵培养基

以红法夫酵母为研究对象,时其生物合成虾青素的培养基组分进行研究.首先进行单因素试验,确定最适培养基组分.再利用Plackett-Burman设计法考察培养基组分对虾青素生物合成的影响,选出2个对虾青素生物合成最为重要的营养因素:葡萄糖和复合氮源(牛肉膏:柠檬酸三铵=1:2,质量比).最后通过响应面法确定红法夫酵母产虾青素最佳培养基组分,分别为葡萄糖3.65%,复合氮源0.45%,KH2PO40.1%,MgSO4·7H2O0.05%,酵母浸粉0.1%,CaCl20.01%.此时虾青素含量可达到11.81 mg/L,比优化前提高了近190%.     

高产虾青素红法夫酵母的选育和工艺优化

虾青素是目前世界上公认的一种抗氧化性能最强的抗氧化剂,研究表明:天然虾青素具有抗癌症、抗衰老、增强免疫力等重要的生理功能,而且对人体绝对安全无害,因此,在水产养殖、饲料、食品和医药工业中得到广阔的应用。本文通过两轮紫外诱变和光复活交替处理的方法,诱变选育虾青素的高产菌株,最终获得3株高产菌株;诱变菌株产虾青素的能力相对于原始菌株提高了46%。在筛选高产菌株的基础上,进一步又对其发酵工艺进行了优化,红法夫酵母的最佳培养条件为葡萄糖15g/L,酵母浸粉7.5g/L,磷酸二氢钾2.5 g/L,氯化钙3 g/L,硫酸镁0.5 g/L;在50L发酵罐中培养72h,最终虾青素的产量基本稳定在70mg/L左右。     

红法夫酵母与环状芽孢杆菌混合培养破壁提取虾青素的研究

环状芽孢杆菌能以红法夫酵母细胞壁为唯一碳源进行发酵产胞壁溶解酶,将红法夫酵母与环状芽孢杆菌混合培养,可使环状芽孢杆菌在生长的同时产酶并逐渐溶解酵母细胞壁,从而提取虾青素。通过对红法夫酵母与环状芽孢杆菌两阶段混合培养条件的优化,总结出红法夫酵母产虾青素及酶法破壁提取的适宜工艺为:培养基初始糖浓度为30g/L,环状芽孢杆菌的最佳接种时间为红法夫酵母培养60～72h,接种量为10mL/L(1010个细胞/mL),接种后最适培养温度为30℃,pH为6.5,总发酵时间为120h,在此条件下,红法夫酵母虾青素产量可达到8960.2μg/L,虾青素最终提取率可达到96.8%。     

乙醇对法夫酵母发酵合成虾青素的影响

利用摇瓶培养法夫酵母JMU-MVP14菌株,通过乙醇传感器检测乙醇含量,研究乙醇对法夫酵母细胞生长及虾青素合成的影响。结果表明,在10 g/L和20 g/L葡萄糖初始培养基中分别添加1～2 g/L乙醇时,均可提高虾青素的产量;而添加高浓度乙醇,则会抑制细胞生长和虾青素的合成。以10 g/L葡萄糖为初始培养基,控制发酵中恒定乙醇浓度为2 g/L,虾青素质量浓度可达到50.1 mg/L,比只添加2 g/L乙醇提高了20.3%,且虾青素细胞产率达到13.1 mg/g,葡萄糖的利用率能达到77.2%以上,说明恒定乙醇控制策略更有利于法夫酵母虾青素的合成。在10 g/L初始葡萄糖浓度,恒定乙醇浓度2 g/L,并每24 h补加5 g/L葡萄糖的优化条件下,虾青素产量最大值达到55.3 mg/L,虾青素细胞产率为19.7 mg/g,比对照组(14.1 mg/g)提高了39.7%。     

响应面法优化高产虾青素菌株的发酵条件

采用析因设计法对影响红法夫酵母发酵的相关因素进行评价,发现酵母膏、初始pH 值、葡萄糖及果糖浓度对虾青素产量影响显著。利用中心组合设计及响应面分析对影响虾青素产量的关键因素做进一步的优化,得到较佳的试验点为酵母膏浓度5.6g/L、初始pH 8.5、葡萄糖与果糖浓度之比24:21(m/V)。优化后虾青素产量从5.890mg/L提高到10.900mg/L;7.5L 发酵罐中,虾青素产量可达18.300mg/L,比摇瓶培养提高了68%。     

微生物生产天然虾青素的合成途径及其研究进展

虾青素是一种天然存在的类胡萝卜素，具有重要的生物活性，如着色功能、高抗氧化性、抗癌、抗炎等。动物机体对反式虾青素吸收利用率、着色能力和抗氧化活性更高。微生物生产天然虾青素成为研究热点，一是利用藻类生产，二是利用酵母发酵生产。文章着重阐述了微生物生产天然虾青素的合成途径、红酵母产虾青素的研究进展及其功效与应用，为红酵母发酵生产虾青素提供一定的理论基础和参考。     

高产虾青素红法夫酵母菌株的选育和发酵参数优化

目的:选育出高产、稳产虾青素的红法夫酵母菌株,并对培养基进行参数优化。方法:以红法夫酵母(P.Rhodozyma 02)为出发菌株,分别进行紫外-氯化锂(UV-Li Cl)和~(60)Co-γ诱变,从中筛选出高产虾青素的突变株作为基因组重排育种的出发菌株;经过五轮原生质体融合,筛选得到的基因组重排最优菌株。通过富含虾青素合成前体的天然促进剂的添加及对发酵培养基的参数优化,得到最佳培养基条件。结果:最终筛选得到高产、稳产虾青素的融合菌株F5-9,在此基础上优化得到最佳培养基参数条件为葡萄糖30.0 g/L,蛋白胨3.0 g/L,酵母浸出粉7.0 g/L,(NH_4)_2SO_45.0 g/L,Mg SO_4·7H_2O 2.75 g/L,KH_2PO_41.5 g/L,Ca Cl_2·2H_2O 0.2 g/L,胡萝卜汁150 mg/L,最终虾青素的产量高达(83.39±1.03)mg/L,是原始出发菌株的17.56倍。结论:采用传统诱变和基因组重排技术,能显著提高虾青素产量,培养基中添加虾青素前体物质胡萝卜汁能进一步促进虾青素产量的提高。     

利用淀粉糖作碳源培养法夫酵母生产虾青素的研究

为选择一种适合法夫酵母发酵虾青素的工业碳源,分别以麦芽糖浆、果葡糖浆、标准糖浆3种淀粉糖为碳源做发酵试验.试验结果表明.以麦芽糖浆、果葡糖浆和标准糖浆为碳源摇瓶培养法夫酵母,虾青素的体积产率及细胞产率问没有显著差异;分剐以3种淀粉糖为碳源.在20L机械搅拌罐中补料分批培养法夫酵母的发酵规律相似.但以标准糖浆为碳源的虾青素细胞产率和虾青素得率高于其它2种淀粉糖,分别达到0.38mg虾青素/g干酵母和0.25mg虾青素/g葡萄糖;以标准糖浆为碳源,在75L机械搅拌罐中补料分批培养法夫酵母的发酵规律与20L罐的发酵规律一致,但虾青素的细胞产率为O.33 mg/g干茵体.略低于20L罐的细胞产率;虾青素的得率为0.34mg/L,略高于20L罐的虾青素得率.     

金属离子对法夫酵母产虾青素影响的研究

为了研究金属离子对法夫酵母产虾青素的影响并优化出有利于法夫酵母产虾青素的金属离子,用单因子实验方法研究不同离子对法夫酵母产虾青素的影响并用正交实验方法对金属离子进行了配比优化。在培养基中添加Zn2+和Mn2+能增加细胞干重,在培养基中添加Zn2+、Fe3+、Mn2+和Cu2+能使培养液中虾青素的浓度增加,在培养基中添加Fe3+和Cu2+能使细胞中虾青素的含量增加。在培养基中添加3μmol/L的Mn2+、1μmol/L的Zn2+、1μmol/L的Fe3+、5μmol/L的Cu2+有利于法夫酵母虾青素的合成,用这些金属离子批式培养法夫酵母,总细胞得率为0.349 g/g(葡萄糖),总虾青素得率为0.266 mg/g(葡萄糖),细胞内虾青素最高含量为0.81 mg/g。     

金属离子对红发夫酵母的生长、细胞形态及虾青素合成的影响

主要研究了Mn2+、Mg2+和Ca2+三种金属离子对红发夫酵母(Phaffiarhodozyma)的生长、细胞形态及虾青素生物合成的影响。结果表明,在种子培养基中添加Mn2+能明显提高红发夫酵母的β-D-葡萄糖苷酶的活性并改变细胞的形态;在发酵培养基中添加0.1g/LMn2+,能明显促进细胞生长及虾青素合成;用正交试验法优化得到发酵培养基中的金属离子浓度为:0.1g/LMn2+、0.7g/LMg2+、0.2g/LCa2+,在优化后的培养基中,细胞生长速度快,摇瓶发酵57h的虾青素产量达2.95mg/L,是不加金属离子情况下发酵产虾青素最大量(发酵72h)的1.31倍。     

红法夫酵母生产虾青素的研究新进展

利用红法夫酵母发酵生产虾青素是天然虾青素研究的热点,论述了当前红法夫酵母生产虾青素研究新进展,特别是对红法夫酵母生产虾青素的的重点研究内容做了较为详细的概括。     

摇瓶培养条件对红法夫酵母突变菌株UV-801e-SO15产虾青素的影响

利用响应面法研究了培养条件和培养基组成对红法夫酵母突变株UV-801e-S015虾青素产量的影响,结果表明,温度和碳氮源浓度是影响生物量和虾青素产量的主要因素,适合生物量的积累的发酵温度为23℃,而20℃则有利于虾青素的合成,且两者最适培养基的组成也不同.以此确定了以发酵60h为界,将发酵分为两阶段,不同阶段采用不同的培养基和培养温度的发酵方法,实验证明,该方法可有效提高突变株的虾青素产量、生长速率和生物量.     

红法夫酵母发酵生产虾青素提取工艺优化

虾青素是一种具有高效抗氧化性的类胡萝卜素。对红法夫酵母发酵生产虾青素进行提取工艺优化。通过单因素试验分析确定单一因素下二甲基亚砜提取虾青素效果最好的条件。正交试验优化出多重因素共同作用下的最优条件。结果表明,菌体粉碎后过150目筛网,在浸提温度40℃条件下,浸提时间30 min,虾青素提取量最大。浸提温度对红法夫酵母中虾青素提取效果影响最大,其次为菌体粉末颗粒大小,最后是浸提时间。     

红酵母虾青素提取工艺的优化

对一株红酵母菌胞内虾青素提取工艺进行研究。首先分别从二甲亚砜(DMSO)浓度、破壁温度、破壁时间方面进行红酵母破壁实验;其次从浸提溶剂、浸提温度、浸提时间及浸提溶剂pH方面进行虾青素提取实验;再通过正交实验优化虾青素提取工艺。结果表明:二甲基亚砜浓度100%,温度40℃,时间30min为最适破壁条件;提取溶剂二甲基亚砜:无水乙醇为3:2(v:v),温度40℃,时间60min,pH6为虾青素提取最适条件。结论:二甲亚砜联合乙醇提取红酵母虾青素,提取方法简便,效果良好。     

4株法夫酵母产虾青素菌株的发酵性能比较

在摇瓶实验的基础上,比较4株法夫酵母产虾青素突变株的发酵特性。结果表明:这4株菌中,JMU-MVP14和JMU-7B12分别为虾青素产量最高(24.32mg/L)和最低(0.93mg/L)的菌株,JMU-17W和JMU-MVP14分别为生物量最高(8.13g/L)和最低(3.20g/L)的菌株。对JMU-668菌株和JMU-MVP14菌株发酵时添加糖代谢产物、高浓度葡萄糖以及在低溶氧状态时的发酵情况进行比较,结果表明:JMU-668发酵时添加乳酸、乙醇、柠檬酸,其生物量、虾青素产量都得到显著提高;添加甘油时生物量减少,虾青素产量显著提高。JMU-MVP14发酵时添加乳酸、乙醇、甘油,其生物量、虾青素产量都提高了,但效果不显著;添加乙酸时生物量提高,虾青素产量减少;添加柠檬酸时生物量减少。此外,添加高浓度葡萄糖,对这两株菌的虾青素合成有促进作用;在低溶氧状态下发酵,可促进JMU-668菌株虾青素的合成,而对JMU-MVP14菌株虾青素的合成产生抑制作用。     

产虾青素胶红酵母体内安全性评价及其降脂作用研究

以胶红酵母Rm-1作为研究对象,对其菌粉的功能成分进行分析,并对其菌粉进行安全性评价。同时,研究了胶红酵母Rm-1菌粉对高脂饮食小鼠的干预作用。结果表明:胶红酵母粉中含有类胡萝卜素4198.9μg/g,其中,β-胡萝卜素755.1μg/g,虾青素1036.1μg/g。动物试验结果表明:胶红酵母菌粉无急性毒性、无遗传毒性、无致染色体突变、对生殖细胞无致突变作用;可以减少高脂饮食引起的小鼠腹部脂肪累积,并显著降低高脂饮食小鼠血清中总胆固醇、LDL-C和ALT的水平。这表明虾青素具有预防心脑血管疾病方面的巨大潜力。因此,胶红酵母Rm-1作为一种高产虾青素菌株具有良好的研究价值和开发前景。     

KNO_3对红发夫酵母生物合成虾青素的影响

比较了红发夫酵母(Phaffiarhodozyma)以KNO3、NaNO3、(NH4)2SO4及蛋白胨为氮源的细胞生长及虾青素合成过程,重点研究了KNO3对红发夫酵母生物合成虾青素的影响。结果表明:低浓度KNO3(0·1~0·9g/L)有利于细胞生长及虾青素合成,而高浓度KNO3(3·0~9·0g/L)抑制细胞生长及虾青素合成。当培养基中含有0·3g/LKNO3时,红发夫酵母的发酵过程不仅表现出细胞二次生长及虾青素二次合成现象,而且发酵周期较长,可获得较高的生物量和干细胞虾青素含量,分别为8·13g/L和0·993mg/g。     

红发夫酵母利用黄浆水发酵产虾青素的研究

对红发夫酵母利用黄浆水发酵产虾青素的动态过程进行了研究，结果表明：发酵约16h生物量达最大值为5．84g／L；发酵60h-72h虾青素产量达最大值为2．43mg／L．虾青素的含量达最大值为512μg／g干菌体。通过比较黄浆水与合成培养基的发酵，发现黄浆水培养红发夫酵母获得的生物量、虾青素产量分别是合成培养基的1．85倍、1-30倍，而虾青素的干细胞含量为合成培养基的71％。     

氮饥饿/过氧化氢协同胁迫促进法夫酵母合成虾青素

虾青素是一种强抗氧化剂,在细胞抵御外界环境胁迫方面起到重要作用。研究了氮饥饿/过氧化氢协同胁迫对法夫酵母合成虾青素的影响,结果表明:低含氮量有利于虾青素的合成,随着碳氮比的降低,虾青素的合成受到抑制,最佳的碳氮比为3∶0.6,每克干细胞虾青素的含量最高达0.32mg/g;在此基础上添加5mmol/L过氧化氢协同胁迫法夫酵母可进一步提高虾青素的产量,在发酵24h(对数生长期)加入3mmol/L的H2O2,36h补加2mmol/L,虾青素产量达到0.59mg/g,比空白对照提高63.9%。