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%。     

关键酶抑制剂对法夫酵母合成虾青素的代谢调控

本文研究烟碱、辛伐他汀、N-甲基吗啉、异烟肼、β-紫罗兰酮5种抑制剂对法夫酵母合成虾青素过程中各中间类胡萝卜素及虾青素含量的影响,以及乙醇对抑制效果的影响。通过高效液相色谱检测发现,5种抑制剂对JMU-VDL668和JMU-MVP14合成类胡萝卜均有抑制作用。其中,法夫酵母JMU-VDL668含有95%左右的虾青素,添加烟碱和异烟肼后β-隐黄质比例明显提升。添加辛伐他汀后,JMU-MVP14虾青素合成途径中的中间类胡萝卜素基本转化为虾青素,虾青素的比例从82.37%提至98.64%。另外,研究发现乙醇对辛伐他汀、N-甲基吗啉引起的代谢抑制有补救作用,而与烟碱、β-紫罗兰酮组合时有叠加的抑制效应。     

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。     

低氮促进红发夫酵母合成虾青素机理的研究

培养基中初始氮(硫酸铵)浓度对红发夫酵母虾青素合成有明显的影响,低氮能够促进红发夫酵母合成虾青素.运用代谢通量分析的方法,定量分析不同氮浓度下红发夫酵母的中心碳代谢表明:生成乙酰辅酶A的反应的通量与合成虾青素反应的通量正相关,并且这两个通量都随培养基中初始氮浓度的降低而升高.这说明乙酰辅酶A是红发夫酵母合成虾青素的一个限制因素.进一步测定红发夫酵母丙酮酸代谢相关酶的活性表明:参与丙酮酸脱氢酶旁路的两种酶--乙醛脱氢酶和乙酰辅酶A合成酶在红发夫酵母中的活性极低;然而,柠檬酸裂解酶的活性较高,并且与红发夫酵母虾青素的合成明显呈正相关.该结果说明,柠檬酸裂解反应决定着红发夫酵母细胞质中乙酰辅酶A的供给,从而显著影响着其虾青素的合成.低氮条件能够提高柠檬酸裂解酶的活性和限制蛋白质的合成,从而增加乙酰辅酶A的供给,促进红发夫酵母合成虾青素.     

α-酮戊二酸对L-羟脯氨酸产量的影响

微生物合成L-羟脯氨酸时需要α-酮戊二酸的参与,而细胞内α-酮戊二酸的含量有限,限制了L-羟脯氨酸的高效合成。 因此该实 验通过在L-羟脯氨酸发酵过程中外源添加α-酮戊二酸,来考察α-酮戊二酸对发酵菌体生长、L-羟脯氨酸产量、糖酸转化率和代谢流的 影响。 结果表明,α-酮戊二酸对菌体生长有一定的抑制作用,但在一定浓度范围内,外源添加α-酮戊二酸能有效提高L-羟脯氨酸的产量和 糖酸转化率,当随糖流加5 g/L（初始发酵液）α-酮戊二酸时,L-羟脯氨酸产量能够达到最大值62.14 g/L,糖酸转化率为22.37%,与不添加 α-酮戊二酸相比,分别提高了47.85%和13.04%,同时,L-羟脯氨酸的合成代谢流提高了11.98%,副产物乙酸合成代谢流减少了29.42%。     

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%。     

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％。     

几种物质对红发夫酵母生长和虾青素合成的影响

研究2-脱氧葡萄糖、胡萝卜素、番茄红素等物质对红发夫酵母生长及虾青素合成的影响。番茄红素的添加可以明显提高红发夫酵母细胞内虾青素含量,番茄红素的添加量为700μg/L时,虾青素含量与产量均达到最高,分别为1468μg/g、17.59 mg/L,对照空白分别提高了72%、69%。结果表明番茄红素适量添加对虾青素合成起到促进作用,但成本较高,由于番茄汁富含番茄红素并且成本较低,可以作为替代品进行流加,节约成本。     

添加液态烷烃氧载体对法夫酵母发酵生产虾青素的影响

在法夫酵母培养过程中,氧的供给是细胞生长和虾青素合成的重要因素。试验中测得法夫酵母摇瓶培养时比耗氧速率(qp)为60mg(O2)/(g.h)(cell),临界溶氧浓度10%。试验还考察了多种液态烷烃作为氧载体对法夫酵母生长和类胡萝卜素合成的影响,发现正十六烷作为氧载体效果较好,其最佳条件是在法夫酵母接种同时添加10%(v/v)的正十六烷。在此条件下,细胞干重达到10.1g/L,类胡萝卜素产量13.2mg/L,分别比对照增加22%和43%。同时,单位细胞类胡萝卜素产量从1.11mg/g增加到1.31mg/g,合成能力提高了18%。     

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。     

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。     

高糖胁迫下蜂蜜接合酵母碳代谢流的研究

研究蜂蜜接合酵母LGL-1在高糖胁迫下的代谢特性及代谢流变化。采用高效液相色谱等方法测定蜂蜜接合酵母LGL-1在葡萄糖质量浓度100 g/L和400 g/L条件下积累的代谢产物(酒精、海藻糖、甘油、苹果酸、α-酮戊二酸、柠檬酸及乳酸),通过构建代谢矩阵方程组,采用Matlab软件和归一法分析关键节点的代谢流分布情况。结果表明,蜂蜜接合酵母LGL-1高糖胁迫时的碳流量偏向流入海藻糖、甘油、乙醇和TCA循环的代谢支路,与常规培养相比,海藻糖、甘油和TCA循环的通量分别增加了50.00%,17.73%和4.79%,高糖培养与常规培养的乙醇代谢通量接近。在高糖胁迫条件下蜂蜜接合酵母LGL-1积累的海藻糖、甘油以及TCA循环的通量变化也反映海藻糖、甘油以及TCA循环对酵母细胞的重要保护功能。     

不同时间流加番茄汁对红发夫酵母生产虾青素的影响

番茄红素作为虾青素合成的前体物质,适量添加对虾青素合成起到促进作用.由于成熟番茄汁中含有大量的番茄红素,可以作为番茄红素的替代品,而且番茄汁含有的其它营养物质对红发夫酵母的生长也有一定的积极作用.这样既促进了虾青素的合成,又节约了成本,故选择番茄汁作为流加物质.结果表明,培养36h时添加番茄汁,红发夫酵母72～120h生长状态平稳,且对提高虾青素含量和产量效果显著,培养96h虾青素含量高达1318 μg/g,虾青素产量也达到最高,为17.87mg/L.     

红法夫酵母分批发酵产虾青素条件的优化

虾青素是一种具有极强生物抗氧化性的酮式类胡萝卜素,在医药、食品、化妆品等方面有着极其广阔的应用前景.但是目前虾青素的产量比较低.为提高虾青素产量,以红法夫酵母(Phaffia rhodozyma)为出发菌株,优化其培养条件.结果表明:发酵液初始pH值为5.0,装液量为25mL,接种量为12%,种龄为48h时最有利于虾青素的合成,此时虾青素的合成量为7.61mg/L.     

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%。     

法夫酵母发酵过程的pH值控制策略及对虾青素合成的影响

为了探索p H值条件对法夫酵母产虾青素的影响,对虾青素高产菌株法夫酵母JMU-MVP14罐上发酵p H值条件及控制策略进行优化,结果表明:7 L罐分批培养时,较高p H值有利于菌体生长以及其他类胡萝卜素(如β-隐黄质和β-胡萝卜素)的积累,较低p H值有利于虾青素的合成。当p H值恒定控制在5.0时,虾青素的产量达到最大值137.7 mg/L;p H值为3.0和4.0时,虾青素的细胞产率高,分别达到了6.42 mg/g和7.17 mg/g。在此基础上,分阶段控制p H值,即第1阶段(0~72 h)将p H值控制在5.0,第2阶段(72~144 h)将p H值控制在4.0,结果显示该发酵策略有利于虾青素的合成,至发酵终点其虾青素产量和细胞产率分别达到150.1 mg/L和7.11 mg/g,均高于对照组。     

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。     

利用法夫酵母JMU-MVP14联产发酵虾青素和功能性低聚糖的研究

为了提高法夫酵母JMU-MVP14的利用价值,探索在高产发酵虾青素的基础上联产发酵虾青素和功能性低聚糖.用高效液相色谱及液-质联用技术对法夫酵母JMU-MVP14发酵液中低聚糖成分进行鉴定,考察糖的种类、蔗糖的添加量、取样时间、发酵温度及pH对法夫酵母JMU-MVP14产低聚糖的影响.用7L罐研究联产发酵虾青素和低聚糖的工艺可行性.结果表明,法夫酵母JMU-MVP14合成的低聚糖为新科斯糖和蔗果三糖.法夫酵母JMU-MVP14合成低聚糖的最佳条件是:蔗糖质量浓度80～110g/L,温度22～25℃,pH 5.0～7.0;在7L罐中发酵至72 h时补充蔗糖溶液至80 g/L,发酵74～78 h时新科斯糖和蔗果三糖的含量达到峰值,新科斯糖、蔗果三糖及总低聚糖含量分别达到10.22、2.82和13.04g/L.此时,虾青素的体积产率、细胞产率分别为42.45mg/L和5.84 mg/g.本文提供了一种提高法夫酵母利用价值的途径,用法夫酵母JMU-MVP14可同时发酵虾青素和功能低聚糖.     

蜂蜜接合酵母对营养物质利用及其高糖胁迫应激代谢特性分析

研究6 株蜂蜜接合酵母利用碳源、氮源和维生素的能力,发现蜂蜜接合酵母6-7431对营养物质的代谢能力强于其他菌株,具有较好应用潜力。进一步利用扫描电镜、高效液相色谱检测等方法对该菌株在高糖胁迫下的细胞形态、繁殖方式和应激代谢产物进行探究,结果发现在300～550 g/L的高糖环境中,菌株6-7431能正常出芽生殖,其代谢产生的乙醇、甘油、海藻糖、有机酸（苹果酸、α-酮戊二酸和柠檬酸）等物质含量都远高于100 g/L含糖环境;在550～700 g/L高糖环境中,菌株6-7431的繁殖方式由出芽生殖逐渐变为孢子生殖,代谢产生的乙醇含量低于100 g/L含糖环境,但苹果酸和α-酮戊二酸质量浓度仍有所增加;在750 g/L高糖环境中,菌株6-7431严重失水,形态干瘪,其产生的乙醇体积分数为0.6%,基本停止发酵活动。研究结果揭示了高糖环境对蜂蜜接合酵母细胞形态、繁殖方式以及应激代谢产物的影响,对分析酵母的高糖耐受机制具有重要的参考价值。     

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。