[发明专利]锁掷酵母菌株及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及微生物及微生物发酵领域的一种酵母菌及其应用，尤其涉及一种锁掷酵母菌株及其在类胡萝卜素生产工艺中的应用。

背景技术

类胡萝卜素是一类在植物、动物和微生物中广泛存在的脂溶性黄色-红色色素，结构为C₄₀的聚异戊二烯结构，其中共轭双键的不同可引起颜色的变化。类胡萝卜素主要分为胡萝卜素类和胡萝卜醇类(叶黄素类)，而胡萝卜素类又包括：α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、γ-胡萝卜素、番茄红素和红酵母烯(Torulene)；胡萝卜醇类(叶黄素类)则包括：玉米黄素、隐黄素、叶黄素、辣椒红素、栀子黄。

β-胡萝卜素是所有类胡萝卜素中具有最高维生素A活性的一种。它可以有效地保护细胞中的各种生物大分子不受自由基的损伤，从而维持细胞正常的生命代谢，防止衰老和癌变。美国等已把β-胡萝卜素作为药品重点用于VA和癌症与细血管病的防治。作为食品添加剂，类胡萝卜素也已被FAO和WTO认定为A类营养色素，并被西方发达国家广泛用作食品着色剂兼营养增补剂及保健食品功能因子。

天然β-胡萝卜素的主要来源有两种：一种是从植物和盐藻中提取；另一种则是利用产β-胡萝卜素或其前体物质的微生物进行发酵生产。直接从植物中提取天然β-胡萝卜素的方法易受原料含量、气候、产地和运输等条件的限制，难以大量生产，比如美国、澳大利亚和以色列等国家利用高盐、少雨的近海培养盐藻提取天然β-胡萝卜素，也受地域和技术限制，不符合我国国情。对于利用微生物技术生产天然β-胡萝卜素的工艺，国内外主要看好“三孢布拉霉”(Blakeslea)和“红酵母”(Rhodotorula)。采用三孢布拉霉两性菌株发酵生产β-胡萝卜素的工艺具有生物量高、产β-胡萝卜素能力强等优点，适宜实现工业化，尤其是近年来，通过对发酵过程的不断改进，其发酵产率不断提高，已处于产业化开发研究阶段，产品已投放市场。但是，由于三孢布拉霉是接合生殖，导致其性状较易衰退，并且还存在发酵技术工艺复杂、发酵周期长、成本高等缺点。采用红酵母发酵生产β-胡萝卜素具有营养要求简单粗放、发酵周期短、生殖方式简单、营养条件要求低和可高密度培养等优点，但目前的发酵水平尚不如三孢布拉霉，仍未能进行产业化应用。

发明内容

本发明的目的之一在于提出一种锁掷酵母菌株，其可应用于生产类胡萝卜素，且产率高，从而克服现有技术中的不足。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种锁掷酵母菌株Sporidiobolus pararoseus JD-2CCTCC M 2010326，该菌株已于2010年12月3日保藏于中国典型培养物保藏中心(CCTCC)，保藏号是CCTCC M 2010326。

本发明的另一目的在于应用上述锁掷酵母菌株生产类胡萝卜素，其工艺包括如下步骤：

(1)对锁掷酵母菌株Sporidiobolus pararoseus JD-2CCTCC M 2010326进行菌种活化培养；

(2)采用步骤(1)所得活化菌种在pH 5-9的条件中发酵培养；

(3)对步骤(1)和/或步骤(2)所得菌液进行提取操作，获得类胡萝卜素提取物。

优选的，步骤(1)或步骤(2)中，采用葡萄糖作为最佳碳源，其最适浓度为40g/L。

优选的，步骤(1)或步骤(2)中，采用玉米浆作为富集β-胡萝卜素的最佳氮源，其最适浓度20g/L；而采用酵母膏作为富集红酵母烯的最佳氮源，其最适浓度20g/L。

优选的，步骤(1)具体为：将菌株从保藏斜面接到活化斜面培养基上，在pH 5-9、25-28℃的条件下培养30-48h以上，其后接入液体种子培养基中，在pH5-9、温度为25-28℃的条件下通风培养16h以上。

优选的，所述活化斜面培养基包含如下组分：葡萄糖20g/L、蛋白胨1g/L和酵母膏1g/L，其pH5-9；

所述液体种子培养基包括如组分：葡萄糖40g/L、玉米浆或酵母膏20g/L、(NH4)₂SO₄ 5g/L、KH₂PO₄ 1g/L和MgSO₄·7H₂O 0.5g/L，其pH5-9。

优选的，在发酵培养过程中，前期菌体生长阶段溶氧控制在20-30％饱和度，后期溶氧控制在0-5％以富集β-胡萝卜素或溶氧控制在30-40％以富集红酵母烯。