[发明专利]一种红法夫酵母酶解破壁方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种红法夫酵母酶解破壁方法及其应用。

背景技术

红法夫酵母是20世纪70年代由Phaff等人在日本及美国阿拉斯加山区落叶树的渗出物中首先分离到的（Phaff等，1972）。它是真菌界、真菌门、粘菌亚门、隐球酵母科、法夫酵母属的唯一一种。其繁殖方式为无性芽殖。该菌发酵能产生10多种类胡萝卜素，主要有虾青素、β－胡萝卜素、γ－胡萝卜素等，其中虾青素占60％～85％。其能利用多种碳源进行发酵，最适于生长温度20～28℃，最适PH5.0～6.9，红法夫酵母在好氧发酵过程中产酸，释放二氧化碳并同时合成虾青素。

虾青素（astaxathin）为3，3′-二羟基-4，4′-二酮基-β，β′-胡萝卜素，是一种酮式类胡萝卜素。虾青素的主要来源包括人工合成和生物体来源两种。人工合成虾青素由于纯度原因及副作用多，使用范围较窄（仅限若干鱼类染色），而源于生物体的虾青素则来源广泛（红法夫酵母、雨声红球藻、海洋红酵母等）、天然健康。因此受到人类的重视和广泛应用。国内对生物技术生产虾青素的研究始于本世纪初，而国外自上世纪80年代初开始进行大量研究。由于虾青素呈天然的紫红色，最初在欧美国家作为色素而被用作水产业的饵料添加剂（2000年8月FDA批准红法夫酵母作为大马哈鱼的饲料添加剂）。后来陆续普及添加到更多水产养殖饵料中，1998年美国FDA正式批准雨声红球藻虾青素用于饲料、食品、医药、化妆品等行业应用。

近几年最新研究表明虾青素具有极强的生物抗氧化性、还具有促进机体抗体产生、增强免疫力以及抗紫外线辐射等作用。因而在食品添加剂、水产养殖、化妆品、保健品和医药工业方面有着更为广阔的应用前景。

目前制备虾青素生产方法主要有3种：化学合成、虾壳类提取、微生物发酵。化学合成工艺复杂，而虾壳类废弃物中虾青素含量低、成本较高。因此首推微生物发酵，目前研究最广泛的是红法夫酵母菌和雨生红球藻。雨生红球藻中虾青素含量高达其细胞干重的4%，但其培养条件苛刻。随着生物工程技术的不断发展，人们已经可以通过相应的生物工程技术来获取虾青素。目前国内外从微生物中提取虾青素以及相关应用的专利有不少篇（如申请号CN03105314.9，CN03117031.5，CN200410013634.7，CN200710149906.X，CN200910238464.5，CN201010268910.X，CN201010570151，CN201110282683.0，US5744502，US5679567,US5972642、PCT/CN2011/00168等），基本上都是采用化学、物理、生物工程类等方式进行破壁、萃取或浸提方式制备虾青素。

法夫酵母菌细胞壁较为坚韧，为了促进胞内色素的释放和吸收，在饲喂动物前必须破碎细胞。本发明旨在专门研发一种红法夫酵母酶解破壁方法。

发明内容

本发明目的是提供一种红法夫酵母酶解破壁方法及其应用，其能简化和压缩后道提取虾青素工艺时间，成本低，适宜工业化生产。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种红法夫酵母酶解破壁方法，其步骤如下：

第一步，先将富含虾青素的红法夫酵母菌发酵液固液分离、浓缩成菌泥浆体；

第二步，将上述菌泥浆体通过复合酶酶解方式进行高效破壁，复合酶采用纤维素酶与碱性蛋白酶按3:7比例复配而成，可获得80%以上的虾青素，最高甚至可达90%以上，其中总色素、虾青素损失小于5%。

所述第二步，将菌泥浆体用碱溶液（氢氧化钠或氢氧化钾）调pH控制至7.0～10.0，复合酶投加量占菌泥浆体溶液总重0.1～5.0%，并在35～60℃区间进行酶解破壁，破壁时间5.0～13小时。

所述第二步，破壁过程中添加复配抗氧化剂，复配抗氧化剂为维生素C棕榈酸酯或抗坏血酸钠等，对破壁后的菌泥浆体进行相应有效保护。

一种红法夫酵母干粉的制备方法，采用上述酶解破壁后菌泥浆体的pH中和至7.0±0.5，并与复配抗氧化剂、抗结剂（如二氧化硅、磷酸二氢钙）混匀后，采用喷雾干燥工艺干燥，制成红法夫酵母干粉，其中色素、虾青素损失量小于5%。

所述破壁后菌泥浆体的pH中和采用柠檬酸和乳酸中的一种。

所述干燥制成的红法夫酵母干粉直接用铝箔袋真空包装，并在2～8℃环境下避光保藏。