[发明专利]一种提高发酵生产海红虾青素产率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微生物技术领域，具体地说，是涉及一种提高发酵生产海红虾青素产率的方法。

背景技术

海红虾青素是一种类胡萝卜素，具有极强的抗氧化能力和生物着色能力,已广泛应用于食品、医药、化妆品、饲料等许多领域。在预防心脑血管疾病、保护眼睛和中枢神经系统、防紫外线辐射、抑制肿瘤、抗炎、缓解运动疲劳等方面具有较高的应用价值。海红虾青素，一种具有高抗氧化能力的类胡萝卜素，薄层层析时其迁移率与天然虾青素酯接近，抗氧化能力也与天然左旋虾青素接近而得名，DPPH法检测其抗氧化能力强于天然左旋虾青素40％左右。

虾青素的制备方法，已知有化学合成法、从水产废物提取或藻类中提取的方法、利用微生物进行生产的方法等。化学合成法，生产成本较高，许多国家不允许使用合成虾青素用于饲料添加剂方面；从水产废物提取，原料来源广泛、成本低，但生产易受季节限制，生产条件要求苛刻，生产成本高，产量较低，产品纯度不高；从藻类中提取，藻类中的虾青素含量较高，原料成本较低。但藻类的生长条件苛刻，对水质、环境及光的要求很高，大规模生产依然存在难度；利用微生物进行生产的方法，采用糖质原料发酵生产，利于大规模高密度生产，而且不受地域和气候的限制，生产成本相对低廉。

近年来，国内外对虾青素的需求量越来越大，具有广阔的市场前景。目前美国、加拿大、欧盟等国的许多生物技术公司正致力于开发生产这类产品，但远不能满足市场需求，故价格较高。因此加紧对虾青素及类似产品的研制开发，对于增强国际竞争力，有十分重要的意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种提高发酵生产海红虾青素产率的方法，通过以下步骤实现：以胶红酵母菌作为发酵菌种，按照接种量为2–10％将所述胶红酵母接种至培养基中，所述培养基中包括：葡萄糖60-130g/L、酵母粉3-10g/L、KH₂PO₄ 0.5-1.5g/L、K₂HPO₄ 0.5-1.5g/L、尿素1-5g/L和NaCl 0.3-9g/L，该培养基的pH在5.5-7.5之间，向所述培养基中添加碳酸钙和硫酸镁，所述碳酸钙的添加量为0.1-0.5g/L，所述硫酸镁为七水合硫酸镁，添加量为0.1-0.7g/L，采用5L的发酵罐进行发酵，在发酵过程中调节通风量和发酵罐转速，发酵温度维持在25-33℃，发酵pH值在5.5-7.5之间发酵3d；

所述通风量，进一步为，

在发酵过程中的1-12h内，通风量为1.5-1.75L/min；

在发酵过程中的12-36h内，通风量为6.5-9L/min；

在发酵过程中的36-72h内，通风量为2-3.5L/min；

所述转速，进一步为，

在发酵过程中的1-12h内，转速为140-180r/min；

在发酵过程中的12-36h内，转速为220-280r/min；

在发酵过程中的36-72h内，转速为80-180r/min。

优选地，所述培养基进一步包括：葡萄糖70g/L、酵母粉5g/L、KH₂PO₄ 1g/L、K₂HPO₄1g/L、尿素2g/L和NaCl 2g/L，该培养基的pH为6.5。

本发明的胶红酵母菌(英文名Rhodotorula mucilaginosa)，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期：2014年12月01日，保藏编号：CGMCC No.10123。

与现有技术相比，本发明所述的提高发酵生产海红虾青素产率的方法，达到了如下效果：

(1)本发明以胶红酵母为出发菌株，葡萄糖等为主要生产原料，采用5L发酵罐发酵，在原有基础上改变发酵培养基配方，调节发酵条件使菌体中海红虾青素的含量增加了10.34％。

(2)以胶红酵母为出发菌株，葡萄糖和酵母粉为主要生产原料，通过添加一定量的碳酸钙和硫酸镁，并在发酵过程中调节不同阶段的通风量和转速，干菌体中海红虾青素含量最高可达1.28％～3.75％。

(3)本发明在保证产品产率的基础上，通过对通风量和转速在不同发酵阶段的控制，可降低了能耗，减少发酵运营成本，对于实现工业化生产成本的缩减存在更大的意义。

附图说明