[发明专利]提高β-胡萝卜素产量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微生物发酵的技术领域，具体说是一种提高β-胡萝卜素产量的方法。

背景技术

β-胡萝卜素分子式为C₄₀H₅₅，是合成维生素A的前体物质，是一种抗氧化剂，具有解毒作用，是维护人体健康不可缺少的营养，在抗癌、预防心血管疾病、白内障及抗氧化上具有显著的功能，并进而防止老化和衰老引起的多种退化性疾病。

β-胡萝卜素是脂溶性化合物，是存在于所有光合生物和许多非光合微生物（如异养细菌和真菌）中的萜类色素。在毛霉目真菌中，β-胡萝卜素是通过甲羟戊酸途径合成的下游次生代谢产物。甲羟戊酸途径是以乙酸辅酶A为初始底物合成异戊二烯焦磷酸（IPP）和二甲稀丙基焦磷酸（DMAPP）的一条代谢途径。HMG-CoA还原酶催化HMG-CoA形成甲羟戊酸（MVA）,由于MVA的形成是一个不可逆过程，因此HMG-CoA还原酶的活性与β-胡萝卜素的合成成正相关。

目前生产β-胡萝卜素的方法主要有植物提取法，化学合成法，微生物发酵法。植物提取法是指从胡萝卜等富含β-胡萝卜素的植物中提取β-胡萝卜素，化学合成法是以化学原料化学法合成β-胡萝卜素。微生物发酵法是指以三孢布拉氏霉，杜氏海藻，酵母等微生物发酵生产β-胡萝卜素。其中，以三孢布拉氏霉发酵生产β-胡萝卜素最具工业应用前景。

　　发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种提高β-胡萝卜素产量的方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:

本发明的提高β-胡萝卜素产量的方法，包括以下步骤：

（1）种子培养

将三孢布拉氏霉正负菌分别活化后转接到三角瓶中，培养基装液量100mL，培养温度为25-30℃，摇床转速200-250rpm，培养时间为48-52h；

种子培养基的组分按质量百分比为：玉米淀粉3.5%、黄豆饼粉2.3%、KH₂PO₄0.15%、MgSO₄?7H₂O0.01%、工业玉米浆1%、豆油0.5%，其余为水；

（2）发酵培养

将上述正负菌种子液以发酵培养基10%的体积比按正负菌1:4的比例接入到三角瓶中，三角瓶中发酵培养基装液量100mL，培养温度为25-30℃，摇床转速200-250rpm；在发酵培养开始后24-48h，加入抗生素溶液，每次加1毫升，加两次，一共2ml；

发酵培养基组分按质量百分比为：玉米淀粉3.0%、黄豆饼粉2.0%、KH₂PO₄0.25%、MgSO₄?7H₂O0.02%、豆油3.0%、工业玉米浆2.0%、维生素B10.005%、柠檬酸三钠0.3%、曲拉通0.1%、BHT0.05%，其余为水，pH为7.0-8.0。

本发明还可以采用以下技术措施：

发酵过程中加入的抗生素为青霉素、头孢菌素、头霉素中的任一种。

抗生素溶液的浓度为0.5-1mg/L。

抗生素溶液加入的方式为一次性加入、分批加入或流加中的任一种。

本发明具有的优点和积极效果是:

本发明的提高β-胡萝卜素产量的方法中，通过在发酵过程中添加抗生素，刺激MVA激酶活性，从而可以增加β-胡萝卜素前体物质异戊二烯焦磷酸（IPP）的合成，提高单位菌体合成β-胡萝卜素的产量。本发明提供了简便有效经济的发酵工艺，在不影响总蛋白质及碳水化合物合成的情况下，增加了单位菌体合成β-胡萝卜素的能力，且代谢过程控制简单，操作方便，易于实现工业化应用。

具体实施方式

以下通过具体实施例对本发明中的技术方案进行详细说明：

本发明的提高β-胡萝卜素产量的方法，包括以下步骤：

（1）种子培养

将三孢布拉氏霉正负菌分别活化后转接到三角瓶中，培养基装液量100mL，培养温度为25-30℃，摇床转速200-250rpm，培养时间为48-52h；

种子培养基的组分按质量百分比为：玉米淀粉3.5%、黄豆饼粉2.3%、KH₂PO₄0.15%、MgSO₄?7H₂O0.01%、工业玉米浆1%、豆油0.5%，其余为水；

（2）发酵培养