[发明专利]高产天然虾青素的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微生物技术领域，更具体的说涉及一种利用红发夫酵母进行固态发酵生产虾青素的方法。

背景技术

虾青素是一种类胡萝卜素的含氧衍生物，属于酮式类胡萝卜素。虾青素具有超强的抗氧化活性，其抗氧化活性比β-胡萝卜素高10倍，比维生素E高500倍，并且虾青素能提高免疫力，预防肿瘤、心血管疾病以及眼部疾病等的发生。虾青素在食品、医药和化妆品等领域有广阔的应用前景，因此虾青素的市场需求量非常大，经济价值非常的高。

目前，虾青素的来源有生物提取和化学合成。化学合成的虾青素在结构，功能和安全性方面与天然虾青素方面截然不同，因此美国FDA已经明文禁止化学合成的虾青素进入保健品市场。天然虾青素具有安全、无公害和无残留等优点，已被多数国家批准适用于医药、食品和饲料等工业领域。天然虾青素的主要生产方法为在雨声红球藻和红发夫酵母(phaffia rhodozyma)中提取。虾青素在雨声红球藻细胞中的含量较高，能达到细胞干重的1％～3％，然而，雨声红球藻生长缓慢，培养条件也苛刻，使虾青素的生产成本较高。红发夫酵母具有生长快速，培养条件较为粗放等优点，但是正常培养条件下红发夫酵母中的虾青素含量较低，使虾青素的效率较低，成本较高。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明另一个目的就是提供一种培养简单，虾青素提取效率较高的虾青素生产方法。

为了实现本发明的这些目的和其他优点，提供一种高产天然虾青素的方法，其包括以下步骤：

1)将海带下脚料进行研磨并超声波粉碎后添加菠萝蛋白酶和木瓜蛋白酶进行双酶解，获得酶解液；往酶解液中添加秸秆纤维素干物质、硫酸铵与糖蜜，混合均匀，高压蒸气灭菌后得到发酵基质；

2)将红发夫酵母接种于活化培养基中，在摇床中震荡培养，获得活化红发夫酵母；

3)将所述活化红发夫酵母接种于扩大培养基中，在搅拌条件下培养45～50小时后与所述发酵基质混合，通入无菌氧气持续培养45～50小时，通入无菌二氧化碳、氧气与乙烯组成的混合气体，二氧化碳、氧气与乙烯的体积分数比为2～3:1～2:0.03～0.05，通气量即每分钟内通过单位体积培养液的空气体积比为0.2～0.4V/(V·min),继续培养45～50小时，获得虾青素含量较高的红发夫酵母；

4)将经过步骤3)培养获得的红发夫酵母置于萃取釜中，以体积分数为2.5％～5％的甲醇为夹带剂，进行超临界二氧化碳萃取，得到的萃取液为虾青素粗提物，将所述虾青素粗提物提纯即得到虾青素。

优选的是，研磨粉碎的目数≥300目。海带下脚料经过超微粉碎，有利于后续的酶解以及红发夫酵母对其的利用。

优选的是，菠萝蛋白酶和木瓜蛋白酶的质量比例为3～4:1。海带下脚料经过菠萝蛋白酶和木瓜蛋白酶的水解，得到含量丰富的小分子多肽，对红发夫酵母的生长具有促进作用，使短时间内能得到大量的红发夫酵母细胞。

优选的是，所述的酶解时间为60～80min，酶解温度为45～50℃。经过上述酶解处理，得到的多肽主要为5～10个氨基酸，适合红发夫酵母的生长吸收。

优选的是，酶解液、秸秆纤维素干物质、硫酸铵与糖蜜的质量比例为1～2:1～2:0.2～0.4：1～2。

优选的是，所述秸秆纤维素干物质的长度为1～20mm。

优选的是，所述的活化培养基包括以下组分：葡萄糖8～10g/L,酵母膏2～3g/L，蛋白胨4～5g/L，麦芽汁2～3g/L；所述的活化培养基的pH为5.5～6.5。

优选的是，所述扩大培养基将肉桂醛0.01～0.05g，糖蜜3～4g，葡萄糖4～5g,酵母膏2～3g，蛋白胨4～5g以及麦芽汁2～3g溶解于1L的水中调节pH至4.5～5.5，即可获得扩大培养基。肉桂醛能高效特异性的抑制红发夫酵母中八氢番茄红素脱氢酶的活性，使红发夫酵母累积虾青素的含量提高47％以上。

优选的是，所述超临界二氧化碳萃取的温度为41～43℃，萃取压力为38～42MPa，萃取时间为30～50min。在该条件下对虾青素进行超临界二氧化碳萃取时，以甲醇为夹带剂，具有萃取效率高，对虾青素具有一定的选择作用使萃取的虾青素粗提物中的虾青素含量占73％以上。