[发明专利]一种掷孢酵母和利用响应面法优化提取类胡萝卜素的方法

说明书

本发明涉及一种掷孢酵母和利用响应面法优化提取掷孢酵母中类胡萝卜素的方法。本发明公开的菌株为掷孢酵母Sporobolomyces reseus CGMCCNo.17429。本发明利用Design expert 8.0软件，进行Box‑Behnken设计提取掷孢酵母中类胡萝卜素的盐酸浓度、盐酸用量、盐酸浸泡时间和沸水浴时间的工艺条件，确定了最佳提取工艺参数为：沸水浴时间为4.1 min、盐酸浓度4.5mol/L、盐酸用量3.6ml/g细胞湿重和盐酸浸泡时间30min，可一次性酸热处理1.0~3.0 g湿细胞。对3.0~4.0g湿细胞可进行2次酸热处理，超过4.0g湿细胞后，通过增加酸热次数，仍有较高的提取效率。本发明提供的利用响应面法优化提取类胡萝卜素的方法缩短了提取时间，降低了能耗，所提取的类胡萝卜素具有安全、高效、稳定等优点。

技术领域

本发明涉及一种掷孢酵母和利用响应面法优化提取类胡萝卜素的方法，属于微生物发酵和食品加工领域。

背景技术

以β-胡萝卜素为代表的类胡萝卜素是一类呈黄色、橙红色或红色的多烯类化合物，具有转化为维生素A的生物活性，还具有预防癌症和心血管疾病等多种生理功能。目前，类胡萝卜素已被FAO和WHO等国际组织认定为A类营养色素，并在50多个国家和地区获准作为营养、着色双重功用的食品添加剂而被广泛应用于保健食品及医药和化妆品工业。从天然果蔬中提取类胡萝卜素存在成本高、价格贵、工艺复杂和着色力差等不足。

利用掷孢酵母发酵生产天然类胡萝卜素是近来我国学者研究较多且较具应用前景的课题，掷孢酵母经过培养，产生胞内次生代谢产物-类胡萝卜素，因此，如何充分破碎细胞而不破坏类胡萝卜素的流失，如何从已破碎细胞中完全提取类胡萝卜素，就成为提高掷孢酵母发酵产类胡萝卜素产量、质量和生产成本的关键。目前报道的关于掷孢酵母的破壁方法有很多，常用的有酸-热法、研磨法、酶消化法、冻融法、二甲基亚砜法、细胞自溶法。酶法及自溶法由于破壁时间较长(4～24h)，可能造成类胡萝卜素的降低；研磨法存在破壁效率低(不高于80％)、温度不易控制、类胡萝卜素易氧化等局限性；虽然二甲亚砜能取得良好的破壁效果，但这种有机溶剂非常容易产生残留毒性，所提取出的类胡萝卜素不能作为食品及药品原料使用。酸-热法为掷孢酵母细胞破壁的最佳方法。然而，关于掷孢酵母中类胡萝卜素提取工艺优化的研究却甚少，故有必要对其开展进一步的研究。

发明内容

本发明的目的是提出一种掷孢酵母(Sporobolomyces reseus)，并在单因素试验的基础上，利用响应面分析法对掷孢酵母(Sporobolomyces reseus)类胡萝卜素的提取条件进行优化，为掷孢酵母的综合开发利用提供参考依据。

为全面考查掷孢酵母中类胡萝卜素的酸热提取影响因素，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种掷孢酵母(Sporobolomyces reseus)，该菌株于2019年3月22日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC No.17429。

本发明的另一个目的在于提供一种利用响应面法优化提取掷孢酵母(Sporobolomyces reseus)中类胡萝卜素的方法，利用design expert8.0软件，进行Box-Behnken设计提取掷孢酵母(Sporobolomyces reseus)中类胡萝卜素的盐酸浓度、盐酸用量、盐酸浸泡时间和沸水浴时间的工艺条件，包括以下步骤：

1)掷孢酵母的发酵培养：取新鲜掷孢酵母种子液，以约5％接种量加入30只盛有100ml发酵培养基的1000ml三角瓶中，振荡培养；

2)湿细胞获取：将上述3000ml发酵液装入离心管中，冷冻离心，倒去上清液，加入少许无菌水洗涤，再次冷冻离心，倒去上清液，合并适量离心湿细胞至另一已恒重的干净离心管中，倒置并吹干离心管管壁和管盖上的水分，直至恒重，获得已恒重的湿细胞；