[发明专利]一种优化的工程菌酿酒酵母W2发酵体系及其应用

说明书

本发明公开了一种优化的工程菌酿酒酵母W2发酵体系及其应用，属于生物发酵技术领域。本发明是将工程菌酿酒酵母W2按12％的接种量将其种子液接种于发酵培养基中，发酵条件：温度30℃，转速200rpm，发酵时间120h，优选发酵培养基甘蔗糖蜜液含量5.31％，玉米浆干粉含量2.65％，初始pH为4.7。在此条件下做三组平行试验所得的番茄红素浓度的平均值为283.18mg/L，能达到现有高成本培养基的产率。本发明使用的发酵培养基氮碳源来源广泛，价格便宜，且番茄红素得率高，在降低成本的前提下，提高了产量，具有较高的实用价值和实用前景。

技术领域

本发明涉及生物发酵技术领域，具体涉及一种优化的工程菌酿酒酵母W2发酵体系及其应用。

背景技术

番茄红素又称ψ—胡萝卜素，是一种不含氧的类胡萝卜素，与其他类胡萝卜素相比具有最优的清除自由基的效果，同时番茄红素还表现出抗癌活性，如乳腺癌、胰腺癌、前列癌及皮肤癌等。

目前生产番茄红素主要有天然产物提取法、化学合成法以及发酵法。天然产物提取法是目前获取番茄红素的主流方法，但是通常每吨西红柿中仅含20克番茄红素，且提取工艺复杂、提取技术含量高、生产成本极其昂贵。且番茄生产受产地及季节等条件的限制，无法满足市场对番茄红素的需求。从生产成本及原料、产品活性和纯度等方面考虑，微生物发酵法具有明显的优势，是番茄红素非常理想的产业化生产方法。目前利用基因工程菌生产番茄红素已成为研究的热点，而通过工程菌酿酒酵母W2生产番茄红素具有天然、绿色、无毒、无溶剂残留、无重金属残留、生产周期短等优点，且生产原料来源广泛而廉价。

碳源、氮源、无机盐、维生素等是酿酒酵母培养体系的重要成分。酿酒酵母培养体系种类多，培养体系的不同成分、不同浓度对酿酒酵母的菌体生长影响差异大。现常用酿酒酵母菌体系为酵母浸出粉胨葡萄糖(yeastextract peptonedextrose，YPD)培养体系，该体系的碳源与氮源为葡萄糖、蛋白胨、酵母浸粉。在工业生产中，这三种物质需求量大，价格贵，阻碍酿酒酵母菌发酵的工业化生产。因此为了降低工程菌酿酒酵母W2工业化生产成本的同时提高其番茄红素浓度，优化酿酒酵母培养体系十分必要。废糖蜜是糖厂的副产物，糖蜜中含有丰富的酵母，是可以利用的可发酵性糖。随着我国制糖工业的发展，糖蜜的产量日益增加，进行废糖蜜利用的研究是非常必要的。玉米浆粉是经过特殊工艺：除去杂质、喷雾干燥而制得的，这样即减少了杂质和色素对微生物生长、代谢的影响，从而发酵时更加稳定；同时还可以降低后期的产品提取难度。尤其适用于要求比较高的基因工程菌发酵使用。

因此，如何有效利用响应面法优化工程菌发酵培养基是本发明需要解决的问题。

发明内容

本发明针对现有技术中酿酒酵母的番茄红素产率较低的不足，在单因素试验基础上，设计Plackett-Burman实验和最陡爬坡实验，采用响应面法进行优化，提供一种产番茄红素酿酒酵母的低成本发酵培养基及其应用，利用该培养基，能够有效地获得较高密度菌体量，提高番茄红素的产量。

本发明的第一个目的是提供一种产番茄红素酿酒酵母的发酵培养基，其含有甘蔗糖蜜液50-60g/L，玉米浆干粉20-30g/L，pH为4.5-5。

优选地，所述的发酵培养基含有甘蔗糖蜜液53.1g/L，玉米浆干粉26.5g/L，pH为4.7。

本发明的第二个目的是提供所述的发酵培养基在生产番茄红素中的应用。

优选地，所述的应用包括以下步骤：a.将保存的产番茄红素酿酒酵母进行活化、培养获得种子液；b.将步骤a得到的种子液接种于权利要求1所述的发酵培养基中进行发酵；c.发酵完成后，然后收集和分离番茄红素。

更优选地，所述的产番茄红素酿酒酵母为工程菌酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)W2，其保藏编号为GDMCC No：61335。

更优选地，所述接种的量为12％。