[發(fā)明專利]一種高密度培養(yǎng)植物乳桿菌生產(chǎn)蝦青素的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610197526.2
• 申請(qǐng)日: 2016-03-31
• 公開（公告）號(hào): CN105695550B
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蹇華麗;宋光均;廖美德;姚少浩;李婧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州元大生物科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): C12P23/00
• 分類號(hào): C12P23/00;C12R1/25
• 代理公司: 44102 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 單香杰

本發(fā)明屬于化合物制備技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種高密度培養(yǎng)植物乳桿菌生產(chǎn)蝦青素的方法。具體為將植物乳桿菌接種于包含蔗糖、糖蜜、硫酸銨、α?蒎烯和維生素B₁₂的發(fā)酵培養(yǎng)基中培養(yǎng)，培養(yǎng)過程中根據(jù)生長(zhǎng)狀況采用中間補(bǔ)料結(jié)合階段控制pH值；當(dāng)發(fā)酵培養(yǎng)基中殘?zhí)菨舛鹊陀?0g/L時(shí)，補(bǔ)加營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)，pH值控制方法為延遲期和對(duì)數(shù)早期將pH控制在6.0～6.5，對(duì)數(shù)中期及每次補(bǔ)料后5h之內(nèi)將pH控制在7.0～7.5，其余階段將pH控制在4.5～5.0。在60～72h后結(jié)束發(fā)酵，最終生物量和蝦青素產(chǎn)量分別可達(dá)735mg/L和32 g/L。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化合物制備技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種高密度培養(yǎng)植物乳桿菌生產(chǎn)蝦青素的方法。

背景技術(shù)

蝦青素是一種非維生素A源的酮式類胡蘿卜素。擁有艷麗的紅色及極強(qiáng)的色素沉積能力，最初在歐美一些發(fā)達(dá)國(guó)家是作為色素被用做水產(chǎn)業(yè)的餌料添加劑。動(dòng)物試驗(yàn)表明蝦青素有抗腫瘤、抗紫外輻射、增強(qiáng)免疫功能，是水生動(dòng)物的強(qiáng)抗氧化劑和脂質(zhì)過氧化的抑制劑；對(duì)眼科疾病、心血管疾病和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎也有緩解作用。最新研究發(fā)現(xiàn)，蝦青素有助于消除因時(shí)差而產(chǎn)生的身體不適感，其效果比常用的褪黑激素還要明顯。蝦青素在以下幾個(gè)方面具有應(yīng)用價(jià)值：①水產(chǎn)和禽畜養(yǎng)殖的良好著色劑，同時(shí)提高養(yǎng)殖品成活率、增重率和飼料轉(zhuǎn)化率；②食品添加劑(著色劑和抗氧化劑)；③保健品和藥物(增強(qiáng)免疫功能和防止脂質(zhì)過氧化等)；④化妝品(抗紫外輻射和抗氧化等)。

目前市場(chǎng)上蝦青素大部分通過化學(xué)合成，也有少量天然蝦青素。化學(xué)合成蝦青素主要用途是作為魚類飼料添加劑，其工業(yè)化生產(chǎn)由瑞士羅氏公司，即現(xiàn)在的帝斯曼公司控制，商品名為加麗素粉紅(Carophyllpink)，蝦青素含量為5～10％，目前為止美國(guó)食品衛(wèi)生管理局(FDA)不準(zhǔn)任何化學(xué)合成新產(chǎn)品進(jìn)入保健食品市場(chǎng)。部分動(dòng)植物中含有天然蝦青素，盡管提取來源廣泛，但含量極低，如在蝦、蟹的廢殼中的含量只有約80ug/g。能夠產(chǎn)生蝦青素的微生物菌株并不多。除雨生紅球藻和紅發(fā)夫酵母生產(chǎn)蝦青素外，一些文獻(xiàn)也已報(bào)道其他微生物菌株。其中有些菌生長(zhǎng)較慢且蝦青素含量低，無工業(yè)應(yīng)用前景，也有部分微生物已用于天然蝦青素的生產(chǎn)，但現(xiàn)有技術(shù)主要采用間歇培養(yǎng)生產(chǎn)蝦青素的方法，獲得的生物量和蝦青素產(chǎn)量有限，設(shè)備的單位時(shí)間單位體積得率較低，導(dǎo)致生產(chǎn)成本居高不下。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種高密度培養(yǎng)植物乳桿菌生產(chǎn)蝦青素的方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：

一種高密度培養(yǎng)植物乳桿菌生產(chǎn)蝦青素的方法，包括如下步驟：

S1.采用大容量發(fā)酵罐，將植物乳桿菌接種于發(fā)酵培養(yǎng)基中培養(yǎng)，所述發(fā)酵培養(yǎng)基含有20g/L蔗糖、10g/L糖蜜、5.5g/L硫酸銨、150μL/L的α-蒎烯、0.4μg/L維生素B₁₂；

S2.當(dāng)發(fā)酵培養(yǎng)基中殘?zhí)菨舛鹊陀?0g/L時(shí)，以補(bǔ)加時(shí)發(fā)酵罐內(nèi)培養(yǎng)基總體積為基礎(chǔ)，每升發(fā)酵罐內(nèi)培養(yǎng)基補(bǔ)加20g糖蜜、100μLα-蒎烯和0.2μg維生素B₁₂，整個(gè)發(fā)酵周期共補(bǔ)料3次；培養(yǎng)過程pH值控制方法為：延遲期和對(duì)數(shù)早期(發(fā)酵0～5h)將pH控制在6.0～6.5，對(duì)數(shù)中期(發(fā)酵6～20h)及每次補(bǔ)料后5h之內(nèi)將pH控制在7.0～7.5，其余階段將pH控制在4.5～5.0；發(fā)酵60～72h后分離提純獲得蝦青素。

本發(fā)明通過研究發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的間歇式培養(yǎng)，如果初始碳源添加量不夠高，則獲得的生物量和蝦青素產(chǎn)量均較低；但如果初始碳源添加量太高，則會(huì)造成細(xì)胞在前期大量生長(zhǎng)，溶解氧不足，通氣攪拌設(shè)備無法適應(yīng)的弊病，蝦青素合成受到很明顯的抑制作用，從而使最終的生物量和蝦青素產(chǎn)量提高不明顯，原料利用率很低。本發(fā)明通過對(duì)殘?zhí)菨舛冗M(jìn)行監(jiān)測(cè)，采用中間補(bǔ)料的方法對(duì)植物乳桿菌進(jìn)行培養(yǎng)，避免一次性投料過多的同時(shí)又能保證較高的總投入量，另根據(jù)菌體生長(zhǎng)狀況采用階段控制pH值，可以明顯提高生物量和蝦青素產(chǎn)量，以及設(shè)備的單位時(shí)間單位體積得率，從而降低生產(chǎn)成本。