[發明專利]一種番茄紅素的發酵生產工藝

在審

• 申請號: 201710981395.1
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107604010A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 宋宏婷
• 申請（專利權）人: 宋宏婷
• 主分類號: C12P5/02
• 分類號: C12P5/02;C12R1/645
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 錢成岑

技術領域

本發明涉及生物制藥領域，尤其是一種番茄紅素的發酵生產工藝。

背景技術

番茄紅素是一種類胡蘿卜素，具有提高人體免疫力、抗癌、抗氧化、降血脂、保護皮膚等功效，被廣泛應用于食品、醫藥和化妝品領域。天然的番茄紅素，主要存在于茄科植物西紅柿的成熟果實中。隨著人們越來越注重綠色、健康，番茄紅素不斷受到人們的廣泛關注。人類自身不能合成番茄紅素，需通過膳食等方式補充。據美國CMR（客戶管理關系）國際公司預測，番茄紅素產品銷售將年增35%，預計兩三年內到達200億美元的銷售量，世界跨國醫藥巨頭和國內的醫藥巨頭們紛紛進軍番茄紅素產業。

目前，番茄紅素的生產方法主要有天然提取、化學合成、微生物發酵。已證實，天然番茄紅素比化學合成的番茄紅素更易吸收，而且，化學合成化學物殘留的存在，因此，近年來已轉向天然產品的開發。從植物原料中提取天然番茄紅素易受到條件和產率限制，而微生物發酵法生產天然番茄紅素從品質、技術、資源、成本及環境等因素考慮均優于上述兩種方法，因而更具應用前景。目前利用微生物發酵法生產番茄紅素的不足之處在于微生物不能高水平的積累番茄紅素，導致發酵產率低、生產成本較高。

發明內容

本發明的發明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種番茄紅素的發酵生產方法，該方法通過改進微生物的種子制備條件，使用于發酵的微生物具有更高的表達活性；同時改進發酵培養條件，以增強累積番茄紅素的代謝流，從而提高番茄紅素的產量。

本發明采用的技術方案如下：

一種番茄紅素的發酵生產工藝，其包括：

步驟一：種子制備，分別將正菌孢子和負菌孢子接入經滅菌的生理鹽水中，攪拌得到正菌孢子懸液和負菌孢子懸液；

步驟二：種子培養，按照正菌孢子懸液與負菌孢子懸液按照濃度比為2：3-5接入種子培養基進行種子培養得到種子液；

步驟三：發酵培養；發酵培養，將種子液接入發酵培養基進行發酵培養。

本發明中采用的菌種為三孢布拉氏霉菌（Blakeslea trispora）的（+）（-）菌株，原始菌種購自于ATCC，編號分別為ATCC 14271（+），ATCC 14272（-）。需要說明的是，本發明中的方法對三孢布拉氏霉菌的其他大多數亞種也適用。本發明中直接采用未經誘變的菌種，原因在于，經誘變的菌種穩定性不高，不適用于工業放大生產。

由于采用了上述技術方案，將正負孢子懸液直接接種至種子培養基中培養進行接合生殖，產生的菌體為極小的菌球或菌絲，不發生成團菌體，有利于其在液體培養基中氧氣和營養物質的吸收。負菌是番茄紅素的主要產生菌，正菌作為配對菌與負菌共同發酵產生三孢酸，從而促進番茄紅素的合成。由于三孢布拉氏霉菌在發酵過程中需要進行接合生殖才能表達產物，為提高番茄紅素的產量，正菌與負菌之間需要滿足一定的比例，適當提高負菌的比例，有利于番茄紅素累積，但是其比例過高，三孢酸生成量太少，影響產物合成。

本發明較佳的實施例中，所述正菌孢子和負菌孢子均經過如下培養得到：將菌種畫線接入含土豆培養基的平皿，在無菌培養箱中，保持溫度26-30℃，培養2-4d；隨后降低溫度至16-20℃，刺激孢子生成，并培養孢子1-3d。

由于采用了上述技術方案，26-30℃為菌種生長的最適溫度，在此溫度下生長1-3d，菌種處于對數生長期，此時培養溫度的降低，有利于刺激孢子的生成。

本發明較佳的實施例中，培養孢子過程中，以2L/min的速率向培養箱中通入氧氣，同時給與光照，光照強度為4WLx。

由于采用了上述技術方案，增加環境的改變，進一步刺激孢子的生成，另一方面，三孢布拉氏霉菌孢子嗜氧，喜光，有利于孢子生長。

本發明較佳的實施例中，種子培養過程的溫度為26-30℃，培養時間為1-3d，培養過程攪拌速率為200r/min，給同時予1vvm的通氣率，以及4WLx光照強度。

由于采用了上述技術方案，正負孢子迅速接合生殖，產生球狀或絲狀菌體，并不發生成團現象。

本發明較佳的實施例中，所述發酵培養基的成分為玉米淀粉4%，葡萄糖2%，黃豆餅粉1%，大豆分離蛋白3%，玉米漿2%，磷酸二氫鉀0.1%，硫酸鎂0.02%，植物油2%，VB₁0.5%，2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.05%，并調節pH至7.3。