[发明专利]一种发酵生产类胡萝卜素的方法

说明书

技术领域

本发明涉及类胡萝卜素的制备，具体涉及一种发酵生产类胡萝卜素的方法。

背景技术

类胡萝卜素是一组具有抗氧化性的脂溶性色素的总称，其作为人和动物体内的一类重要 生物活性物质，具有增强机体免疫力、抗辐射、抗肿瘤和治疗光敏性疾病等重要作用，在食 品、化妆品、医药和饲料等行业有着广泛的应用。目前，类胡萝卜素已被FAO、欧共体及 WHO等国际组织认定为A类营养色素，而近年来，围绕类胡萝卜素的产业化开发也正在逐步 形成。

类胡萝卜素的工业化生产方法可以采用化学合成法或植物提取法。化学合成类胡萝卜素 不仅技术复杂，而且其作为食品添加剂使用会影响食品的味道，降低人体吸收的比例，同时 还存在一定的副作用。因此，伴随着人们崇尚绿色食品的心理日益增强，近年来越来越多的 学者将研究方向转向天然色素的开发和利用。由于从植物中提取类胡萝卜素的传统制备工艺 具有较高的成本和操作复杂性，因此，类胡萝卜素的工业化生产受到了巨大的限制。利用微 生物发酵生产类胡萝卜素，不仅成本低廉，工艺简单，而且能够保证产品的优质和稳产， 因此，利用微生物生产类胡萝卜素是生物资源型类胡萝卜素来源的主要途径。

目前，已报道的能产生类胡萝卜素的微生物菌株主要是三孢布拉氏霉菌和红酵母，前者 已经处于中试和产业化应用阶段，后者则尚处于实验室小试阶段。三孢布拉氏霉菌虽然色素 产量高，但是培养工艺复杂，生产周期长，而红酵母生产类胡萝卜素则具有营养要求简单， 培养周期短，菌体含有丰富的蛋白质、氨基酸和维生素等可综合利用的优点。

中国专利CN105039484A公开了一种利用海洋红酵母高产类胡萝卜素和铜发酵培养方 法，包括如下：所述海洋红酵母WYN1在含铜培养基中发酵培养高效生产类胡萝卜素，发酵 培养基组成为葡萄糖1％，酶解玉米粉1-3％，蛋白胨2.5％，硫酸镁0.02％，磷酸二氢钾 0.15％，铜含量150-200mg/L，氯化钠20％，其余为水；初始pH为8，接种3-8％，摇床 转速为50-80r/min，24-28℃培养10-15小时后调整温度为16-20℃进行低温静止培养，停 止搅拌，pH调整为3-5，保持2-4小时；之后阶梯形升温到24-30℃，pH调整为4.6-5.5， 按照2.5％的添加量添加蛋白胨，按照2％的量添加酵母粉；摇床转速为50-100r/min，继 续发酵10-15h。

中国专利CN104130952A公开了一株胶红酵母及其在发酵生产类胡萝卜素和油脂中的 应用。本发明的技术方案要点为：一株胶红酵母菌Rhodotorulamucilaginosa，保藏于中 国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，CGMCCNo.8926。本发明提供的胶红酵母可用 于发酵生产类胡萝卜素和油脂。本发明利用红酵母生产类胡萝卜素并且同时产生油脂，并对 生产菌株进行多轮ARTP(常压室温等离子体)诱变，获得产量较高的诱变菌株，对类胡萝 卜素和油脂的工业化生产提供有良好的应用前景和经济效益。

有的细菌也能产生类胡萝卜素：中国专利CN104805168A公开了一种利用光合细菌微 氧发酵快速生产类胡萝卜素的方法：将活化的光合细菌(Rhodobactersphaeroides)接种 至MMS培养基中，好氧培养至OD600为0.6-0.8，然后调节培养条件至微氧，诱导类胡萝卜 素快速大量合成，然后进行提取、纯化，利用本发明方法发酵生产类胡萝卜素的时间短，仅 需要36小时，且菌体产量高达6g/L，类胡萝卜素的产量和产率分别是8.287mg/L和 1911μg/g，具有良好的清除DPPH自由基的能力，IC50约为8μg/mL。

中国专利CN102732049B公开一种从微生物菌体中提取制备类胡萝卜素的方法。该方 法是微生物菌体发酵结束后，发酵液与菌体分离得到湿菌体，再通过物流管道导入爆破罐中 进行高压蒸汽爆破破壁；细胞破碎后的湿菌体脱水，得到菌体碎片形成的滤饼；每千克滤饼 加入有机溶媒10～25升，30～55℃搅拌浸提20～50分钟；过滤，得到含类胡萝卜素油脂 的有机溶媒提取液；提取液在40～60℃条件下真空浓缩，回收有机溶媒，得到类胡萝卜素 油脂，单次提取收率达90％以上。本方法省去传统工艺中的脱水干燥和菌体粉碎工序，工 艺流程短、单次提取收率高且用时短、有机溶媒用量减少，能耗和其他成本显著降低。整个 过程简单、质量可控，适合于工业化生产应用。