[发明专利]一种海洋红酵母及其在以秸秆为原料生产β-胡萝卜素中的应用

说明书

本发明公开了一种海洋红酵母及其在以秸秆为原料生产β‑胡萝卜素（β‑carotene,BC）的方法。农业秸秆是一类分布广泛、数量庞大、处理困难的可再生有机资源，本发明以酶水解经蒸汽爆破与碱法预处理后得到的秸秆纤维，得到水解液，水解液脱色后投加额外营养，用于培养海洋红酵母，所得菌体直接提取β‑胡萝卜素，摆脱传统β‑胡萝卜素规模生产的局限性，同时提升秸秆的回用价值。本发明中海洋红酵母的生物量可达59 g/L，葡萄糖菌体得率为0.5~0.6，β‑胡萝卜素的产量为550~650μg/g干菌体。

技术领域

本发明属于微生物菌剂产品领域，具体涉及一种海洋红酵母及其在以秸秆为原料生产β-胡萝卜素中的应用。

背景技术

β-胡萝卜素（β-carotene, BC）是一种普遍存在于植物中的天然色素，颜色为黄色至橙红色，是类胡萝卜素中的一种。β-胡萝卜素属于脂溶性维生素，是人体和动物合成维生素A的主要来源，具有较强的抗氧化性、良好的抗癌作用、对免疫系统的调节作用和着色功能，广泛应用于食品、饲料、医药及化妆品工业。β-胡萝卜素的来源主要分为植物提取、化学合成和微生物发酵。植物提取受到原料、气候、产地等一系列条件限制，难以大量生产；化学合成存在一定食品安全风险，这两种方法都不能满足当今市场的需求。微生物发酵生产β-胡萝卜素具有时间短、产率高、成本低且不受时间气候影响的优势，同时得到的产品纯天然、无食品安全风险，是当今的主流方向。一些藻类（如盐藻）、细菌和真菌（如三孢布拉霉、红酵母）都可以生产β-胡萝卜素。盐藻和三孢布拉霉是目前市场上生产β-胡萝卜素采用的两种主要菌株，就具有增殖快、含量高的优势；但盐藻的生长对光照及营养条件要求较高、藻种容易退化，而三孢布拉霉的发酵液粘度大、溶解氧难以利用，在规模生产上具有一定的局限性。红酵母生产β-胡萝卜素含量虽不及前述两种菌株，但具有生长速度快、发酵周期短、发酵容易控制、菌种稳定等优点，可以弥补上述两种菌株发酵生产的缺点；同时，红酵母还含有丰富的蛋白质、氨基酸、不饱和脂肪酸、糖类等各种生理活性物质，可以直接用作饲料添加剂或水产养殖饵料，具有很好地应用价值和开发前景。

农业秸秆是一类分布广泛、数量庞大、处理困难的可再生有机资源，解决农业废弃物回用问题对于减少环境污染、促进社会可持续发展具有重要意义。若能将农业秸秆开发利用生产β-胡萝卜素将具有重要的价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种海洋红酵母及其制备方法和应用。本发明发现了一种海洋红酵母且可以高效应用在以秸秆为原料生产β-胡萝卜素的方法中，该方法可以在低成本条件下，以农业秸秆为原料，快速高浓度生产海洋红酵母，从而摆脱传统β-胡萝卜素生产菌株发酵生产的条件束缚，大幅降低β-胡萝卜素的生产成本。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种海洋红酵母，其特征是：所述海洋红酵母为海洋红酵母（ RhodosporidiumpaludigenumTHUZTY2026），保藏日期： 2020年06月16日，保藏单位名称及简称：中国普通微生物菌种保藏管理中心（CGMCC），保藏地址北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，保藏号CGMCC No.20092。

所述海洋红酵母经优选所得：海南红树林收集落叶后采用松花粉垂钓法分离得到二十多株红酵母，使用高浓度秸秆水解液进行培养，经过反复筛选驯化，选出对秸秆水解液耐受性、适应性最强、β-胡萝卜素生产能力最强的一株，再经过秸秆水解液连续传代驯化培养，最终获得秸秆水解液驯化菌株；使用分子生物学手段对其18S rDNA序列进行比对，发现该菌株与海洋红酵母的18S rDNA序列的同源性为100％，判定本菌株属于海洋红酵母。

本发明还提供了海洋红酵母在以秸秆为原料生产β-胡萝卜素中的应用：

（1）秸秆的预处理：以常见农业秸秆为原料，采用饱和蒸汽进行爆破后，使用无机碱处理，制得秸秆纤维；