CN105567776A - 一种酵母发酵制备虾青素的方法 - Google Patents

一种酵母发酵制备虾青素的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种酵母菌发酵制备虾青素的方法，酵母在发酵培养基中发酵培养，发酵结束后发酵液ph调整为9-10，光脉冲技术处理3-8min，再经高压脉冲处理；酵母发酵液离心洗涤获得酵母细胞，酵母细胞经-50℃冷冻2h后冷冻干燥获得酵母粉，酒精萃取酵母粉，浓缩萃取液获得虾青素；发酵培养方法：发酵培养基组成为葡萄糖1％，玉米浆1-3％，蛋白胨2.5％，硫酸镁0.02％，磷酸二氢钾0.15％，氯化钠20％，其余为水；初始pH为8，接种量3-8％，摇床转速50-80r/min，24-28℃培养7-10h，调整温度12-17℃，静止培养0.1-0.5h，之后阶梯形升温到24-30℃，pH调整为4.6-6.5，添加2.5％蛋胨，2％酵母粉；摇床转速50-100r/min，继续发酵35-65h。本发明虾青素的提取率可达到95％以上，有效提高了虾青素的产量，酵母细胞的虾青素含量达到9700ug/g干细胞以上。

Description

一种酵母发酵制备虾青素的方法
技术领域：
本发明属于微生物发酵领域，特别涉及酵母菌代谢产物提取。
背景技术：
红法夫酵母(Phaffiarhodozyma)可合成虾青素，红法夫酵母野生株系中虾青素积累量达细胞干重的0.05％左右，某些突变株系中最多可达0.3％，并且所合成的类胡萝卜素中虾青素是主要成分，因而是目前微生物发酵生产虾青素普遍采用的菌株。
浙江工业大学的专利申请红发夫酵母中虾青素的提取方法，公开号为CN1548420，2004年11月24日公开。该专利中采用含抗氧化剂的有机酸或酸性有机溶剂提取虾青素。
山东农业大学申请的名称为微波辅助二甲基亚砜法虾青素制备技术中，专利申请号为CN200910017325.X，该发明提供了一种微波辅助二甲基亚砜法虾青素制备技术，红法夫酵母发酵液离心后加入二甲基亚砜，置于微波下辅助破壁，再加入有机溶剂，保温浸提，使虾青素自细胞内转到细胞外并溶于有机溶剂中，混合溶液离心后经过低温真空浓缩得到虾青素浓缩液。该发明将微波破壁技术与二甲基亚砜破壁成功结合，降低了成本，提高了效率，节约了提取时间，可有效防止虾青素结构不被破坏，提高红法夫酵母中虾青素的提取效果。
发明内容：
本发明解决的技术问题是提供一种酵母菌发酵制备虾青素的方法。
本发明技术方案如下：
酵母在发酵培养基中进行发酵培养，在发酵结束后发酵液ph调整为9-10，脉冲技术处理3-8分钟,脉冲处理参数为：电场强度42-52KV/cm，脉冲时间500-600μS,脉冲频率200-300Hz。将酵母发酵液离心洗涤后获得酵母细胞，酵母细胞经过冷冻干燥方法获得酵母粉，酒精萃取酵母粉，浓缩萃取液获得虾青素。
发酵培养方法如下：发酵培养基组成为葡萄糖1％，玉米浆1-3％，蛋白胨2.5％，硫酸镁0.02％，磷酸二氢钾0.15％，氯化钠20％，其余为水；初始pH为8，接种量3-8％，摇床转速为50-80r/min，24-28℃培养7-10小时后调整温度为12-17℃进行低温静止培养0.1-0.5小时，之后阶梯形升温到24-30℃，pH调整为4.6-6.5，按照2.5％的添加量添加蛋胨，按照2％的量添加酵母粉；摇床转速为50-100r/min，继续发酵35-65小时。
上述酒精萃取工艺中，酵母粉与酒精的料液比为1：8-10；所述酒精为85-100％的乙醇溶液。
虾青素提取过程中，浓缩采用蒸馏浓缩方法。
本发明所述酵母为红发夫酵母CICC33064。
有益效果：
本发明利用综合技术手段处理实现虾青素生产的工艺路线，本发明的提取工艺使虾青素的提取率可以达到95％以上，本发明采用在发酵生长期调温刺激培养方法和光脉冲处理方法有效提高了虾青素的产量。酵母细胞的虾青素含量达到9300微克/克干细胞以上。
具体实施方式：下面通过具体的实施方案叙述本发明中酵母菌株发酵生产虾青素和谷胱甘肽的提取工艺。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中分离提取条件进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。
本发明中虾青素的测定方法如下：
1.10ml发酵液3000r/min离心15min洗涤两次，去掉上清液。
2.用2.5ml的二甲基亚砜破壁,搅拌然后用3000r/min离心15min两次至沉淀物无色，上清液用丙酮萃取。
3.加蒸馏水洗涤丙酮萃取液至澄清透明，定容至25ml，测定波长在474nm时的吸光度。
细胞总虾青素质量浓度(μg/ml)＝(A*Va)/(E*Vf)
式中:A-光密度
Va-萃取液体积,ml
E-消光系数,为0.21
Vf-取样发酵液体积,ml
实施例1
本发明技术方案如下：
酵母在发酵培养基中进行发酵培养，在发酵结束后将酵母发酵液离心洗涤后获得酵母细胞，酵母细胞经过冷冻干燥方法获得酵母粉，酒精萃取酵母粉，浓缩萃取液获得虾青素。
发酵培养方法如下：发酵培养基组成为葡萄糖1％，玉米浆1-3％，蛋白胨2.5％，硫酸镁0.02％，磷酸二氢钾0.15％，氯化钠20％，其余为水；初始pH为8，接种量3-8％，摇床转速为50-80r/min，24-28℃培养65小时。20升发酵罐。
酒精萃取工艺中，酵母粉与酒精的料液比为1：10；所述酒精为85-100％的乙醇溶液。
虾青素提取过程中，浓缩采用蒸馏浓缩方法。
细胞浓度达到8.5克/升，虾青素含量为2540μg/g干细胞。所述酵母为红发夫酵母CICC33064。
实施例2
酵母在发酵培养基中进行发酵培养，在发酵结束后将酵母发酵液离心洗涤后获得酵母细胞，酵母细胞经过冷冻干燥方法获得酵母粉，酒精萃取酵母粉，浓缩萃取液获得虾青素。
发酵培养方法如下：发酵培养基组成为葡萄糖1％，玉米浆1-3％，蛋白胨2.5％，硫酸镁0.02％，磷酸二氢钾0.15％，氯化钠20％，其余为水；初始pH为8，接种量3-8％，摇床转速为50-80r/min，24-28℃培养75小时。20升发酵罐。
酒精萃取工艺中，酵母粉与酒精的料液比为1：10；所述酒精为85-100％的乙醇溶液。虾青素提取过程中，浓缩采用蒸馏浓缩方法。
细胞浓度达到9克/升，虾青素含量为2480μg/g干细胞。虾青素的提取率达到85％。
所述酵母为红发夫酵母CICC33064。
实施例3
本发明解决的技术问题是提供一种酵母菌发酵制备虾青素的方法。
本发明技术方案如下：
酵母在发酵培养基中进行发酵培养，在发酵结束后发酵液ph调整为9.5，脉冲技术处理5分钟,脉冲处理参数为：电场强度48KV/cm，脉冲时间550μS,脉冲频率250Hz。将酵母发酵液离心洗涤后获得酵母细胞，酵母细胞经过冷冻干燥方法获得酵母粉，酒精萃取酵母粉，浓缩萃取液获得虾青素。
发酵培养方法如下：发酵培养基组成为葡萄糖1％，玉米浆2％，蛋白胨2.5％，硫酸镁0.02％，磷酸二氢钾0.15％，氯化钠20％，其余为水；初始pH为8，接种量5％，摇床转速为60r/min，25-27℃培养8小时后调整温度为14℃进行低温静止培养0.3小时，之后阶梯形升温到26-28℃，pH调整为5.6，按照2.5％的添加量添加蛋胨，按照2％的量添加酵母粉；摇床转速为50r/min，继续发酵65小时。
上述酒精萃取工艺中，酵母粉与酒精的料液比为1：8；所述酒精为95％的乙醇溶液。
虾青素提取过程中，浓缩采用蒸馏浓缩方法。
上述热水浸提操作中热水温度为95℃，浸提3次，每次浸提10分钟；
细胞浓度达到13克/升以上，虾青素含量为9480μg/g干细胞。虾青素的提取率达到95％。
所述酵母为红发夫酵母CICC33064。
实施例4
本发明解决的技术问题是提供一种酵母菌发酵制备虾青素的方法。
本发明技术方案如下：
酵母在发酵培养基中进行发酵培养，在发酵结束后发酵液ph调整为10，脉冲技术处理8分钟,脉冲处理参数为：电场强度42KV/cm，脉冲时间500μS,脉冲频率200Hz。将酵母发酵液离心洗涤后获得酵母细胞，酵母细胞经过冷冻干燥方法获得酵母粉，酒精萃取酵母粉，浓缩萃取液获得虾青素。
发酵培养方法如下：发酵培养基组成为葡萄糖1％，玉米浆3％，蛋白胨2.5％，硫酸镁0.02％，磷酸二氢钾0.15％，氯化钠20％，其余为水；初始pH为8，接种量3-8％，摇床转速为50-80r/min，26-28℃培养7小时后调整温度为17℃进行低温静止培养0.1小时，之后阶梯形升温到24-27℃，pH调整为5.5，按照2.5％的添加量添加蛋胨，按照2％的量添加酵母粉；摇床转速为50-100r/min，继续发酵60小时。
上述酒精萃取工艺中，酵母粉与酒精的料液比为1：8；所述酒精为100％的乙醇溶液。
虾青素提取过程中，浓缩采用蒸馏浓缩方法。
虾青素的提取率达到96％。所述酵母为红发夫酵母CICC33064。
上述热水浸提操作中热水温度为95℃，浸提3次，每次浸提10分钟；
细胞浓度达到12克/升以上，虾青素含量为9360μg/g干细胞。

Claims (7)

1.一种酵母菌发酵制备虾青素的方法，酵母在发酵培养基中进行发酵培养，在发酵结束后发酵液ph调整为9-10，脉冲处理3-8分钟，将酵母发酵液离心洗涤后获得酵母细胞，酵母细胞经过冷冻干燥方法获得酵母粉，酒精萃取酵母粉，浓缩萃取液获得虾青素。
2.根据权利1所述酵母菌发酵制备虾青素的方法，脉冲处理参数为：电场强度42-52KV/cm，脉冲时间500-600μS，脉冲频率200-300Hz。
3.根据权利1-2所述酵母菌发酵制备虾青素的方法，发酵培养方法如下：发酵培养基组成为葡萄糖1％，玉米浆1-3％，蛋白胨2.5％，硫酸镁0.02％，磷酸二氢钾0.15％，氯化钠20％，其余为水；初始pH为8，接种量3-8％，摇床转速为50-80r/min，24-28℃培养7-10小时后调整温度为12-17℃进行低温静止培养0.1-0.5小时，之后阶梯形升温到24-30℃，pH调整为4.6-6.5，按照2.5％的添加量添加蛋胨，按照2％的量添加酵母粉；摇床转速为50-100r/min，继续发酵35-65小时。
4.根据权利1所述酵母菌发酵制备虾青素的方法，酒精萃取工艺中，酵母粉与酒精的料液比为1：8-10；所述酒精为85-100％的乙醇溶液。
5.根据权利1所述酵母菌发酵制备虾青素的方法，酵母在发酵培养基中进行发酵培养，在发酵结束后发酵液ph调整为9.5，脉冲技术处理5分钟,脉冲处理参数为：电场强度48KV/cm，脉冲时间550μS,脉冲频率250Hz。将酵母发酵液离心洗涤后获得酵母细胞，酵母细胞经过冷冻干燥方法获得酵母粉，酒精萃取酵母粉，浓缩萃取液获得虾青素。
6.根据权利5所述酵母菌发酵制备虾青素的方法，发酵培养方法如下：发酵培养基组成为葡萄糖1％，玉米浆2％，蛋白胨2.5％，硫酸镁0.02％，磷酸二氢钾0.15％，氯化钠20％，其余为水；初始pH为8，接种量5％，摇床转速为60r/min，25-27℃培养8小时后调整温度为14℃进行低温静止培养0.3小时，之后阶梯形升温到26-28℃，pH调整为5.6，按照2.5％的添加量添加蛋胨，按照2％的量添加酵母粉；摇床转速为50r/min，继续发酵65小时。
7.根据权利1-4所述酵母菌发酵制备虾青素的方法，酵母在发酵培养基中进行发酵培养，在发酵结束后发酵液ph调整为10，脉冲技术处理8分钟,脉冲处理参数为：电场强度42KV/cm，脉冲时间500μS,脉冲频率200Hz。将酵母发酵液离心洗涤后获得酵母细胞，酵母细胞经过冷冻干燥方法获得酵母粉，酒精萃取酵母粉，浓缩萃取液获得虾青素；发酵培养方法如下：发酵培养基组成为葡萄糖1％，玉米浆3％，蛋白胨2.5％硫酸镁0.02％，磷酸二氢钾0.15％，氯化钠20％，其余为水；初始pH为8，接种量3-8％，摇床转速为50-80r/min，26-28℃培养7小时后调整温度为17℃进行低温静止培养0.1小时，之后阶梯形升温到24-27℃，pH调整为5.5，按照2.5％的添加量添加蛋胨，按照2％的量添加酵母粉；摇床转速为50-100r/min，继续发酵60小时。上述酒精萃取工艺中，酵母粉与酒精的料液比为1：8；所述酒精为100％的乙醇溶液。
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