Blakesleatrispora产番茄红素培养条件的优化
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丝状真菌三孢布拉霉产番茄红素发酵条件优化罗玮;周雅;巩尊洋;杜瑶;顾秋亚;余晓斌【期刊名称】《食品与发酵工业》【年(卷),期】2015(041)012【摘要】丝状真菌三孢布拉霉是一种最有潜力大规模生产番茄红素的微生物.该研究利用实验室选育获得的1株三孢布拉霉,对其发酵条件进行了优化.首先采用单因素试验对其培养基的碳源、氮源、油类添加物、接种量和正负菌比例进行了优化,确定玉米粉、黄豆粉、棉籽油、接种量10%和正负菌比例1∶5分别为最佳选择.随后采用正交设计对玉米粉、黄豆粉、棉籽油和阻断剂的浓度进行了试验,进行了极差分析和方差分析,确定了最佳组合.在此条件下进行验证试验获得番茄红素的产量为29.9 mg/g菌体干重.【总页数】5页(P126-130)【作者】罗玮;周雅;巩尊洋;杜瑶;顾秋亚;余晓斌【作者单位】江南大学生物工程学院糖化学与生物技术教育部重点实验室,江苏无锡,214122;江南大学生物工程学院糖化学与生物技术教育部重点实验室,江苏无锡,214122;江南大学生物工程学院糖化学与生物技术教育部重点实验室,江苏无锡,214122;江南大学生物工程学院糖化学与生物技术教育部重点实验室,江苏无锡,214122;江南大学生物工程学院糖化学与生物技术教育部重点实验室,江苏无锡,214122;江南大学生物工程学院糖化学与生物技术教育部重点实验室,江苏无锡,214122【正文语种】中文【相关文献】1.丝状真菌三孢布拉霉原生质体制备及再生条件的研究 [J], 单志萍;姜文修2.发酵促进剂在三孢布拉霉生产番茄红素中的应用 [J], 师艳秋;辛秀兰;袁其朋3.产黄樟素内生真菌交链孢霉LJX27的发酵条件优化 [J], 徐洲;尹礼国;张超;魏琴4.丝状真菌三孢布拉霉DNA的提取研究 [J], 单志萍;孟妤;姜文侯5.三孢布拉氏霉生物合成β-胡萝卜素的研究──Ⅰ.三孢布拉氏霉负菌优良菌株SCB201的选育 [J], 任双喜;尹光琳因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
安徽农业科学。
JoumalofAnhui姆.Sci.2008.36{24):10488—10489责任编辑王淼责任校对傅真治番茄红素高产菌株发酵条件优化杨润蕾,张利平,王秀琴,胡毅,陈雅洁(河北大学生命科学学院,河北保定071002)摘要[目的]对三孢布拉霉菌进行自然筛选得到的番茄红素高产菌株进行发酵培养基的优化。
[方法]以正交试验优化培养基组合,得到最适合于发酵生产的培养基配方。
[结果]通过正交分析,发现阻断荆对发酵结果影响最大,第9种培养基组合最适合该对菌株的发酵,[结论]发酵培养基经优化,试验菌株发酵后番茄红素晶体产量由原来的2.234n∥“提高到3.706Il∥“。
关键词三孢布拉霉菌;发酵;正交试验中图分类号Q815文献标识码A文章编号0517—66ll(2008)24—10488—02Opt面aizationoftheFe.rmet妇tionCondition0fLycopeneHighYieldl'roaucmgStrainsYANGRun-leietai(CollegeofLifescienccs,He.beiUniversity,Baoding,Hebei0710(】2)Abstract[Objective]7nlefermentationcorditionsofthelycopenehi矛yieldstmirrswhichselectedfromBlakesleatrisporawereoptimized.[MethodJInordextoobtaintheoptimumcultureconditions,aorthogonaldesignwascarriedout.[Result]‰mostsignificantfactorwasinhibitorandtheninthcombi・nationoffermentationconditionw∞theoptimum01"1ebytheorthogonalanalysis.[Conclusion]Aftertheoptimization,thecrystaloflycopeneⅧimprovedfrom2.234to3.706nC/M.KevwordsBlakesleatrispora;Fermentation;Orthog,11altest番茄红素是一种重要的类胡萝卜素,在自然界中主要存在于番茄、两瓜、红色葡萄柚以及红色棕榈油中,在人体中分布在血清以及组织中…1。
专利名称:一种提高由三孢布拉氏霉菌生产番茄红素产量的方法
专利类型:发明专利
发明人:袁其朋,师艳秋,辛秀兰
申请号:CN201110153682.6
申请日:20110609
公开号:CN102251008A
公开日:
20111123
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:一种提高由三孢布拉氏霉菌生产番茄红素产量的方法,其特征在于步骤如下:(1)平板培养三孢布拉氏霉Blakeslea trispora(+)(-)菌株孢子悬液;异戊烯醇、3-甲基-3-丁烯-1-醇、香叶醇、甲羟戊酸内酯之一经过乙醇溶解配成溶液;(2)种子培养基制备;(3)将平板培养好的三孢布拉氏霉Blakeslea trispora(+)(-)菌分别加入到装有种子培养基的三角瓶中;(4)发酵培养基制备;将培养的1瓶正菌、4瓶负菌种子液混合,发酵培养基加入种子液开始发酵;在发酵开始后0-36小时再加入异戊烯醇、3-甲基-3-丁烯-1-醇、香叶醇、甲羟戊酸内酯溶液之一,然后恒温培养。
本发明的方法简单,易于操作和控制,大幅度提高番茄红素的产率,降低了生产成本。
申请人:北京化工大学
地址:100029 北京市朝阳区北三环东路15号
国籍:CN
代理机构:北京思海天达知识产权代理有限公司
代理人:刘萍
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Blakeslea trispora发酵制备番茄红素的研究的开题报告一、研究背景与意义番茄红素是一种天然存在于许多水果和蔬菜中的红色色素。
它具有丰富的营养价值和强大的抗氧化能力,被认为可以预防和治疗许多慢性疾病,如心脑血管疾病、癌症和老年痴呆症等。
但是,由于番茄红素的生产成本较高,限制了其在工业中的广泛应用。
近年来,利用微生物发酵生产番茄红素成为了一种新的制备方法。
其中,Blakeslea trispora是一种常见的产生番茄红素的微生物,已广泛用于该领域的研究中。
因此,本研究旨在通过对Blakeslea trispora的发酵工艺优化和菌株改良,提高番茄红素的生产效率,降低其生产成本,为其在工业上的应用提供技术支持和理论基础。
二、研究内容与方法本研究将分为以下几个方面:1. Blakeslea trispora的选择和优化:通过筛选出产生番茄红素能力强的菌株,优化其生长条件和发酵工艺,以提高菌株的产量和生产效率。
2. 发酵过程中关键因素的优化:通过对影响番茄红素生产的关键因素进行优化,如pH值、温度、氧气含量、营养物质等,提高发酵效果和产量。
3. 菌株改良:通过基因重组和突变等方法,提高菌株对产生番茄红素的适应性和能力。
4. 异位表达番茄红素合成途径相关基因:将番茄红素合成途径相关基因转入Blakeslea trispora,促进其产生番茄红素。
本研究将采用生物化学、分子生物学、微生物学等技术分析和检测Blakeslea trispora的生长情况、菌株改良程度和番茄红素的生产情况。
三、研究预期结果通过本研究,我们期望实现以下目标:1. 筛选出高产番茄红素能力的Blakeslea trispora菌株。
2. 优化发酵工艺,提高发酵效率和产量。
3. 通过菌株改良,提高菌株对产生番茄红素的适应性和能力。
4. 实现异位表达番茄红素合成途径相关基因,促进其产生番茄红素。
通过以上成果,我们希望可以为Blakeslea trispora发酵制备番茄红素提供一种可行、高效的方法,并为其在工业上的应用提供技术支持和理论基础。
番茄红素是一种具有11个碳碳共轭双键的类胡萝类卜素,在所有的类胡萝卜素中,它是最强的单线态氧淬灭剂,抗氧化能力也最强[1]。
最近的研究表明番茄红素对前列腺癌、乳腺癌、以及胰腺癌等癌症的癌细胞具有抑制作用[2],对于预防和治疗心脑血管疾病、动脉硬化和肿瘤等具有重要的作用[3]。
番茄红素的生产方法主要有化学合成法、天然提取法及发酵法[2]。
其中三孢布拉氏霉菌发酵展现了较好的工业化应用前景。
国内对三孢布拉霉发酵的研究,大多集中在β-胡萝卜素的生产上,而对番茄红素的研究较少。
本文旨在通过调节培养基成分,使三孢布拉霉得到良好生长,同时抑制类胡萝卜素的形成,进而确定高产番茄红素的培养条件,为后续的小分子效应物及阻断剂在该菌生产番茄红素中的作用的研究奠定基础。
1实验材料及方法1.1实验材料菌种:三孢布拉氏霉菌(Blakesleatrispora),购于ATCC,编号:ATCC74145。
1.2实验仪器和设备恒温培养箱,水浴锅,摇瓶机,高压灭菌锅,超净工作台,真空冷冻干燥机,分光光度计,烘箱,冰箱。
1.3实验方法1.3.1种子培养基及培养时间的确定菌种活化:将购得的冻干菌种接种到ATCCNo.336斜面培养基上,在28℃振荡培养48h,进行活化并斜面培养。
三孢布拉霉生产番茄红素发酵条件的研究马永强,韩春然(哈尔滨商业大学食品工程学院,黑龙江哈尔滨150076)摘要:为了实现番茄红素的微生物法生产,研究了三孢布拉霉生产番茄红素的发酵条件。
结果表明,种子培养基和发酵培养基的最佳碳源和氮源均为玉米糖化液和玉米浆。
最佳发酵培养基为玉米粉糖化液40g/L,玉米浆40g/L,磷酸二氢钾0.5g/L。
番茄红素发酵生产的最佳条件为发酵培养基pH6.5,发酵时间36h,三角瓶装液量40mL/250mL,接种量10%。
关键词:番茄红素;三孢布拉霉;发酵FERMENTATIONCONDITIONSOFLYCOPENEBYBLAKESLEATRISPORAMAYong-qiang,HANChun-ran(CollegeofFoodEngineering,HarbinUniversityofCommerce,Harbin150076,Heilongjiang,China)Abstract:Inordertorealizetheproductionoflycopenebymicroorganism,fermentationconditionsoflyconpenebyBlakesleatrisporawerestudied.Theresultsshowedthattheoptimumcarbonandnitrogensourceofbothseedandfermentationcultureweresaccharisedcornflourandcornsteepliquor.Theoptimumfermentationculturewasasfollows:saccharisedcornflour40g/L,cornsteepliquor40g/L,andKH2PO40.5g/L.Theoptimumfermentationconditionsforlycopenewas:pH6.5,36h,loadingamount40mL/250mL,andinoculum10%.Keywords:Lycopene;Blakesleatrispora;fermentation作者简介:马永强(1963-),男(汉),教授,硕士,研究方向:食品生物化学。
扬州大学研究生课程论文论文题目:三孢布拉氏霉发酵生产番茄红素的研究进展姓名:周玲学号:M13824专业:食品科学课程老师:于海2014年3月3日三孢布拉氏霉发酵生产番茄红素的研究进展摘要:番茄红素是一种重要的脂溶性类胡萝卜素,具有很强的抗氧化功能及抗癌、增强免疫力、保护皮肤等生理功能,在食品、医药等领域具有广泛的应用价值。
番茄红素的来源有植物提取法、化学合成法、微生物发酵法。
相较前两种方法,微生物发酵法是生产番茄红素最适合的方法。
目前目前研究应用较多的是三孢布拉氏霉菌。
综述了通过构建番茄红素高产菌株、优化番茄红素发酵生产工艺提高番茄红素产量,最后提出目前存在的问题。
关键词:番茄红素,发酵生产,高产菌株,发酵工艺Study on Lycopene Fermented from Blakeslea TrisporaAbstract: Lycopene is a kind of important fat-soluble carotenoid, which has many physiological functions including antioxidant function, anti-cancer, enhance immunity, protect the skin. Lycopene has a wide range of application value in food, medicine and other fields. The source of lycopene includes plant extraction, chemical synthesis and microbial fermentation. Compared with the former two methods, the microorganism fermentation method is the most suitable one for the production of lycopene. At present, Blakeslea trispora is applied widely. Building lycopene high yield strains, optimizing the lycopene fermentation production process to increase production of lycopene are reviewed, and the existing problems ar putted forward finallyKey words: Lycopene, Fermentable production, High yield strains, Fermentable process 番茄红素(Lycopene)是一种天然植物色素,为类胡萝卜素中的一种,是许多类胡萝卜素生物合成的中间体,经过环化可形成其他类胡萝卜素。
发酵法生产番茄红素摘要番茄红素是由11个共轭双键及2个非共轭碳碳双键构成的高度不饱和直链型烃类化合物,具有预防癌症、防治心血管疾病、缓解骨质疏松症和提高免疫等重要的生理功能。
番茄红素的生产方法主要有提取法、化学合成法和微生物发酵法。
由于番茄红素含量低,提取法无法满足市场需求;化学合成法存在收率低、产物不稳定以及合成成本高等缺点;发酵法被认为是生产番茄红素最有潜力的方法,文中对发酵法生产番茄红素的关键技术环节(如菌种选育、发酵工艺优化和分离纯化)的研究进展进行了阐述。
关键词番茄红素,发酵工程,菌种选育,发酵工艺优化,分离纯化番茄红素是存在于自然界中的一种天然色素,呈红色, 因最早发现于番茄中得名。
番茄红素(Lycopene)是类胡萝卜素(Carotenoid) 的一种。
主要存在于植物细胞的有色体中,其中番茄中含量最高,达3-14mg/100g,是由l1个共轭双键及2个非共轭碳碳双键构成的高度不饱和直链型烃类化合物,分子式C40H56,分子量536.85。
番茄红素结晶为暗赤色针状或柱状晶,熔点175℃,易溶于氯仿、苯,可溶于乙醚、石油醚、己烷、丙酮,难溶于甲醇、乙醇,不溶于水。
性质十分活泼,易受氧、紫外线、温度的影响而迅速氧化。
在酸性环境和有CO2存在的条件下以及温度低于50℃的酸性条件下,色素性能稳定。
在自然界中番茄红素主要存在于番茄、西瓜等蔬菜水果中。
1903年Schundc发现番茄中提取的番茄红素的吸收光谱不同与胡萝卜素,将其命名为Lyco-pene。
番茄红素是类胡萝卜素生物合成途径中的一个中间代谢产物。
美国学者最近发现秋橄榄浆果所含的番茄红素相当于番茄的1.8倍。
番茄红素与其他类胡萝卜素一样,动物自身不能合成。
由于番茄红素没有类似胡萝卜素那样的芷香环而没有VA活性,在过去一直不被重视。
然而,近年研究发现其具有优越的生理功能:在类胡萝卜素中,其抗氧化作用最强。
其对单线态氧的淬灭作用是β-胡萝卜素的2倍,维生素E的100倍。
大学,2005:11-26[12]万永青.野生沙棘果酵母菌的分离鉴定及其发酵特性研究[D].呼和浩特:内蒙古农业大学,2007:26-27[13]Querol A,Fernandez-EspinarMT,Olmo M,et al.Adaptive evolutionof wine yeast [J].International Journal of Food Microbiology,2003,86(2):3-10[14]Kurtzman C P,Fell J W.The yeasts:a taxonomic study [M].Fourthdrevised and enlarged edition.The Netherlands:Elsevier Science Publishers B V,1984:742-767[15]Ayogu T E.Evaluation of the performance of f1yeast isolated fromNigerian palm wine in wine production from pineapple fruits [J].Bioresource technology,1999,69(2):189-190收稿日期:2010-10-19番茄红素(lycopene )又称为ψ-胡萝卜素,是类胡萝卜素中重要的家庭成员之一。
它是一种脂溶性抗氧化剂,能被许多植物和微生物合成,但不能被动物和人类合成[1],因最先发现于番茄中又被称为茄红素。
番茄红素中鲜艳的红色主要源于成熟的番茄果实和番茄产物[2],番茄红素主要来源于番茄及番茄产物,也存在于西瓜、杏、番木瓜、西番石榴、蕃石榴、红色葡萄柚、胡萝卜等成熟水果中[3],在人体各组织器官中也有较多分布[4]。
番茄红素具有抗氧化、消除人体自由基、抗癌、防癌等优越的生理功能,是一种很有发展前途的功能性天然色素。
番茄红素的生产工艺目前一般采用植物提取法、化学合成法及微生物发酵法来提取[5]。
采用微生物发酵法成本低污染小,安全且工艺简单,三孢布拉氏霉菌是现阶段国内外惟一能够实现β-胡萝卜素工业化规模生产的一种高产丝状真菌[6]。
本实验采用微生物发酵法,对Blakeslea trispora 发酵生产番茄红素过程中的培养条件进行优化,优选能提高番茄红素产量Blakeslea trispora 产番茄红素培养条件的优化杨斯1,潘鹏1,蔡俊1,2,3,*(1.湖北工业大学生物工程学院,湖北武汉430068;2.湖北省工业微生物重点实验室,湖北武汉4300683.发酵工程省部共建教育部重点实验室(湖北工业大学),湖北武汉430068)摘要:为提高番茄红素的微生物发酵生产产量,优化了三孢布拉氏霉菌(Blakeslea trispora )发酵生产番茄红素的培养条件。
结果表明,番茄红素发酵生产的最佳条件为:三孢布拉氏霉菌正菌培养时间12h~15h ,负菌培养时间20h~25h 、接种比例为1∶5、pH7、发酵温度28℃、发酵周期120h ,发酵条件优化后番茄红素平均产量为44.9193mg/L 。
关键词:番茄红素;Blakeslea trispora ;发酵条件Optimized Fermentation Conditions of Produce Lycopene by Blakeslea TrisporaYANG Si 1,PAN Peng 1,CAI Jun 1,2,3,*(1.College of Bioengineering,Hubei University of Technology,Wuhan 430068,Hubei,China;2.Hubei Provincial KeyLaboratory of Industrial M icrobiology,Wuhan 430068,Hubei,China ;3.Key Laboratory of Fermentation engineering,M inistry of Education,Hubei University of Technology,Wuhan 430068,Hubei,China)Abstract:In order to improve the output of lycopene through fermentation by microorganism,the fermentation conditions to produce lycopene by Blakeslea trispora were optimized.Results showed that the optimum fermentation conditions of seed age of Blakeslea trispora strain(+),Blakeslea trispora strain(-),the proportion of strain(+)and strain(-),pH,temperature and fermentation period to produce lycopene were 12h-15h,20h-25h,1∶5,7,28℃and 120h respectively.After the optimization,the output of lycopene was 44.9193mg/L.Key words :lycopene;Blakeslea trispora ;fermentation conditions基金项目:湖北省自然基金重点项目(2009CDA059)作者简介:杨斯(1985—),女(汉),硕士研究生,从事发酵工程研究。
*通信作者:蔡俊,教授。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!生物工程食品研究与开发F ood Research And Development2011年6月第32卷第6期116杨斯,等:Blakeslea trispora产番茄红素培养条件的优化的最适培养条件。
1材料与方法1.1菌种三孢布拉氏霉菌(Blakeslea trispora):湖北工业大学生物工程学院209实验室提供,编号为26(+),29(-)。
1.2培养基1)斜面培养基:PDA培养基,0.10M Pa灭菌30min。
2)种子培养基:葡萄糖5%,蛋白胨2.5%,KH2PO4 0.1%,V B10.05%,pH6.0,0.07M Pa灭菌30min。
3)发酵培养基:玉米粉1.9%,黄豆粉4.4%,棉籽油10%,M gSO40.1%,V B10.0002%,KH2PO40.55%,pH7.5,0.10M Pa灭菌30min。
1.3培养方法1)种子培养:在无菌条件下,从已培养5d的三孢布拉氏霉菌(+)、(-)斜面培养基中加入10mL生理盐水制成菌悬液,再取1mL菌悬液到种子培养基中,在28℃、180r/min的条件下培养。
2)发酵培养:将生长旺盛的正负菌在无菌的条件下以一定比例的接种量接入发酵培养基中,在28℃,180r/min摇床中发酵培养。
1.4测定方法1.4.1干菌体的测定发酵结束后,将发酵液过滤得到菌体,在45℃真空干燥箱干燥,恒重后称量。
1.4.2番茄红素标准曲线的测定番茄红素标准曲线的绘制:精确称取0.025g苏丹色素,用少量无水乙醇溶解定量移入50mL容量瓶中并用无水乙醇稀释至刻度。
摇匀准确吸取上述标准溶液0.26、0.52、0.78、1.04、1.30mL分别注入一组50mL 容量瓶中,用无水乙醇稀释至刻度摇匀后即相当于0.5、1.0、1.5、2.0、2.5μg/mL番茄红素的标准溶液。
采用分光光度计在波长为485nm下,以蒸馏水为空白溶液分别测定吸光度,以吸光度为纵坐标,标准溶液浓度为横坐标绘制标准曲线,得到回归方程。
1.4.3番茄红素的提取把干燥后的菌丝体研磨破壁,用少量体积比为1∶1的丙酮:石油醚提取,然后用石油醚抽提,将抽提的滤液稀释适当的倍数利用2000型分光光度计在450nm 处测量OD值,用标准曲线计算出番茄红素的产量。
2实验内容2.1三孢布拉氏霉菌生长曲线的测定采用种子培养基培养菌体,每隔一定时间取1次样品,测定种子培养过程中菌体干重随时间的变化,以培养时间为横坐标,菌体干重为纵坐标,绘制菌体的生长曲线。
2.2发酵条件的优选实验采用单因素实验轮换法考察三孢布拉氏霉菌正负菌接种比例、发酵初始pH、发酵温度、发酵周期对番茄红素产量的影响,其初始发酵条件为:正负菌接种比例1∶4、发酵初始pH7.5、发酵温度30℃、发酵周期120h。
2.2.1正负菌接种比例对番茄红素产量的影响以其他发酵条件为初始发酵条件,考察正负菌接种量分别为2∶1、1∶1、1∶2、1∶5、1∶10、1∶20时,三孢布拉氏霉菌发酵生产番茄红素所得到的菌体干重和发酵液中番茄红素产量的影响。
2.2.2发酵初始pH对番茄红素产量的影响正负菌接种比例取上述实验优选结果,以其他发酵条件为初始发酵条件,考察发酵初始pH分别为5.5、6.0、6.5、7.0、7.5时,三孢布拉氏霉菌发酵生产番茄红素所得到的菌体干重和发酵液中番茄红素产量的影响。
2.2.3发酵温度对番茄红素产量的影响正负菌接种比例和发酵初始pH取上述实验优选结果,以其他发酵条件为初始发酵条件,考察发酵温度分别为25、28、30、33℃时,三孢布拉氏霉菌发酵生产番茄红素所得到的菌体干重和发酵液中番茄红素产量的影响。
2.2.4发酵周期对番茄红素产量的影响正负菌接种比例、发酵初始pH和发酵温度取上述实验优选结果,以其他发酵条件为初始发酵条件,考察每隔12h发酵培养时间对三孢布拉氏霉菌发酵生产番茄红素所得到的菌体干重和发酵液中番茄红素产量的影响。
3实验结果3.1番茄红素标准曲线的绘制采用苏丹红代替番茄红素标准品制作标准曲线图,见图1。
3.2三孢布拉氏霉菌生长曲线的测定三孢布拉氏霉菌正负菌生长曲线见图2。
从图2可以看出,正负菌生长趋势相同,在培养过程中,正菌的生长速度明显要快于负菌。
正菌在12h 左右进入快速生长期,负菌在20h左右进入快速生长期;两者都是在40h左右进入衰亡期,这可能由于培养基营养成分消耗殆尽,菌体无法继续生长,开始消亡生物工程117表2发酵温度对番茄红素产量的影响Table 2Effect of temperature on fermentation to producelycopene温度/℃25283033菌体干重/(g/L )44.3972.3124.2150.31番茄红素含量/(mg/L )22.2041.912.9219.36图4发酵周期对番茄红素产量影响Fig.4Effect of fermentation period to produce lycopene发酵周期/h菌体干重/(g /L)图1标准曲线Fig.1Standard curve标准溶液浓度/(μg/mL )O D 值自溶。