一種提高發(fā)酵生產(chǎn)海紅蝦青素產(chǎn)率的方法技術(shù)

本申請(qǐng)公開了一種提高發(fā)酵生產(chǎn)海紅蝦青素產(chǎn)率的方法，通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：以膠紅酵母菌作為發(fā)酵菌種，按照接種量為2–10％將所述膠紅酵母接種至培養(yǎng)基中，向所述培養(yǎng)基中添加碳酸鈣和硫酸鎂，所述碳酸鈣的添加量為0.1-0.5g/L，所述硫酸鎂為七水合硫酸鎂，添加量為0.1-0.7g/L，采用5L的發(fā)酵罐進(jìn)行發(fā)酵，在發(fā)酵過程中調(diào)節(jié)通風(fēng)量和發(fā)酵罐轉(zhuǎn)速，發(fā)酵溫度維持在25-33℃，發(fā)酵pH值在5.5-7.5之間發(fā)酵3d。本發(fā)明專利技術(shù)在保證產(chǎn)品產(chǎn)率的基礎(chǔ)上，通過對(duì)通風(fēng)量和轉(zhuǎn)速在不同發(fā)酵階段的控制，可降低了能耗，減少發(fā)酵運(yùn)營(yíng)成本，對(duì)于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)成本的縮減存在更大的意義。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及微生物
，具體地說，是涉及。
技術(shù)介紹
海紅蝦青素是一種類胡蘿卜素，具有極強(qiáng)的抗氧化能力和生物著色能力，已廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化妝品、飼料等許多領(lǐng)域。在預(yù)防心腦血管疾病、保護(hù)眼睛和中樞神經(jīng)系統(tǒng)、防紫外線輻射、抑制腫瘤、抗炎、緩解運(yùn)動(dòng)疲勞等方面具有較高的應(yīng)用價(jià)值。海紅蝦青素，一種具有高抗氧化能力的類胡蘿卜素，薄層層析時(shí)其迀移率與天然蝦青素酯接近，抗氧化能力也與天然左旋蝦青素接近而得名，DPPH法檢測(cè)其抗氧化能力強(qiáng)于天然左旋蝦青素40%左右。蝦青素的制備方法，已知有化學(xué)合成法、從水產(chǎn)廢物提取或藻類中提取的方法、利用微生物進(jìn)行生產(chǎn)的方法等。化學(xué)合成法，生產(chǎn)成本較高，許多國(guó)家不允許使用合成蝦青素用于飼料添加劑方面；從水產(chǎn)廢物提取，原料來源廣泛、成本低，但生產(chǎn)易受季節(jié)限制，生產(chǎn)條件要求苛刻，生產(chǎn)成本高，產(chǎn)量較低，產(chǎn)品純度不高；從藻類中提取，藻類中的蝦青素含量較高，原料成本較低。但藻類的生長(zhǎng)條件苛刻，對(duì)水質(zhì)、環(huán)境及光的要求很高，大規(guī)模生產(chǎn)依然存在難度；利用微生物進(jìn)行生產(chǎn)的方法，采用糖質(zhì)原料發(fā)酵生產(chǎn)，利于大規(guī)模高密度生產(chǎn)，而且不受地域和氣候的限制，生產(chǎn)成本相對(duì)低廉。近年來，國(guó)內(nèi)外對(duì)蝦青素的需求量越來越大，具有廣闊的市場(chǎng)前景。目前美國(guó)、加拿大、歐盟等國(guó)的許多生物技術(shù)公司正致力于開發(fā)生產(chǎn)這類產(chǎn)品，但遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求，故價(jià)格較高。因此加緊對(duì)蝦青素及類似產(chǎn)品的研制開發(fā)，對(duì)于增強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，有十分重要的意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供了，通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：以膠紅酵母菌作為發(fā)酵菌種，按照接種量為2-10%將所述膠紅酵母接種至培養(yǎng)基中，所述培養(yǎng)基中包括：葡萄糖60-130g/L、酵母粉3-10g/L、KH2PO4O.5-1. 5g/L,K2HPO4 O. 5-1. 5g/L、尿素 l_5g/L 和 NaCl O. 3_9g/L，該培養(yǎng)基的 pH 在 5. 5-7. 5之間，向所述培養(yǎng)基中添加碳酸鈣和硫酸鎂，所述碳酸鈣的添加量為O. 1-0. 5g/L，所述硫酸鎂為七水合硫酸鎂，添加量為O. 1-0. 7g/L，采用5L的發(fā)酵罐進(jìn)行發(fā)酵，在發(fā)酵過程中調(diào)節(jié)通風(fēng)量和發(fā)酵罐轉(zhuǎn)速，發(fā)酵溫度維持在25-33°C，發(fā)酵pH值在5. 5-7. 5之間發(fā)酵3d ；所述通風(fēng)量，進(jìn)一步為，在發(fā)酵過程中的l_12h內(nèi)，通風(fēng)量為I. 5-1. 75L/min ；在發(fā)酵過程中的12-36h內(nèi)，通風(fēng)量為6. 5_9L/min ；在發(fā)酵過程中的36-72h內(nèi)，通風(fēng)量為2-3. 5L/min ；所述轉(zhuǎn)速，進(jìn)一步為，在發(fā)酵過程中的l-12h內(nèi)，轉(zhuǎn)速為140-180r/min ；在發(fā)酵過程中的12-36h內(nèi)，轉(zhuǎn)速為220-280r/min ；在發(fā)酵過程中的36-72h內(nèi)，轉(zhuǎn)速為80-180r/min。優(yōu)選地，所述培養(yǎng)基進(jìn)一步包括:葡萄糖70g/L、酵母粉5g/L、KH2PO4 lg/L、K2HPO4lg/L、尿素2g/L和NaCl 2g/L，該培養(yǎng)基的pH為6.5。本專利技術(shù)的膠紅酵母菌(英文名Rhodotorula mucilaginosa)，保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏地址:北京市朝陽區(qū)北辰西路I號(hào)院3號(hào)，保藏日期:2014年12月01日，保藏編號(hào):CGMCC N0.10123。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)所述的提高發(fā)酵生產(chǎn)海紅蝦青素產(chǎn)率的方法，達(dá)到了如下效果:(I)本專利技術(shù)以膠紅酵母為出發(fā)菌株，葡萄糖等為主要生產(chǎn)原料，采用5L發(fā)酵罐發(fā)酵，在原有基礎(chǔ)上改變發(fā)酵培養(yǎng)基配方，調(diào)節(jié)發(fā)酵條件使菌體中海紅蝦青素的含量增加了10.34%。(2)以膠紅酵母為出發(fā)菌株，葡萄糖和酵母粉為主要生產(chǎn)原料，通過添加一定量的碳酸鈣和硫酸鎂，并在發(fā)酵過程中調(diào)節(jié)不同階段的通風(fēng)量和轉(zhuǎn)速，干菌體中海紅蝦青素含量最高可達(dá)1.28%?3.75%。(3)本專利技術(shù)在保證產(chǎn)品產(chǎn)率的基礎(chǔ)上，通過對(duì)通風(fēng)量和轉(zhuǎn)速在不同發(fā)酵階段的控制，可降低了能耗，減少發(fā)酵運(yùn)營(yíng)成本，對(duì)于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)成本的縮減存在更大的意義。【附圖說明】此處所說明的附圖用來提供對(duì)本專利技術(shù)的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本專利技術(shù)的一部分，本專利技術(shù)的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本專利技術(shù)，并不構(gòu)成對(duì)本專利技術(shù)的不當(dāng)限定。在附圖中:圖1為碳酸鈣添加量對(duì)海紅蝦青素產(chǎn)量的影響；圖2為七水合硫酸鎂對(duì)海紅蝦青素產(chǎn)量的影響；圖3為本專利技術(shù)提高發(fā)酵生產(chǎn)海紅蝦青素產(chǎn)率的方法流程圖。【具體實(shí)施方式】如在說明書及權(quán)利要求當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定組件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可理解，硬件制造商可能會(huì)用不同名詞來稱呼同一個(gè)組件。本說明書及權(quán)利要求并不以名稱的差異來作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)則。如在通篇說明書及權(quán)利要求當(dāng)中所提及的“包含”為一開放式用語，故應(yīng)解釋成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的誤差范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在一定誤差范圍內(nèi)解決所述技術(shù)問題，基本達(dá)到所述技術(shù)效果。此外，“耦接”一詞在此包含任何直接及間接的電性耦接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接于一第二裝置，則代表所述第一裝置可直接電性耦接于所述第二裝置，或通過其他裝置或耦接手段間接地電性耦接至所述第二裝置。說明書后續(xù)描述為實(shí)施本專利技術(shù)的較佳實(shí)施方式，然所述描述乃以說明本專利技術(shù)的一般原則為目的，并非用以限定本專利技術(shù)的范圍。本專利技術(shù)的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。以下結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不作為對(duì)本專利技術(shù)的限定。實(shí)施例1:本實(shí)施例提供，通過以下步驟實(shí)現(xiàn):以膠紅酵母菌作為發(fā)酵菌種，按照接種量為2%將所述膠紅酵母接種至培養(yǎng)基中，所述培養(yǎng)基中包括:葡萄糖 60g/L、酵母粉 3g/L、KH2P04 0.5g/L,K2HPO4 0.5g/L、尿素 lg/L 和 NaCl0.3g/L，該培養(yǎng)基的pH為6.5，向所述培養(yǎng)基中添加碳酸鈣和硫酸鎂，采用5L的發(fā)酵罐進(jìn)行發(fā)酵，在發(fā)酵過程中調(diào)節(jié)通風(fēng)量和發(fā)酵罐轉(zhuǎn)速，發(fā)酵溫度維持在25°C，發(fā)酵pH值5.5發(fā)酵3d。所述碳酸鈣的添加量為0.lg/L,所述硫酸鎂為七水合硫酸鎂，添加量為0.1-0.7g/Lo所述通風(fēng)量，進(jìn)一步為，在發(fā)酵過程中的l_12h內(nèi)，通風(fēng)量為1.5L/min ;在發(fā)酵過程中的12-36h內(nèi)，通風(fēng)量為7L/min ;在發(fā)酵過程中的36_72h內(nèi)，通風(fēng)量為2L/min。所述轉(zhuǎn)速，進(jìn)一步為，在發(fā)酵過程中的l_12h內(nèi)，轉(zhuǎn)速為140r/min ;在發(fā)酵過程中的12-36h內(nèi)，轉(zhuǎn)速為220r/min ;在發(fā)酵過程中的36_72h內(nèi)，轉(zhuǎn)速為140r/min。實(shí)施例2:本實(shí)施例提供，通過以下步驟實(shí)現(xiàn):以膠紅酵母菌作為發(fā)酵菌種，按照接種量為10%將所述膠紅酵母接種至培養(yǎng)基中，所述培養(yǎng)基中包括:葡萄糖 130g/L、酵母粉 10g/L、KH2PO4 1.5g/L、K2HPO4 1.5g/L、尿素 5g/L 和NaC19g/L，該培養(yǎng)基的pH為7.5，向所述培養(yǎng)基中添加碳酸鈣和硫酸鎂，采用5L的發(fā)酵罐進(jìn)行發(fā)酵，在發(fā)酵過程中調(diào)節(jié)通風(fēng)量和發(fā)酵罐轉(zhuǎn)速，發(fā)酵溫度維持在25°C，pH值7.5發(fā)酵3d。所述碳酸鈣的添加量為0.5g/L，所述硫酸鎂為七水合硫酸鎂，添加量為0.7g/L。所述通風(fēng)量，進(jìn)一步為，在發(fā)酵過程中的l_12h內(nèi)，通風(fēng)量為1.75L/min ;在發(fā)酵過程中的12-36h內(nèi)，通風(fēng)量為本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種提高發(fā)酵生產(chǎn)海紅蝦青素產(chǎn)率的方法，其特征在于，通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：以膠紅酵母菌作為發(fā)酵菌種，按照接種量為2–10％將所述膠紅酵母接種至培養(yǎng)基中，所述培養(yǎng)基中包括：葡萄糖60?130g/L、酵母粉3?10g/L、KH2PO4?0.5?1.5g/L、K2HPO4?0.5?1.5g/L、尿素1?5g/L和NaCl?0.3?9g/L，該培養(yǎng)基的pH在5.5?7.5之間，向所述培養(yǎng)基中添加碳酸鈣和硫酸鎂，所述碳酸鈣的添加量為0.1?0.5g/L，所述硫酸鎂為七水合硫酸鎂，添加量為0.1?0.7g/L，采用5L的發(fā)酵罐進(jìn)行發(fā)酵，在發(fā)酵過程中調(diào)節(jié)通風(fēng)量和發(fā)酵罐轉(zhuǎn)速，發(fā)酵溫度維持在25?33℃，發(fā)酵pH值在5.5?7.5之間發(fā)酵3d；所述通風(fēng)量為，在發(fā)酵過程中的1?12h內(nèi)，通風(fēng)量為1.5?1.75L/min；在發(fā)酵過程中的12?36h內(nèi)，通風(fēng)量為6.5?9L/min；在發(fā)酵過程中的36?72h內(nèi)，通風(fēng)量為2?3.5L/min；所述轉(zhuǎn)速為，在發(fā)酵過程中的1?12h內(nèi)，轉(zhuǎn)速為140?180r/min；在發(fā)酵過程中的12?36h內(nèi)，轉(zhuǎn)速為220?280r/min；在發(fā)酵過程中的36?72h內(nèi)，轉(zhuǎn)速為80?180r/min。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：魏升寧，張文麗，張美麗，李紀(jì)豐，孫常明，程振偉，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：威海利達(dá)生物科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：山東;37