一种三孢布拉霉发酵产番茄红素的方法及番茄红素技术

本发明专利技术涉及一种三孢布拉霉发酵产番茄红素的方法及番茄红素，属发酵工程领域。上述方法包括：分别培养三孢布拉霉正菌和负菌，取部分培养的三孢布拉霉正菌及三孢布拉霉负菌同时接种，发酵，发酵过程以调节剂控制发酵体系的pH值为5.8‑6.2，于发酵开始后的40‑100h期间进行补料，继续发酵至120h，放罐。调节剂为含有PO43+且不含金属离子及盐的酸性物质。发酵培养基含有淀粉磷酸酯类物质。此方法简单，成本低廉，通过用含有PO43+且不含金属离子及盐的酸性物质控制发酵pH值并提供PO43+，避免带入过量的K+，加之配合使用淀粉磷酸酯类物质，以提高番茄红素的产量。由此而得的番茄红素产量较高，适于工业化生产。

Lycopene fermentation by blastaria three spores and lycopene

The invention relates to a lycopene fermentation method and lycopene produced by blastaria three spores, which belongs to the field of fermentation engineering. The above methods include: culture of three spores of bragella and negative bacteria, three spores of bragella and three spores of bragella, respectively, and fermentation. The pH value of the fermentation system is 5.8 6.2, and the fermentation process is supplementing to the 40 after the fermentation, and continues to be fermented into 120h and canister. . The regulator is an acidic substance which contains PO43+ and does not contain metal ions and salts. The fermentation medium contains starch phosphate esters. This method is simple and low cost. By controlling the fermented pH value with PO43+ containing no metal ions and salt and providing PO43+, avoiding excessive K+, in addition to the use of starch phosphate esters, the production of lycopene is improved. The yield of lycopene is high and suitable for industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种三孢布拉霉发酵产番茄红素的方法及番茄红素
本专利技术涉及发酵工程领域，且特别涉及一种三孢布拉霉发酵产番茄红素的方法及番茄红素。
技术介绍
现有发酵方法通常使用KH2PO4或K2HPO4等含PO43+的盐来提升磷酸化水平，同时提供了K+，增强细胞膜通透性，益于营养物质进入细胞。使用KH2PO4或K2HPO4等含PO43+的盐量过少则磷酸化水平不够，大幅降低了类胡萝卜素代谢通量，过多则会带入大量K+，使得菌体的细胞膜通透性变得过于强，导致内部物质如目标产物番茄红素析出至发酵清夜中。同时由于在发酵过程中需要加入碱性阻断剂，抑制了三孢布拉霉生成酸性性激素三孢酸，从而进一步导致番茄红素的代谢通量减弱，而现有方法都是补加代谢前体物质类似物如β-紫罗兰酮等，但加入的前体物质通常价格较高，或难以从市场上大批量获取，这些都是其在工业生产中应用的缺陷。因此，需对现有的三孢布拉霉发酵产番茄红素的方法进行改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种三孢布拉霉发酵产番茄红素的方法，此方法简单，成本低廉，通过用含有PO43+且不含金属离子及盐的酸性物质控制发酵pH值并提供PO43+，避免带入过量的K+，加之配合使用淀粉磷酸酯类物质，以提高番茄红素的产量。本专利技术的第二目的在于提供一种番茄红素，其由上述三孢布拉霉发酵产番茄红素的方法生产而得，该番茄红素产量较高，适于工业化生产。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：本专利技术提出一种三孢布拉霉发酵产番茄红素的方法，包括以下步骤：分别培养三孢布拉霉正菌和三孢布拉霉负菌，取部分培养的三孢布拉霉正菌及部分培养的三孢布拉霉负菌同时接种，发酵，发酵过程以调节剂控制发酵体系的pH值为5.8-6.2，于发酵开始后的40-100h期间进行补料，继续发酵至120h，放罐。调节剂为含有PO43+且不含金属离子及盐的酸性物质。发酵过程中采用的发酵培养基含有淀粉磷酸酯类物质。本专利技术还提出一种番茄红素，其由上述三孢布拉霉发酵产番茄红素的方法生产而得。优选地，所得的番茄红素的产量为2.5-3.5g/L。本专利技术较佳实施例提供的三孢布拉霉发酵产番茄红素的方法及番茄红素的有益效果是：(1)一物多用，降低生产成本。含有PO43+且不含金属离子及盐的酸性物质可用于调控pH，同时提供了大量PO43+，从而提高磷酸化水平。淀粉磷酸酯类物质在提供C源的同时也能提高磷酸化水平。同时使用以上物质，可将KH2PO4或K2HPO4的用量降至适宜水平，避免K+过量。(2)简化操作，免除控糖工艺。淀粉磷酸酯类物质作为迟效C源，不必控制补料流加葡萄糖。(3)避免使用风险前体物质。在生产中，前体物质的添加需考虑成本，法规要求，添加工艺等多方面因素，通过补料可达到相同效果，但工艺要简便得多，成本也可控。(4)产量和纯度高。本专利技术较佳实施例所得的番茄红素产量较现有技术的产量更高，且其单位含量也更高。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的三孢布拉霉发酵产番茄红素的方法及番茄红素进行具体说明。本专利技术实施例提供的三孢布拉霉发酵产番茄红素的方法包括以下步骤：分别培养三孢布拉霉正菌和三孢布拉霉负菌，培养可参照如下方式：将原始三孢布拉霉正菌和原始三孢布拉霉负菌分别接种于含PDA培养基的斜面，于26-30℃(优选为28℃)的条件下培养4-8天(优选为6天)，然后再转接于种子培养基中，于26-30℃、200-240rpm的条件下培养44-52h，培养过程中按1-2vvm的流量通入空气。优选地，接种于种子培养基后，于28℃、220rpm的条件下培养48h，培养过程中按1.5vvm的流量通入空气。作为可选地，上述种子培养基例如可以包括1-3wt％的葡萄糖、2-4wt％的玉米浆干粉、0.5-1.5wt％的酵母浸膏、0.04-0.1wt％的磷酸二氢钾、0.005-0.015wt％的硫酸镁、0.02-0.04wt％的谷氨酸钠以及2-4wt％的葵花籽油溶液。优选地，上述种子培养基可包括2wt％的葡萄糖、3wt％的玉米浆干粉、1wt％的酵母浸膏、0.07wt％的磷酸二氢钾、0.01wt％的硫酸镁、0.03wt％的谷氨酸钠以及3wt％的葵花籽油溶液。将培养的三孢布拉霉正菌和三孢布拉霉负菌均分别分为两部分，一部分用于与性别相反的三孢布拉霉菌同时接种发酵，另一部分则继续培养。作为可选地，同时接种例如可将部分培养的三孢布拉霉正菌以及部分培养的三孢布拉霉负菌按重量比为1：3-7同时接种于含有发酵培养基的发酵罐中。优选地，上述三孢布拉霉正菌与三孢布拉霉负菌的重量比为1：5，通过三孢布拉霉正菌与三孢布拉霉负菌按此比例有性结合，可较其它比例下产生更多的性激素三孢酸，提高番茄红素的代谢通量。较佳地，接种所用的三孢布拉霉正菌及三孢布拉霉负菌的生物量干重均不低于10g/L，以确保发酵过程能够产生较大量的性激素三孢酸。进一步地，同时接种后，可按1-2vvm(优选为1.5vvm)的流量向发酵罐中通入干燥压缩空气，然后于180-220rpm(200rpm)的搅拌转速下进行发酵。发酵过程中发酵体系的生物量干重优选不超过50g/L，以满足好氧需求。由于发酵过程中，发酵体系的pH值会升高，若pH值过高，反而会造成不产生番茄红素的现象。因此，本专利技术实施例中，发酵过程中加入调节剂以控制发酵体系的pH值为5.8-6.2。较佳地，调节剂为含有PO43+且不含金属离子及盐的酸性物质，例如磷酸或植酸，优选为植酸。通过使用含有PO43+且不含金属离子及盐的酸性物质，尤其是植酸，可有效控制发酵pH值并提供PO43+，避免带入过量的K+，提高磷酸化水平。值得说明的是，发酵过程中的pH值需全程检测，pH值一旦在5.8-6.2范围以外，则及时补充调节剂。作为可选地，上述发酵培养基含有淀粉磷酸酯类物质，优选地，淀粉磷酸酯类物质为磷酸化二淀粉磷酸酯。一方面，淀粉磷酸酯类物质在提供C源(迟效C源)的同时也能提高磷酸化水平，因调节剂(植酸)的加入量不大，淀粉磷酸酯类物质即可作为植酸的补充。另一方面，淀粉磷酸酯类物质含有淀粉，可替代普通淀粉，并且其在发酵过程中可水解为葡萄糖，从而减少普通葡萄糖的用量。此外，将调节剂与淀粉磷酸酯类物质共同使用，可将KH2PO4或K2HPO4的用量降至适宜水平，避免K+过量。较佳地，本专利技术实施例的发酵液中P的含量可维持150ppm以上，以保持底物磷酸化高水平的物质基础。作为可选地，上述发酵培养基例如可以含有0.8-1.2wt％葡萄糖、1.0-3.0wt％磷酸化二淀粉磷酸酯、0.8-1.2wt％酵母浸膏、1.8-2.2wt％玉米浆干粉、0.5-0.9wt％磷酸二氢钾、0.8-1.2wt％硫酸镁、1.8-2.2wt％葵花籽油以及阻断剂。较佳地，发酵培养基可含有1wt％葡萄糖、2wt％磷酸化二淀粉磷酸酯、1wt％酵母浸膏、2wt％玉米浆干粉、0.7wt％磷酸二氢钾、1wt％硫酸镁、2wt％葵花籽油以及阻断剂。值得说明的是，上述阻断剂是于发酵开始后的30h加入发酵罐的发酵培养基中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三孢布拉霉发酵产番茄红素的方法，其特征在于，包括以下步骤：分别培养三孢布拉霉正菌和三孢布拉霉负菌，取部分培养的所述三孢布拉霉正菌及部分培养的所述三孢布拉霉负菌同时接种，发酵，发酵过程以调节剂控制发酵体系的pH值为5.8‑6.2，于发酵开始后的40‑100h期间进行补料，继续发酵至120h，放罐；所述调节剂为含有PO43+且不含金属离子及盐的酸性物质；发酵过程中采用的发酵培养基含有淀粉磷酸酯类物质。

【技术特征摘要】
1.一种三孢布拉霉发酵产番茄红素的方法，其特征在于，包括以下步骤：分别培养三孢布拉霉正菌和三孢布拉霉负菌，取部分培养的所述三孢布拉霉正菌及部分培养的所述三孢布拉霉负菌同时接种，发酵，发酵过程以调节剂控制发酵体系的pH值为5.8-6.2，于发酵开始后的40-100h期间进行补料，继续发酵至120h，放罐；所述调节剂为含有PO43+且不含金属离子及盐的酸性物质；发酵过程中采用的发酵培养基含有淀粉磷酸酯类物质。2.根据权利要求1所述的三孢布拉霉发酵产番茄红素的方法，其特征在于，所述调节剂为植酸或磷酸；优选地，所述调节剂为植酸。3.根据权利要求1所述的三孢布拉霉发酵产番茄红素的方法，其特征在于，所述淀粉磷酸酯类物质为磷酸化二淀粉磷酸酯；优选地，所述磷酸化二淀粉磷酸酯占所述发酵培养基的1.0-3.0wt％。4.根据权利要求1所述的三孢布拉霉发酵产番茄红素的方法，其特征在于，接种所用的所述三孢布拉霉正菌及所述三孢布拉霉负菌的生物量干重均不低于10g/L。5.根据权利要求1所述的三孢布拉霉发酵产番茄红素的方法，其特征在于，发酵过程中所述发酵体系的生物量干重不超过50g/L。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，李翔宇，姚建铭，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，武汉中科光谷绿色生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34