一种利用β-紫罗兰酮促进杜氏藻积累类胡萝卜素和β-胡萝卜素的方法技术

本发明专利技术属于食品科学技术领域，公开了一种利用β‑紫罗兰酮促进杜氏藻积累类胡萝卜素和β‑胡萝卜素的方法。所述方法：将待诱导的杜氏藻细胞在含有β‑紫罗兰酮的培养基中进行诱导培养，类胡萝卜素及类胡萝卜素中β‑胡萝卜素在藻细胞中积累，然后提取色素；所述待诱导的杜氏藻细胞为对数生长期和/或稳定期的杜氏藻细胞。本发明专利技术简单易行、成本低廉、能显著提高总类胡萝卜素和β‑胡萝卜素的产量，而且杜氏藻是极其耐盐的单细胞绿藻，培养条件简单，且不易被其他微生物污染，有利于大规模养殖，符合工业化大规模生产的标准。

【技术实现步骤摘要】
一种利用β-紫罗兰酮促进杜氏藻积累类胡萝卜素和β-胡萝卜素的方法
本专利技术属于食品科学
，具体涉及一种利用β-紫罗兰酮促进杜氏藻积累类胡萝卜素和β-胡萝卜素的方法。
技术介绍
类胡萝卜素是一类重要的天然色素的总称，分布广泛在高等植物、藻类以及某些光合和非光合细菌、真菌中。类胡萝卜素对动物和人具有重要的生理功能，具有改善视力、抗氧化、提高免疫功能和预防心血管疾病等功效。类胡萝卜素在工业上可作为营养补充剂、化妆品、食用色素和着色剂。类胡萝卜素中β-胡萝卜素是橘黄色的天然色素，在胡萝卜、木瓜和芒果以及绿色蔬菜等都含有丰富的β-胡萝卜素，天然β-胡萝卜素是维生素A的前体，是人体维生素A的主要来源，还有抗氧化(清除自由基)、增强人体免疫力、保护视力、延缓衰老、防癌抗癌等功效。目前β-胡萝卜素的生产方法主要有化学合成、天然提取和微生物发酵等。过去，化学合成的β-胡萝卜素产品基本上是独占市场，目前使用的β-胡萝卜素也大都是化学合成产品，因为化学法生产的β-胡萝卜素成本低，但几乎都是全反式异构体，生物活性低，有致染色体畸变作用，不具备天然β-胡萝卜素的许多生理功能，降低了产品的功效。近年来开始利用三孢布拉霉(Blakesleatrispora)发酵生产天然β-胡萝卜素，这种方法生产的β-胡萝卜素全反式结构占85％以上，顺式结构占5～10％，有一定的生物活性。而从杜氏藻提取的含有40％顺式结构的天然β-胡萝卜素的生物活性好，但成本较高。杜氏藻是一种极其耐盐的真核单细胞绿藻，主要是在盐田、盐湖以及海洋中发现，抗逆性强，培养条件简单，能在高盐环境下培养，可以避免其它微生物的污染，有利于进行大规模的室外培养；而且在高光、高盐和营养胁迫等条件下，巴氏杜氏藻(Dunaliellabardawil)能够大量累积β-胡萝卜素，最高可达干重的14％，是极佳的天然β-胡萝卜素的生物来源。但养殖杜氏藻的周期较长，相对限制了β-胡萝卜素的产量，寻找促进杜氏藻大量积累β-胡萝卜素的物质，成为该领域的关键技术问题。
技术实现思路
为了能够快速累积类胡萝卜素和类胡萝卜素中β‐胡萝卜素，提高杜氏藻中类胡萝卜素和类胡萝卜素中β‐胡萝卜素的含量，本专利技术提供了一种利用β-紫罗兰酮促进杜氏藻积累类胡萝卜素和类胡萝卜素中β-胡萝卜素的方法。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种利用β-紫罗兰酮促进杜氏藻积累类胡萝卜素和β-胡萝卜素的方法，包括如下步骤：将待诱导的杜氏藻细胞在含有β-紫罗兰酮的培养基中进行诱导培养，类胡萝卜素及类胡萝卜素中β-胡萝卜素在藻细胞中积累，然后提取色素。所述待诱导的杜氏藻细胞为对数生长期(包括前期、中期和后期)和/或稳定期的杜氏藻细胞。当杜氏藻细胞处于对数生长期(包括前期、中期和后期)和/或稳定期时，藻液的OD630≥0.7。所述杜氏藻优选为巴氏杜氏藻。所述β-紫罗兰酮的加入量为1～20mg/L(即1L的培养基中加入1～20mg的β-紫罗兰酮)，优选为1～18mg/L，更优选为1～15mg/L；所述培养基为液体培养基，优选为杜氏藻液体培养基。所述诱导培养的时间为2h～7天。所述诱导培养的条件为在光照度为1000-8000Lx，光暗周期为6-24h:6-24h，温度为20-35℃，以10-200r/min的转速震荡培养，优选为在光照度为8000Lx，光暗周期为14h:10h，温度为26℃，以50r/min的转速震荡培养。所述杜氏藻液体培养基，其成分为：NaNO30.420g/L，NaCl87.690g/L，NaH2PO4·2H2O0.015g/L，NaHCO30.840g/L，KCl0.074g/L，MgSO4·7H2O1.230g/L，CaCl2·2H2O0.044g/L，Fe-EDTA溶液0.5mL/L，A5微量元素溶液1mL/L。Fe-EDTA溶液：Na2EDTA1.804g/L，FeCl3·6H2O0.483g/L；A5微量元素溶液：H3BO32.860g/L，MnCl2·4H2O1.810g/L，ZnSO4·7H2O0.220g/L，CuSO4·5H2O0.079g/L，(NH4)6Mo7O24·4H2O0.039g/L。所述方法的具体步骤为：将杜氏藻细胞加入液体培养基中培养，待藻液的OD630≥0.7时，加入β-紫罗兰酮继续培养，提取色素，获得类胡萝卜素和β-胡萝卜素。所述培养的条件为在光照度为1000-8000Lx，光暗周期为6-24h:6-24h，温度为20-35℃，以10-200r/min的转速震荡培养，优选为在光照度为8000Lx，光暗周期为14h:10h，温度为26℃，以50r/min的转速震荡培养。所述提取色素的方法为：将培养完成的藻液进行离心，弃上清液，将藻泥与有机溶剂混合，浸提，离心，将上层液进行滤膜过滤。所述有机溶剂为丙酮、乙醇、甲醇或乙腈等；所述浸提的时间为15～30min，所述滤膜为0.45μm滤膜。本专利技术的有益效果是加入β-紫罗兰酮后能有效提高杜氏藻的类胡萝卜素的含量和类胡萝卜素中β‐胡萝卜素含量，可能是因为β-紫罗兰酮能促进类异戊二烯的合成，而类异戊二烯是合成类胡萝卜素的前体物质。本专利技术中β-紫罗兰酮的用量极少，在刺激杜氏藻大量积累β‐胡萝卜素的同时，不会明显增加生产成本。由于β-紫罗兰酮是挥发性的香气成分，在杜氏藻采收提取β‐胡萝卜素前2～6小时加入β-紫罗兰酮处理，效果会更佳(即藻细胞处于对数生长期或稳定期)。与现有技术相比，本专利技术的优点是：(1)本专利技术利用的杜氏藻属于真核自养微生物，培养条件简单，抗逆性强，能在高盐环境下培养，可以避免其它微生物的污染，有利于进行大规模的室外培养。而且杜氏藻自身无毒无害，可直接用作天然保健品。(2)本专利技术利用的β-紫罗兰酮用量极少，在刺激杜氏藻大量积累β‐胡萝卜素的同时，不会明显增加生产成本。β-紫罗兰酮为易挥发的香气物质，能快速扩散，短时间内即可促进杜氏藻积累β‐胡萝卜素。(3)本专利技术在高盐、强光、缺氮等极端环境的胁迫下，β‐胡萝卜素会有更高的产率，获得更高的收益。本专利技术简单易行、成本低廉、能显著提高总类胡萝卜素和β-胡萝卜素的产量，而且杜氏藻是极其耐盐的单细胞绿藻，培养条件简单，且不易被其他微生物污染，相对于细菌以及三孢布拉霉等异养微生物更利于大规模养殖，符合工业化大规模生产的标准。附图说明图1为添加2～20mg/L的β-紫罗兰酮处理巴氏杜氏藻(OD630＝0.714)3小时总类胡萝卜素和β-胡萝卜素的含量；图2为添加2～20mg/L的β-紫罗兰酮处理巴氏杜氏藻(OD630＝0.714)6小时总类胡萝卜素和β-胡萝卜素的含量；图3为添加1～50mg/L的β-紫罗兰酮处理巴氏杜氏藻(OD630＝1.421)4天总类胡萝卜素和β-胡萝卜素的含量。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细描述，但本专利技术的实施方式不限于此。测定色素含量的方法为：用分光光度计或酶标仪分别测定665.2nm、652.4nm和470nm波长处的吸光度值，再用下列公式进行计算：叶绿素a(μg/mL)＝16.72·A665.2-9.16·A652.4叶绿素b(μg/mL)＝34.09·A652.4-15.28·A665.2总类胡萝卜素(μg/mL)＝(1000·A470本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用β‑紫罗兰酮促进杜氏藻积累类胡萝卜素和β‑胡萝卜素的方法，其特征在于：包括如下步骤：将待诱导的杜氏藻细胞在含有β‑紫罗兰酮的培养基中进行诱导培养，类胡萝卜素及类胡萝卜素中β‑胡萝卜素在藻细胞中积累，然后提取色素；所述待诱导的杜氏藻细胞为对数生长期和/或稳定期的杜氏藻细胞。

【技术特征摘要】
1.一种利用β-紫罗兰酮促进杜氏藻积累类胡萝卜素和β-胡萝卜素的方法，其特征在于：包括如下步骤：将待诱导的杜氏藻细胞在含有β-紫罗兰酮的培养基中进行诱导培养，类胡萝卜素及类胡萝卜素中β-胡萝卜素在藻细胞中积累，然后提取色素；所述待诱导的杜氏藻细胞为对数生长期和/或稳定期的杜氏藻细胞。2.根据权利要求1所述利用β-紫罗兰酮促进杜氏藻积累类胡萝卜素和β-胡萝卜素的方法，其特征在于：所述β-紫罗兰酮的加入量为1～20mg/L。3.根据权利要求1所述利用β-紫罗兰酮促进杜氏藻积累类胡萝卜素和β-胡萝卜素的方法，其特征在于：所述诱导培养的条件为在光照度为1000-8000Lx，光暗周期为(6-24h):(6-24h)，温度为20-35℃，以10-200r/min的转速震荡培养。4.根据权利要求3所述利用β-紫罗兰酮促进杜氏藻积累类胡萝卜素和β-胡萝卜素的方法，其特征在于：诱导培养的条件为在光照度为8000Lx，光暗周期为14h:10h，温度为26℃，以50r/min的转速震荡培养。5.根据权利要求1所述利用β-紫罗兰酮促进杜氏藻积累类胡萝卜素和β-胡萝卜素的方法，其特征在于：所述诱导培养的时间为2h～7天。6.根据权利要求1所述利用β-紫罗兰酮促进杜氏藻积累类胡萝卜素和β-胡萝卜素的方法，其特征在于：所述培养基为液体培养基；液体培养基，其成分为：NaNO30.420g/L，NaCl87.690g/L，NaH2PO4·2H2O0.015g/L，NaHCO30.840g/L，KCl0.074g/L，MgSO4·7H2...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜建国，梁明华，万林，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44