λ－放线紫素及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种天然色素λ－放线紫素，及其微生物发酵制备方法。所述λ－放线紫素具有以上结构，本发明专利技术的发酵产品可作为天然色素应用于食品、化妆品行业，具有非常好的应用前景，还可作为天然ｐＨ指示剂加以开发。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及天然色素λ-放线紫素及其制备方法。
技术介绍
本专利技术涉及用微生物发酵法来制备天然色素及制得的天然色素λ-放线紫素。本专利技术所用的生产菌是天蓝色链霉菌100(Streptomyces Coelilolor 100)。本专利技术的方法包括斜面种子培养，摇瓶种子液体培养，摇瓶液体培养或发酵罐深层培养，发酵液预处理和提取等步骤。本专利技术所用的天蓝色链霉菌100已于1999年公开发表在国内期刊上，(详见《无锡轻工大学学报》，18(3)23～28))。该菌是从无锡轻工大学校园下水道污泥中分离得到的产蓝色素的链霉菌新种。该菌株的持有人华东理工大学保证自本专利技术申请专利之日起20年内向公众发放给菌株。本专利技术的发酵产品可作为天然色素应用于食品、化妆品行业，具有非常好的应用前景，还可作为天然pH指示剂加以开发。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新的天然色素λ-放线紫素。本专利技术的目的还在于提供一种制备λ-放线紫素的方法。为实现以上技术目的，本专利技术采用了以下基于微生物发酵的方法(1)将保存的天蓝色链霉菌100孢子接种到斜面培养基上进行活化，所述的斜面培养基包含(g/L)甘露醇15～30黄豆粉17～28NaCl 0.15～0.6K2HPO40.4～0.7MgSO4·7H2O0.1～0.6琼脂 17～22pH7.0～7.5； (2)将步骤(1)得到的活化菌种接入种子培养基中进行摇瓶培养，所述种子培养基包含(g/L)可溶性淀粉 15～25牛肉膏 1.5～3NaCl 0.2～0.6K2HPO40.15～0.6MgSO4·7H2O 0.07～0.6MnSO40.05～0.18ZnCl20.05～0.23FeSO4·7H2O 0.005～0.012pH 7.0～7.5；(3)将步骤(2)得到的菌种接入发酵培养基中进行摇瓶发酵或罐发酵，所述发酵培养基选自摇瓶发酵培养基或罐发酵培养基，所述摇瓶发酵培养基包含(g/L)葡萄糖 10～25KNO31～3NaCl 0.12～0.6K2HPO40.2～0.6MgSO4·7H2O 0.2～0.6MnSO40.2～0.4FeSO4·7H2O 0.005～0.012pH 7.0～7.5；所述罐发酵培养基包含(g/L)甘薯粉 15～40豆饼粉 4～10K2HPO40.2～0.6MgSO4·7H2O 0.1～0.6FeSO4·7H2O 0.005～0.012pH 6.9～7.2。(4)通过固—液分离获得上清液和菌丝体；(5)对菌丝体进行pH 12的碱处理，并通过固—液分离获取上清液；(6)将步骤(4)和(5)所得上清液合并，进行pH 2的酸处理，并通过固—液分离收集沉淀。总的说来，本专利技术的方法包括两大阶段，即发酵培养阶段和分离提取阶段。其中，发酵阶段又分为种子制备阶段和生产性发酵阶段(见图1)。本专利技术的种子制备阶段采用一步斜面培养加一步液体摇瓶培养。其中，所述斜面培养的条件和液体摇瓶培养的条件均参考了本领域通用的放线菌种子培养条件。例如，本专利技术实施方式中本专利技术所用的天蓝色链霉菌100菌株在使用前采取砂土管保存，当然，也可以采用冷冻干燥管或牛奶管等其他常用方法保存；本专利技术的种子斜面培养可以是28～32℃下培养1～3周；本专利技术的种子摇瓶培养可以是28～32℃下培养1天。所不同的是本专利技术采用了如前所述独特的斜面培养基和摇瓶种子培养基。本专利技术的生产性发酵可以选用摇瓶发酵或罐发酵。其中摇瓶发酵和罐发酵的条件参考了本领域通用的放线菌发酵条件。例如，本专利技术实施方式中，如果采用摇瓶发酵，则可以在28～32℃的摇床上培养6～9天。如果采用罐发酵，则其条件可以是接种量6～12％(v/v)，温度28～32℃，通气量1～4L/min，搅拌转速250～750r/min，发酵周期6～9天，pH7.0～7.5。所不同的是本专利技术采用了如前所述独特的摇瓶发酵培养基和罐发酵培养基。本专利技术分离提纯过程中，用于分离菌丝体的固—液分离，出于效率和操作成本考虑，优选离心法，例如优选高速离心机。同样，本专利技术用于分离产物沉淀的固—液分离也可优选离心法，例如优选高速离心机。本专利技术采用常用的碱处理来破碎细胞壁以提取胞内色素。所不同的是，本专利技术碱处理的pH约为12，优选用碱金属氢氧化物，例如KOH或NaOH来调定。较好的是，本专利技术碱处理可辅以强烈搅拌，例如400-600rpm，50-65℃，30-60min。本专利技术采用酸处理来沉淀色素，其中，pH约为2，优选用HCl来调定。经HPLC鉴定，用本专利技术方法所得的沉淀即为本专利技术含有λ-放线紫素等10种类似物的粗品。进一步以HPLC纯化以上粗品，可以获得本专利技术λ-放线紫素的纯品，为紫红色粉末。其溶液在pH＜7时为红色；pH7～8时为红紫色；pH≥8时为蓝色。经质谱、碳谱、二维谱、红外、紫外及元素分析鉴定，本专利技术的λ-放线紫素分子式为C44H46O22，具有如下结构式 熔点大于300℃；分子量为926，元素组成为C 57.06％，H 5.00％，O 37.94％，；甲醇中最大吸收波长分别为260、532nm。易溶于碱性溶液，溶于丙酮、二甲基亚砜、乙腈、乙醇、甲醇、氯仿及酸性溶液等，不溶于石油醚。附图说明图1是本专利技术发酵工艺的流程图。图2是本专利技术一次发酵过程中菌体浓度(▲)、葡萄糖(■)和色素产物(◆)变化曲线。图3为本专利技术粗品的HPLC检测图谱。具体实施例方式实施例1利用天蓝色链霉菌100发酵生产含λ-放线紫素的发酵液。(1)将斜面保存的天蓝色链霉菌100孢子接种到斜面培养基上，在30℃下培养2周，所用斜面培养基包含(g/L)甘露醇15黄豆粉17NaCl 0.15K2HPO40.4MgSO4·7H2O0.1琼脂 17pH 7.0；(2)取天蓝色链霉菌100斜面一支，用接种针或接种铲挑生长良好的孢子接种到种子培养液中，30℃下摇瓶培养1天，所用种子培养基包含(g/L)可溶性淀粉15牛肉膏1.5NaCl 0.2K2HPO40.15 MgSO4·7H2O0.07MnSO40.05ZnCl20.05FeSO4·7H2O0.005pH 7.0；(3)将天蓝色链霉菌100菌丝接种到装有发酵培养基的摇瓶中，在30℃下培养7天，摇床转速控制在200r/min，所用发酵培养基包含(g/L)葡萄糖10KNO31NaCl 0.12K2HPO40.2MgSO4·7H2O0.2MnSO40.2FeSO4·7H2O0.005pH 7.0；经过7天发酵，得到含λ-放线紫素的发酵液。实施例2利用天蓝色链霉菌100发酵生产含λ-放线紫素的发酵液。(1)将斜面保存的天蓝色链霉菌100孢子接种到斜面培养基上，在30℃下培养2周，所用斜面培养基包含(g/L)甘露醇 30黄豆粉 28NaCl 0.6K2HPO40.7MgSO4·7H2O 0.6琼脂 22pH 7.5；(2)取天蓝色链霉菌100斜面一支，用接种针或接种铲挑生长良好的孢子接种到种子培养液中，30℃下摇瓶培养1天，所用种子培养基包含(g/L)可溶性淀粉 25牛肉膏 3NaCl 0.6K2HPO40.6 MgSO4·7H2O0.6MnSO40.18ZnCl20.23FeSO4·7H2O0.012pH 7.5；(3)将天蓝色链霉菌100本文档来自技高网...

【技术保护点】
λ－放线紫素，其结构式为＊＊＊。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张元兴，张和春，王武，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]