【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微生物发酵，具体提供一种发酵生产虾青素的方法。
技术介绍
1、虾青素(astaxanthin，简称asta)，即3,3′-二羟基-4,4 ′-二酮基-β,β′-胡萝卜素，为萜烯类不饱和化合物，化学分子式为c40h52o4，分子结构中有两个β-紫罗兰酮环，11个共轭双键。虾青素广泛存在于自然界，如大多数甲壳类动物和鲑科鱼类体内，植物的叶、花、果，以及火烈鸟的羽毛中等。虾青素具有多种生理功效，如在抗氧化性、抗肿瘤、预防癌症、增强免疫力、改善视力等方面都有一定的效果，在保健品、医药、化妆品、食品添加剂以及水产养殖等方面具有广阔的应用前景。
2、虾青素目前的生产主要有3种方法：化学合成法、提取法和微生物发酵法。全合成法最大的缺点是合成的大部分虾青素的立体空间结构和天然虾青素不同，从而使其在可吸收性和抗氧化活性等方面较天然虾青素低的多，而且化学合成过程也带来了不可避免的高污染高成本。美国食品与药物管理局（fda）已禁止化学合成的虾青素进入保健食品市场。半合成法制备的虾青素和天然虾青素立体结构相同，生物活性高，但原料昂贵，产率低，实现规模化生产困难。提取法主要从虾、蟹等甲壳中提取，但由于废弃的虾、蟹甲壳的数量有限，虾青素的的实际含量低，提取研究过程非常复杂且高污染，是制约此法发展的限制性影响因素。
3、目前，虾青素生产最有前景的一种方式是微生物发酵，其中研究最为广泛的是法夫酵母(phaffia rhodozyma)和雨生红球藻(haematococcus pluvialis)。雨生红球藻的虾青素含量可达
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种发酵生产虾青素的方法，能够有效提高虾青素产品产量，降低发酵成本。
2、本专利技术是通过如下技术方案来实现的。
3、一种发酵生产虾青素的方法，其包括：步骤1）斜面培养，步骤2）种子液制备，步骤3）单一发酵培养，步骤4）混合发酵培养。
4、具体地，所述方法包括如下步骤：
5、步骤1）斜面培养：取-80℃保藏的法夫酵母（phaffia rhodozyma） atcc 24202，在斜面培养基平板上划线，37℃，恒温培养24h；
6、步骤2）种子液制备：选取斜面培养得到的单菌落，置于装有液体培养基的试管中，37℃、200r/min摇床培养6h；经摇床培养的菌种液接种到含有种子培养基的种子罐中，控制罐温25℃，ph在6.0的条件下培养得到法夫酵母种子液；
7、步骤3）单一发酵培养：将步骤2）得到的法夫酵母种子液用无菌空气压入发酵罐，溶氧数值维持在30%，并控制还原糖含量在0.3-0.5g/l之间，发酵周期为60h；
8、步骤4）混合发酵培养：将枯草芽孢杆菌(bacillus subtilis)pga2020-10种子液转入步骤3）的发酵罐中进行发酵培养，发酵周期为60h；发酵过程中，控制ph=6.5±0.05、30℃，并控制发酵液中还原糖含量在0.3-0.5g/l之间。
9、优选地，所述斜面培养基配方为：葡萄糖10g/l、酵母浸粉2.5g/l、蛋白胨5g/l、琼脂粉20g/l。
10、优选地，所述液体培养基和种子培养基配方均为：葡萄糖15g/l、酵母浸粉30g/l、硫酸铵2.4g/l、磷酸二氢钾16g/l、七水硫酸镁1g/l、氯化钠70mg/l、泡敌0.2g/l。
11、优选地，所述步骤3）中，控制接种量为10%，发酵罐压初始压力0.05mpa，初始流量0.3vvm，培养温度22℃，控制ph值为6.2±0.05，通气量1.6vvm；当发酵至15h时，调整ph与温度：ph=6.5±0.05，30℃，补加诱导剂进行诱导培养。
12、优选地，所述步骤3）和步骤4）使用的发酵培养基的组分均为：葡萄糖20g/l、酵母浸粉50g/l、硫酸铵25g/l、磷酸二氢钾20g/l、七水硫酸镁1g/l、氯化钠70mg/l、泡敌0.5g/l。
13、 优选地，所述枯草芽孢杆菌(bacillus subtilis)pga2020-10，其于2021年10月12日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称cgmcc，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编100101)，保藏号为cgmccno.23581。
14、优选地，所述步骤4）中，添加诱导剂l-阿拉伯糖进行诱导培养，添加量为3g/l。
15、优选地，所述诱导剂为l-阿拉伯糖，添加量为2g/l。
16、与现有技术相比，本专利技术取得的有益效果主要包括但是并不限于以下几个方面：
17、应用本发酵培养基发酵及发酵工艺条件，发酵后的生物量与虾青素产量均能得到大大提高，其生物量含量可达70g/l以上，细胞虾青素含量可达600mg/l以上，是一种高效、安全、简易的高产虾青素发酵培养基。
18、实施方式
19、本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本专利技术。本专利技术的产品及方法已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文所述的产品及方法进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本专利技术技术。为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术进行详细说明。
20、实施例
21、一种发酵生产虾青素的方法，具体步骤如下：
22、步骤1）斜面培养：取-80℃保藏的法夫酵母（phaffia rhodozyma） atcc 24202，在固体培养基平板上划线，37℃，恒温培养24h。斜面培养基配方为：葡萄糖10g/l、酵母浸粉2.5g/l、蛋白胨5g/l、琼脂粉20g/l。
23、步骤2）种子液制备：选取固体培养基平板上较明显的单菌落，挑取到装有液体培养基的试管中，37℃、200r/min摇床培养6h。经摇床培养的菌种液按照20%（体积比）接种量无菌条件下接种到含有种子培养基的种子罐中，控制罐温25℃，过程控制溶氧不低于30%，ph在6.0的条件下培养得到od600为12的法夫酵母种子液。液体培养基和种子培养基配方均为：葡萄糖15g/l、酵母浸粉30g/l、硫酸铵2.4g/l、磷酸二氢钾16g/l、七水硫酸镁1g/l、氯化钠70mg/l、泡敌0.2g/l。
24、步骤3）单一发酵培养：将步骤2）得到的法夫酵母种子液用无菌空气压入发酵罐，控制接种量为10%（体积比），发酵罐压初始压力0.05mpa，初始流量0.3vvm，培养本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种发酵生产虾青素的方法，其包括：步骤1）斜面培养，步骤2）种子液制备，步骤3）单一发酵培养，步骤4）混合发酵培养。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述斜面培养基配方为：葡萄糖10g/L、酵母浸粉2.5g/L、蛋白胨5g/L、琼脂粉20g/L。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述液体培养基和种子培养基配方均为：葡萄糖15g/L、酵母浸粉30g/L、硫酸铵2.4g/L、磷酸二氢钾16g/L、七水硫酸镁1g/L、氯化钠70mg/L、泡敌0.2g/L。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤3）中，控制接种量为10%，发酵罐压初始压力0.05MPa，初始流量0.3vvm，培养温度22℃，控制pH值为6.2±0.05，通气量1.6vvm；当发酵至15h时，调整pH与温度：pH=6.5±0.05，30℃，补加诱导剂进行诱导培养。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤3）和步骤4）使用的发酵培养基的组分均为：葡萄糖
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)PGA2020-10，其于2021年10月12日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编100101)，保藏号为CGMCC No.23581。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤4）中，添加诱导剂L-阿拉伯糖进行诱导培养，添加量为3g/L。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述诱导剂为L-阿拉伯糖，添加量为2g/L。
10.按照上述权利要求1-9任其一所述的方法制备的虾青素。
...【技术特征摘要】
1.一种发酵生产虾青素的方法，其包括：步骤1）斜面培养，步骤2）种子液制备，步骤3）单一发酵培养，步骤4）混合发酵培养。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述斜面培养基配方为：葡萄糖10g/l、酵母浸粉2.5g/l、蛋白胨5g/l、琼脂粉20g/l。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述液体培养基和种子培养基配方均为：葡萄糖15g/l、酵母浸粉30g/l、硫酸铵2.4g/l、磷酸二氢钾16g/l、七水硫酸镁1g/l、氯化钠70mg/l、泡敌0.2g/l。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤3）中，控制接种量为10%，发酵罐压初始压力0.05mpa，初始流量0.3vvm，培养温度22℃，控制ph值为6.2±0.05，通气量1.6vvm；当发酵至15h时，调整ph与温度：ph=6.5±0.05，30℃，补加诱导剂进行诱导培养。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯世红，李学朋，王飞，王奎智，杨晓芳，
申请(专利权)人：新疆阜丰生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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