本发明专利技术提供了一种酵母产类胡萝卜素的方法。该酵母产类胡萝卜素的方法包括如下步骤：将酵母菌株进行发酵培养，菌体生长进入停滞期时，加入D‑半乳糖诱导，诱导结束后的产物合成阶段加入含有葡萄糖和乙醇的补料碳源；所述乙醇和葡萄糖的质量比为(1.5‑3.5):1。本发明专利技术提供的方法可以有效地提高类胡萝卜素的合成效率，在缩短发酵时间的前提下提高发酵产物中单位菌体的产物含量，在总产量达标的前提下，降低产物分离纯化的难度，同时还能满足下游应用对干菌体含量的需求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物，更具体地，涉及一种酵母产类胡萝卜素的方法。
技术介绍
1、类胡萝卜素属于类萜化合物，普遍存在于动物、高等植物、真菌、藻类中的黄色、橙红色或红色的色素之中，主要有胡萝卜素和叶黄素，其中胡萝卜素又包括有β-胡萝卜素、γ-胡萝卜素和番茄红素，叶黄素中又包括有虾青素、隐黄质、玉米黄质、辣椒红等。类胡萝卜素具有显著的抗氧化功能，可以有效地抵制自由基的活性，从而减少对细胞遗传物质和细胞膜的损伤。同时类胡萝卜素可以提升机体免疫防御的能力，可以延缓机体的衰老，预防其他慢性疾病等作用。其中虾青素是一种断链抗氧化剂，具有极强的抗氧化能力，有抑制肿瘤发生，增强免疫力，清除体内自由基等多方面的生理作用，对紫外线引起的皮肤癌有很好的治疗效果。
2、虾青素可以用化学合成法获得，也可以用生物提取法获得，也可以利用藻类、细菌、酵母等生产。现有技术中研究较多是用生物体进行发酵生产含有虾青素的类胡萝卜素。而现有技术中对于含有类胡萝卜素代谢途径的生物体发酵，当微生物进入产物合成时期，通常会在补碳的过程中避免使用葡萄糖，因为葡萄糖进入细胞后会被该途径的启动子识别，从而阻碍整个类胡萝卜素基因的表达，在多数采用工程化酿酒酵母生产类胡萝卜素的案例中都会选择采用乙醇来作为产物积累阶段骨架提供和能量提供，例如cn110923159b生产番茄红素、cn110195023b生产虾青素都是如此。然而，选择乙醇补料带来的问题是微生物细胞生长骨架和能量供应量远低于葡萄糖，导致微生物在产物合成期，细胞活性出现显著降低，最终导致产物的合成受到限制。
r/>技术实现思路
1、为了解决或是至少部分解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种酵母产类胡萝卜素的方法，可以更好地控制产物中的生物量，提高单位菌体中产物的含量。
2、本专利技术提供的一种酵母产类胡萝卜素的方法，包括如下步骤：
3、将酵母菌株进行发酵培养，菌体生长进入停滞期时，加入d-半乳糖诱导，诱导结束后的产物合成阶段加入含有葡萄糖和乙醇的补料碳源；所述乙醇和葡萄糖的质量比为(1.5-3.5):1。
4、乙醇由于自身分子结构，对细胞有一定毒害作用，难以长时间、高浓度持续作为碳源补料；同时，作为碳源的利用效率低，难以参与糖酵解、三羧酸循环等途径导致代谢路径中的部分关键中间产物以及能量物质无法得到补充，使得类胡萝卜素产量难以提升，同时使得处于代谢末端的虾青素等产品的含量难以提高。而本专利技术通过在补料过程中控制葡萄糖的含量及补充量，部分替代乙醇，即将乙醇和葡萄糖的质量比设置为(1.5-3.5):1(在具体的实施方式中，该质量比具体可以为2:1，2:5:1，3:1，3.5:1等等)，既避免葡萄糖对代谢途经的阻碍，又能弥补乙醇作为碳源补料的缺陷，可以有效地提高产物中虾青素的比例含量。
5、在菌体培养过程中，在菌体的常规生长期有时也会加入碳源作为补料，但是本专利技术中所给出的含有葡萄糖和乙醇的补料碳源是在产物合成期加入的。
6、在本专利技术一个优选实施方式中，按培养体系的体积计，所述补料碳源的总添加量为100-300g/l。在本专利技术的具体实施方式中，该补料碳源的加入方式可以为一次性加入或是以流加方式加入。当选用流加方式加入时，加入的速度可以为5-20ml/h。
7、在本专利技术的具体实施方式中，在加入上述补料碳源后，使体系的ph值为5.6-6.2。也可以在整个发酵过程中使体系的ph值5.6-6.2之间。
8、在本专利技术的一个优选实施方式中，还包括加入柠檬酸，按培养体系的体积计，柠檬酸的添加量优选为4-6g/l。在本专利技术的具体实施方式中，可以在加入补料碳源后再加入柠檬酸。在本专利技术的一个优选实施方式中，使用柠檬酸和氨水调节加入了补料碳源的体系的ph值。本专利技术的申请人意外地发现，在本专利技术的方案中使用氨水和柠檬酸配合加入体系中，除了可以调整ph值以外，还可以进一步提高干菌体的含量，同时也提高菌体中类胡萝卜素的含量。
9、由于现有技术中常规的认知是使用氨水调节发酵体系中的ph值通常会对生物量有非常大的影响，同时也由于是无机氮源，对产物产量及成分来说都有负面影响，通常会搭配其他氮源包括氨基酸进行使用。而本专利技术的申请人意外地发现，本专利技术中(在产物合成阶段加入了含有葡萄糖和乙醇的补料碳源的前提下)加入氨水时并不需要搭配其他氨源，也可以维持生物量的稳定，这也是本专利技术的核心专利技术点之一。
10、在本专利技术一个优选实施方式中，在菌体生长阶段，当发酵培养基中的氮源含量低于0.1％时(此处氮源含量指的是总氮量)，补入氮源，向发酵培养体系中补入氮源的添加量为2.5-6g/l，以总氮量和培养体系的体积计。在本专利技术的具体实施方式中，氮源可以为本领域中常用的氮源，在本专利技术中，氮源优选包括酵母粉。
11、在本专利技术的具体实施方案中，酵母菌株可以为能产类胡萝卜素的酿酒酵母菌株。在本专利技术的方案中，将酵母菌株进行发酵培养，可以选用任意的发酵培养基进行培养，只需要满足酵母菌株成长的需求即可，发酵培养基的种类并不影响本专利技术的核心专利技术点所带来的效果。在本专利技术的具体实施方式中，发酵培养基中的初始含氮量可以保持在2.5-4g/l(总氮量计)，碳源可保持在10-20g/l(总碳量计)。在本专利技术的具体实施方式中，可以使用包括1.5-3％碳源(其中，碳源可以为葡萄糖)和0.5-4％氮源(氮源可以为酵母粉和胰蛋白胨，酵母粉可以为0.5-1％，胰蛋白胨可以为1-3％)的初始发酵培养基来详述本专利技术。
12、在本专利技术的方案中，发酵培养基的培养条件可以为发酵温度为30℃，通气量为2.5vvm，do控制在40％，搅拌转速范围为400-600rpm。
13、本专利技术通过调控在产物合成阶段加入的补料中的碳源，有效地实现了合成效率的提高，只需要发酵150-180小时就可以实现发酵目的。
14、使用本专利技术的方法在单位时间内有效地提高了虾青素在产物中的含量。即本专利技术的另一目的在于提供了上述方法得到的类胡萝卜素。
15、本专利技术提供的方法首先加速推动整条类胡萝卜素途径的代谢，提高虾青素在产物中的含量，其次，本专利技术提供的方法可以有效地提高类胡萝卜素的合成效率，在缩短发酵时间的前提下提高发酵产物中单位菌体的产物含量，在总产量达标的前提下，降低产物分离纯化的难度，同时还能满足下游应用对干菌体含量的需求。
本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种酵母产类胡萝卜素的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按培养体系体积计，所述补料碳源的总添加量为100-300g/L。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括加入柠檬酸，按培养体系的体积计，所述柠檬酸的添加量为4-6g/L。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在发酵培养中，使用柠檬酸和氨水调节发酵过程中体系pH为5.6-6.2。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在菌体生长阶段，当发酵培养基中的氮源含量低于0.1％时，补入氮源，向发酵培养体系中补入氮源的添加量为2.5-6g/L，以总氮量计。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述发酵培养基的初始氮含量为2.5-4g/L，以总氮量计；所述发酵培养基的初始碳含量为10-20g/L，总碳量计。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述氮源包括酵母粉。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述发酵时间为150-180h。</p>9.权利要求1至8中任一项所述的方法得到的类胡萝卜素。
...
【技术特征摘要】
1.一种酵母产类胡萝卜素的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按培养体系体积计，所述补料碳源的总添加量为100-300g/l。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括加入柠檬酸，按培养体系的体积计，所述柠檬酸的添加量为4-6g/l。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在发酵培养中，使用柠檬酸和氨水调节发酵过程中体系ph为5.6-6.2。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在菌体生长阶段...
【专利技术属性】
技术研发人员：李翔宇，邬旻，余超，陆姝欢，
申请(专利权)人：嘉必优生物技术武汉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。