微生物发酵法生产虾青素的研究

微生物发酵法生产虾青素的研究作者：李军训，杜金华，施安辉作者单位：李军训,杜金华(山东农业大学食品学院生物技术研究室,271000)，施安辉(山东大学微生物技术国家重点实验室,250100)刊名：北京水产英文刊名：JOURNALOFBEIJINGFISHERIES年，卷(期)：2003，(4)被引用次数：2次参考文献(13条)1.施安辉.肖海杰目前国内外虾青素研究的进展1999(01)2.施安辉.肖海杰.王光玉粘红酵母虾青素高产菌株的选育及小试产品的应用1999(04)3.施安辉.王光玉.肖海杰红发夫酵母虾青素高产菌株的选育[期刊论文]-中国酿造2000(03)4.徐学明.金征宇.吕玉华虾青素高产突变株的选育[期刊论文]-食品与发酵工业2000(05)5.梁新乐.岑沛霖.励建荣发夫酵母生物合成虾青素的研究19996.许培雅.郑裕国.沈寅初分光光度法测定红发夫酵母中虾青素含量[期刊论文]-20017.王业勤.李勤生天然类胡萝卜素19978.朱明军.林炜铁.吴海珍红发夫酵母产虾青素研究的进展9.王菊芳.梁世中红发夫酵母生产虾青素进展[期刊论文]-生物工程进展200010.MeyerPS.DupreezJC.VanDyrMS查看详情1994(02)11.AkrioJ.VeigaMTransformationofphaffiarhodozymabytheliehiunacetatenethod1995(04)12.BonJA.leathersTD.JayaswalRK查看详情1997(02)13.LewisMJ.RagotN.BerlantMC查看详情1990(09)相似文献(10条)1.期刊论文裘娟萍.王普.沈寅初虾青素高产菌种的选育-工业微生物2001,31(2)以红发夫酵母(Phaffiarhodozyma)AS2.1557为出发株,经诱变育种总色素含量提高8.5倍,总色素产量提高2倍.用生长弱、含量高的突变株与生长快、含量低的野生型进行原生质体融合,融合子产量比高产亲株提高169%.应用体细胞交换技术、单元化处理技术获得单倍体融合子可大大提高融合子的稳定性.2.学位论文刘均玲南极红酵母Rhodotorulasp.NJ298质膜流动性及其低温适应性研究2006南极是地球上最冷的地区，低温是极地最基本的特征。南极海冰生物存在着一系列适应该生境生存所需的复杂的生理和新陈代谢特征，具备适应南极极端环境的生命系统。南极的低温环境对那些通过生成某种调控物质而保持细胞膜脂质流动性的菌株进行了自然选择，因此南极微生物抵御极端环境的生理机能是与其独特的细胞质膜结构和功能密不可分的。并且南极微生物不仅种类独特，而且还含有很多有潜力可开发的生物活性物质。酵母作为单细胞，易于操作，可以直接在细胞水平上对刺激做出应答，使其成为研究极端环境生物学的良好模式生物。对南极酵母细胞质膜中与维持膜流动性密切相关的生化成分的分析，及其通过生化成分组成的改变来调节膜的流动性的研究，将有助于对揭示南极微生物的适应机制。南极红酵母NJ298在长期的进化过程中已形成了对极端环境的适应机制，类胡萝卜素在对抗低温中具有重要作用。本研究以南极红酵母NJ298为材料，对其所产类胡萝卜素进行初步鉴定，对类胡萝卜素在低温下维持质膜的流动性及抗氧化系统中的作用进行研究。研究结果概括如下。(1)应用薄层层析、紫外、红外、高效液相色谱及液质联用分析对南极酵母NJ298类胡萝卜素主要成分进行综合研究。初步确定虾青素为南极酵母NJ298类胡萝卜素的主要成分。对虾青素定量分析结果显示：南极酵母NJ298中总类胡萝卜素含量为1126ug'-1干菌体，其中虾青素含量为87.6％，达986ug-g'-1。(2)应用传统的鉴定方法和分子生物学鉴定技术，根据形态特征、生理生化特征及ITS序列的系统发育分析，将南极酵母NJ298归入红酵母属(Rhodotorula)，暂定名南极红酵母NJ298，Rhodotorulasp．NJ298。(3)对水双相分离法分离南极红酵母NJ298质膜进行研究，并对不同温度下膜脂肪酸、类胡萝卜素及蛋白进行研究。研究得出，水双相分离南极红酵母NJ298质膜条件为：聚合物浓度6.0％和4mmol·L'-1KCl盐的两相分配体系，分离三次可得到相对纯度在78％左右的质膜。对不同培养温度的南极红酵母NJ298质膜成分进行分析得出，南极红酵母NJ298质膜在-3℃不饱和脂肪酸(C18:2)和短链脂肪酸(C10:0)含量增加，这在增加质膜流动性方面具有重要作用；虾青素含量明显增加，其可能是细胞在生长温度剧烈变化时调节膜流动性的辅助因子；质膜蛋白含量增加，并且低温诱导新出现了一条分子量大约为94.7kDa的蛋白多肽，低温可诱导蛋白这具有维持质膜稳定性及质膜功能的作用。膜结构是一个动态平衡体系，随外界温度变化内部成分进行适应性调整。质膜组分的变化致使南极红酵母NJ298细胞在低温环境下能够维持质膜正常流动，细胞能够行使正常功能，这是其低温适应机制的一个重要方面。(4)不同温度(-3、0、8℃)对南极红酵母NJ298抗氧化系统的影响研究结果显示，在-3℃南极红酵母NJ298类胡萝卜素含量增加，SOD酶活力下降，CAT和POD酶活力升高，MDA含量没有明显变化，而对H,2O,2的抗性增加。这表明，在较高温度类胡萝卜素含量较低时，活性氧由活力较高的SOD来清除；在-3℃低温时，低温环境使菌体内自由基产生增加，抗氧化酶系统的活性降低，而这时南极红酵母NJ298细胞内类胡萝卜素大量积累，可替代SOD行使主要抗氧化功能，且随着类胡萝卜素的增加清除活性氧的能力也增强，足以抵御活性氧的伤害。据此可以得出以下结论：低温时，南极红酵母NJ298类胡萝卜素积累，在积累过程中，虽然SOD酶活力下降，但类胡萝卜素替代SOD酶行使主要的抗氧化功能，并使南极红酵母NJ298清除活性氧的能力增强。总之，在低温下南极红酵母NJ298通过酶促和非酶促抗氧化系统维持细胞代谢平衡，保护膜系统，这是其低温适应机制的一个方面。(5)对南极红酵母NJ298最佳生理条件的单因素试验表明，该菌对营养要求简单，能利用多种碳、氮源，乙酸钠、蛋白胨是合成虾青素的最佳碳、氮源；pH值在6～8范围内均可生长，最适pH值为7.5；在0～15℃之间，南极红酵母NJ298均可以生长，但是低温更有利于虾青素的积累。因此培养条件优化结果为:海水培养基(g·L'-1)(乙酸钠2;蛋白胨5;NaCl0.2;KH,2PO,40.01;MgSO,4·7H,2O0.02),1μmool·L'-1Zn'2+,pH7.5,接种量10[％],5℃,100r·min'-1振荡培养4d,在这种培养条件下可获得生物量为4.09g·L'-1,虾青素含量为1908μg·g'-1,产量为7804μg·L'-1。综上所述,本研究通过对南极红酵母NJ298质膜流动性和抗氧化系统的研究,初步从这两个方面探讨了该菌株的低温适应机制,为南极微生物的极端环境适应性奠定了基础。南极红酵母NJ298类胡萝卜素在其低温适应机制中具有重要作用,而且在生物活性物质应用领域有着广阔的应用前景,该菌株可能是天然虾青素新的潜在来源。3.会议论文李贤宇.肖冬光红发夫酵母胞内虾青素的提取方法研究本文对红法夫酵母胞内虾青素的破壁提取方法进行了研究.实验结果表明,酸热法是红法夫酵母破壁较为理想的方法,丙酮是最好的提取剂.对0.3g酵母泥进行实验,确定的最佳破壁提取工艺条件为盐酸浓度3mol/L,盐酸加量4mL,破壁温度100℃,破壁时间4min,丙酮加量6mL,浸提温度20℃以下,浸提时间30min.在此条件下酵母胞内虾青素的提取率达96.0％.4.会议论文梁新乐.励建荣应用HMG-CoA还原酶抑制剂筛选虾青素高产突变株本文研究了HMG-CoA还原酶抑制剂辛伐他汀对法夫酵母生长及其虾青素合成的影响,实验结果表明,当辛伐他汀浓度在4.78×10-6mol/L时对酵母细胞的生长的抑制表现不明显,但对虾青素合成具有显著的抑制作用.以此浓度作为筛选浓度,经亚硝基胍(NTG)诱变后,通过辛伐他汀平板初筛与摇瓶复筛,获得较高虾青素产率的突变株.实验结果表明,菌体生物量、类胡萝卜总量和虾青素产量都有明显的提高,其中NPX-3-05突变株类胡萝卜总量与虾青素产量分别达到3.823mg/L、2.755mg/L,比出发菌株依次提高了163％、143％(1.453mg/L、1.134mg/L).菌株NPX-3-05经连续发酵5次的稳定性实验表明其性状稳定.目标产物经HPLC定性分析,确定为反式虾青素.因此,以辛伐他汀等HMG-CoA还原酶抑制剂作为选择压力,对虾青素高产突变株的筛选具有较好的筛分能力.5.学位论文昌仁操虾青素对H,2O,2诱导的大鼠原代成纤维细胞损伤的保护作用2009随着抗氧化研究的不断深入，人们发现被广泛使用的合成抗氧化剂存在着诸多的弊端。因此高效、低毒的天然抗氧化剂成为了研究的重点。虾青素是一类存在于海洋鱼类和贝类中的类胡萝卜素，体内及体外的相关研究证明了虾青素的超强抗氧化能力。br　　本文研究了虾青素对过氧化氢诱导的真皮成纤维细胞损伤的作用，以初步探讨这种物质用于防治皮肤老化的可能性。br　　采用组织块法体外培养大鼠真皮成纤维细胞，建立H2O2诱导的体外培养的大鼠成纤维细胞氧化损伤的病理模型。取对数生长期的细胞分成六个实验组，分别为：正常对照组，氧化损伤模型组(H2O2)，低、中、高三个给药组(虾青素组)，阳性对照组(VC)。在培养液中加不同浓度的虾青素预保护细胞，H2O2诱导损伤。观察细胞形态学变化，MTT法检测细胞增殖活性，酶生化法测定细胞内MDA、SOD含量以及胶原蛋白含量，流式细胞仪AnnexinV-PI染色测定细胞凋亡率。①用H2O2处理后，成纤维细胞增殖活性、SOD活性和胶原蛋白水平显著下降，而MDA含量显著上升；用H2O2处理后，细胞凋亡率显著上升。②与损伤组相比，不同剂量组虾青素可以提高H2O2诱导损伤的大鼠真皮成纤维细胞增殖活性，增加SOD活性，促进细胞分泌胶原蛋白，且这种作用呈一定的剂量相关性；与损伤组相比，虾青素组可以降低大鼠真皮成纤维细胞丙二醛MDA含量，且这些作用呈一定的剂量相关性。③虾青素能显著降低H2O2诱导的大鼠真皮成纤维细胞的细胞凋亡率。br　　实验证明虾青素可修复过氧化氢诱导的大鼠真皮成纤维细胞的损伤，其作用可能与虾青素能促进成纤维细胞增殖、增强抗氧化酶SOD的活力、抑制脂质过氧化物的形成，促进成纤维细胞分泌胶原以及降低细胞凋亡率有关。6.期刊论文郑裕国.沈寅初微生物发酵生产虾青素-中国生物工程杂志2002,22(2)对微生物发酵法生产虾青素的微生物菌种、生物合成代谢途径、发酵工艺条件优化和提取分离检测方法等方面的研究现状进行了综述,并展望了微生物发酵法生产虾青素的前景.7.会议论文郑裕国.沈寅初微生物发酵生产虾青素2000对微生物发酵法生产虾青素的微生物菌种、生物合成代谢途径、发酵工艺条件优化和提取分离检测方法等方面的研究现状进行了综述,并展望了微生物发酵法生产虾青素的前景.8.学位论文彭锋红发夫酵母发酵虾青素的研究2008红发夫酵母分离于北美西部高山地区和日本一些岛屿上落叶树的渗出液中，因其所产主要色素为在水产养殖、食品和医药工业有广阔应用前景的虾青素而成为研究的热点。本论文对红发夫酵母Phaffiathodozyma的生长特性、培养参数与培养基组分对生长和虾青素积累的影响及其优化、虾青素合成的调节控制、虾青素的提取测定及红发夫酵母耐高温菌种的诱变进行了系统的研究。br　　虾青素是红发夫酵母的胞内色素，要对其进行分析首先要对红发夫酵母进行破壁处理，实验发现二甲亚砜是最有效的破壁溶剂，用氯仿和丙酮可以有效地把类胡萝卜素从二甲亚砜破壁后的红发夫酵母细胞中提取出来。br　　在固定摇床转速为200rpm，温度为20℃的条件下，当种龄为36h，以10％的接种量接入装液量为30mL的250