番茄红素是一种具有11个碳碳共轭双键的类胡萝类卜素,在所有的类胡萝卜素中,它是最强的单线态氧淬灭剂,抗氧化能力也最强[1]。最近的研究表明番茄红素对前列腺癌、乳腺癌、以及胰腺癌等癌症的癌细胞具有抑制作用[2],对于预防和治疗心脑血管疾病、动脉硬化和肿瘤等具有重要的作用[3]。番茄红素的生产方法主要有化学合成法、天然提取法及发酵法[2]。其中三孢布拉氏霉菌发酵展现了较好的工业化应用前景。国内对三孢布拉霉发酵的研究,大多集中在β-胡萝卜素的生产上,而对番茄红素的研究较少。本文旨在通过调节培养基成分,使三孢布拉霉得到良好生长,同时抑制类胡萝卜素的形成,进而确定高产番茄红素的培养条件,为后续的小分子效应物及阻断剂在该菌生产番茄红素中的作用的研究奠定基础。
1实验材料及方法
1.1实验材料
菌种:三孢布拉氏霉菌(Blakesleatrispora),购于ATCC,编号:ATCC74145。
1.2实验仪器和设备
恒温培养箱,水浴锅,摇瓶机,高压灭菌锅,超净工作台,真空冷冻干燥机,分光光度计,烘箱,冰箱。1.3实验方法
1.3.1种子培养基及培养时间的确定
菌种活化:将购得的冻干菌种接种到ATCCNo.336斜面培养基上,在28℃振荡培养48h,进行活化并斜面培养。
三孢布拉霉生产番茄红素
发酵条件的研究
马永强,韩春然
(哈尔滨商业大学食品工程学院,黑龙江哈尔滨150076)
摘要:为了实现番茄红素的微生物法生产,研究了三孢布拉霉生产番茄红素的发酵条件。结果表明,种子培养基和发酵培养基的最佳碳源和氮源均为玉米糖化液和玉米浆。最佳发酵培养基为玉米粉糖化液40g/L,玉米浆40g/L,磷酸二氢钾0.5g/L。番茄红素发酵生产的最佳条件为发酵培养基pH6.5,发酵时间36h,三角瓶装液量40mL/250mL,接种量10%。
关键词:番茄红素;三孢布拉霉;发酵
FERMENTATIONCONDITIONSOFLYCOPENEBYBLAKESLEATRISPORA
MAYong-qiang,HANChun-ran
(CollegeofFoodEngineering,HarbinUniversityofCommerce,Harbin150076,Heilongjiang,China)Abstract:Inordertorealizetheproductionoflycopenebymicroorganism,fermentationconditionsoflyconpenebyBlakesleatrisporawerestudied.Theresultsshowedthattheoptimumcarbonandnitrogensourceofbothseedandfermentationcultureweresaccharisedcornflourandcornsteepliquor.Theoptimumfermentationculturewasasfollows:saccharisedcornflour40g/L,cornsteepliquor40g/L,andKH2PO40.5g/L.Theoptimumfermentationconditionsforlycopenewas:pH6.5,36h,loadingamount40mL/250mL,andinoculum10%.
Keywords:Lycopene;Blakesleatrispora;fermentation
作者简介:马永强(1963-),男(汉),教授,硕士,研究方向:食品生物
化学。
1.3.1.1碳源的选择
分别以浓度为40g/L的玉米淀粉、玉米糖化液、可溶性淀粉+玉米粉(5:4)、可溶性淀粉+煮过的玉米粉(5:4)作为种子培养基的碳源,培养基其他成分为,玉米浆40g/L,磷酸二氢钾0.5g/L,硫酸镁0.25g/L,VB
1
少量,pH6.5。接种后在28℃振荡培养48h,观察菌体生长情况。
1.3.1.2氮源的选择
在确定碳源的基础上,分别以浓度为40g/L的玉米浆、酪蛋白和复合氮源(大豆分离蛋白+玉米浆)作为种子培养基的氮源,接种后在28℃下振荡培养48h,观察菌体生长状况。
1.3.1.3种子培养时间的确定
将活化后的菌体接种到含有确定碳源和氮源的种子培养基上,分别于28℃振荡培养10h、24h、29h、34h ̄36h、40h,观察菌体生长情况。
1.3.2发酵培养基的确定
1.3.2.1氮源的确定
分别选用浓度为40g/L的玉米浆、酪蛋白和复合氮源(大豆分离蛋白+玉米浆)作为发酵培养基的氮源,接种后于28℃振荡培养72h,测定菌体干重和502nm处的吸光度(OD)值。
1.3.2.2碳源、氮源、磷酸盐最佳含量的确定
将在种子培养基中振荡培养后生长旺盛的菌体在无菌的条件下以10%的接种量接入到表1所示的发酵培养基中,在28℃、250mL三角瓶装液量40mL的条件下振荡培养72h。测定菌体干重和502nm处的吸光度(OD)值。
1.3.2.3单位体积培养液中菌体干重
采用纱布过滤后,将湿菌体在真空冷冻干燥12h后称重。
1.3.2.4吸光度的测定
将恒重后的菌丝体加入石油醚在研钵中研磨萃取,直至无色为止,将萃取液过滤,取0.1mL以石油醚稀释定容至100mL。以石油醚为参照在502nm处测定吸光光度值。
1.3.3番茄红素生产条件的确定
1.3.3.1发酵条件的确定
根据单因素实验的结果,以发酵培养基pH值、发酵时间和250mL三角瓶装液量为因素,采用L9(34)正交表(表2)确定番茄红素生产的最佳条件。将菌种活化、在确定的种子培养基上培养,接种10%至发酵培养基上培养,28℃振荡培养,测定菌种干重和502nm下的OD值。
1.3.3.2接种量的确定
在确定的发酵条件下分别接种3%、5%、10%、15%、20%的菌液,28℃振荡培养,测定菌种干重和OD值。
2结果与讨论
2.1种子培养基的确定
2.1.1碳源的确定
在实验选择的各种碳源下,菌体的生长情况如表3。
碳源是组成培养基的主要成分之一,从表3的实验结果可见,三孢布拉霉在以玉米糖化液为碳源的培养基中生长情况良好。因该物质有利于氧的溶解,从而利于菌种的生长。
2.1.2氮源的确定
表4为三孢布拉霉在含有不同氮源的培养基中培养48h的生长情况。从实验结果可以看出,酪蛋白和玉米浆对于菌体的生长都比较有利。但从经济角度来看,酪蛋白价格较高,且难溶,不适合工艺生产,因而,我们选用比较廉价的玉米浆作为后续实验种子培养基的氮源。
2.1.3种子培养时间
不同培养时间,菌体的生长情况见表5。从实验结果可知种子培养时间最佳为34h~36h。在这段时
表1发酵培养基正交实验因素水平表
Table1Factorsandlevelsoforthogonalexperiment
offermentationculture
水平Levels123A玉米淀粉(g/L)
Cornstarch(g/L)
20爱眼手抄报简单又漂亮
40
60
因素Factors
B玉米浆(g/L)
Cornsteepliquor(g/L)王老吉真的能降火吗
20
40
50
C磷酸二氢钾(g/L)
KH2PO4(g/L)
0.5
0.75
1.0
表2发酵生产番茄红素的因素水平表
Table2Factorsandlevelsoforthogonalexperiment
oftheproductionoflycopenebyfermentation
1
2
3
ApH
关于爱好的名言
5.5
6.5
7.0
因素Factors
B发酵时间(h)
Fermentationtime(h)
34
35
36
C装液量(mL/250mL)
Volume(mL/250mL)
25
40
100
水平
电信诈骗观后感Levels
表3
三孢布拉霉在各碳源下培养48h的生长情况
Table3GrowingconditionsofBlakesleatrisporaindifferentcarbonsourcesfor48h
间内,菌体形态主要以细长菌丝体为主,而当培养40h时,形成菌丝聚集体,这种菌丝形态不利于发酵过程中物质的传递。
2.2发酵培养基的确定
发酵培养基既要使种子接种后能迅速生长,达
到一定的菌丝浓度,又要使长好的菌体能迅速合成所需产物。
2.2.1氮源的确定
三孢布拉霉在以不同物质为氮源的发酵培养基
红酒排名上生长的结果见表6。从实验结果可知,以玉米浆和酪蛋白为氮源,菌体干重和吸光度值都高于复合氮源组,但从成本考虑,我们选用玉米浆作为三孢布拉霉生产番茄红素的发酵培养基的氮源。
2.2.2碳源、氮源、磷酸盐最佳含量的确定
磷酸盐是核酸和蛋白质的必要成分,也是主要
的能量传递者。J.N.Dholakia等研究发现,在三孢布拉氏霉菌发酵过程中,如果在发酵
液中添加高浓度(10g/L)的磷酸盐,可以降低细胞内酸性和碱性
磷酸激酶的活性,从而有利于胡萝卜素的合成。根据这个理论,为了在发酵过程中合成更多的番茄红素而不是类胡萝卜素,我们使用浓度较低的磷酸盐。
正交实验结果(正交表略)表明因素影响顺序为碳源>氮源>磷酸盐,最佳发酵培养基为:玉米粉(糖化液)40g/L,玉米浆40g/L,磷酸二氢钾0.5g/L。
2.3番茄红素生产条件的确定2.3.1
发酵条件的确定
三孢布拉霉发酵生产番茄红素过程中,培养基
pH偏碱性后,菌体生产β-胡萝卜素的能力明显下
降;而装液量太大时,细胞摄氧率下降,菌体生长代谢也受到抑制。正交实验(正交表略)结果表明发酵的最佳条件为发酵培养基pH6.5,发酵时间36h,
250mL三角瓶装液量40mL。2.3.2
接种量的确定
接种量的大小决定于生产菌种在发酵过程中生长繁殖的速度。采用较大的接种量可以缩短菌丝体达到高峰的时间,使得产物提早形成。同时,种子液中含有大量的体外水解酶类,有利于基质的利用。但是,如果接种量过多,往往使菌体生长过快、培养液粘度增加,造成溶解氧不足,而影响产物合成。实验结果见表7。
在接种量为10%的条件下,菌体干重和OD值都表现为最高,说明10%的接种量是合适的。
以上研究表明,在28℃,装液量40mL/250mL,
表4
三孢布拉霉在各氮源下培养48h的生长情况
Table4GrowingconditionsofBlakesleatrisporaindifferent
nitrogensourcesfor48h
Concentration(g/L)GrowthconditionofBlakesleatrispora
Cornsteepliquor
CaseinComplexnitrogensource(Soybeanisolateprotein+cornsteepliquor)
阴道炎什么症状菌体生长状况
浓度(g/L)
氮源Nitrogensource
玉米浆
4040酪蛋白
复合氮源(大豆分离蛋白+玉米浆)
生长较好
生长良好
生长不好
40表5
不同培养时间三孢布拉霉种子的生长情况
Table5GrowingconditionsofBlakesleatrispora
atdifferenttime
10未见
菌丝24少量菌丝,
有挂壁现象
29菌丝增多
34~36菌丝细长
40菌丝成聚集体
培养时间
Cultivationtime(h)菌体形态
ShapeofBlakesleatrispora表6
不同氮源对三孢布拉霉发酵的影响
Table6EffectofnitrogensourcesonBlakesleatrispora
玉米浆
Cornsteepliquor
4017.990.321
酪蛋白
Casein4018.960.361
大豆分离蛋白+玉米浆
Soybeanisolatedprotein+cornsteepliquor
25+2015.950.294
氮源含量(g/L)
ContentofNitrogensource(g/L)菌体干重(g/L)
DryweightofBlakesleatrispora(g/L)OD值(502nm)ODvalue(502nm)
浓度Concentration(g/L)
菌体生长状况
GrowthconditionofBlakesleatrispora
玉米淀粉
CornStarch40不生长
玉米糖化液
卖鸡蛋Cornsteepliquor40生长良好
可溶性淀粉+玉米粉
Solublestarch+cornflour
40无法分辨菌体
可溶性淀粉+煮过的玉米粉
Solublestarch+cookedcornflour
40生长较慢
碳源CarbonSource
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
板蓝根多糖提取工艺的研究
陈奎,陈易彬
(陕西科技大学生命科学与工程学院,陕西咸阳712021)
摘要:从板蓝根中提取多糖,并用苯酚-硫酸测定其含量。方法:运用正交设计选取微波法和超声法的最佳工艺条
件,用均匀设计选取渗漉法的最佳工艺条件,比较三种方法在最佳工艺条件下的得率。结果:超声法、微波法、渗漉法提取板蓝根多糖的得率分别为5.72%、6.24%、4.42%。微波法和超声法适合于板蓝根多糖的提取。关键词:板蓝根多糖;超声法;微波法;渗漉法
STUDYONEXTRACTINGPOLYSACCHARIDEOFINDIGOWOADROOT
CHENKui,CHENYi-bin
(InstituteofLifeSciencesandEngineering,ShaanxiUniversityofScience&Technology,Xianyang
712021,Shaanxi,China)
Abstract:Tooptimizetheextractionprocessofpolysaccharideinindigowoadroot,andtheuseofphenol-sulphuricacidtestofitscontent.Designofmicrowavemethodandultrasonicmethodbaseonorthogonal,andselectingthebestprocessesofpercolationmethodthroughuniformdesign,thencomparewiththeamountofpolysaccharide.Ultrasonicmethod,microwavemethodandpercolationmethodextractedpolysaccharideatarateof5.72%,6.24%,4.42%respectively.MicrowaveandUltrasonicsuitedtotheextractpolysaccharideofindigowoadroot.
Keywords:indigowoadrootpolysaccharide;ultrasonicmethod;microwavemethod;percolationmethod
作者简介:陈奎(1981-),男(汉),硕士研究生,研究方向:天然物的纯化与修饰。
pH6.5,接种量10%,发酵时间为36h的条件下,三孢
布拉霉的生长与代谢达到最优,502nm处的OD值最大,番茄红素的产量最高。
3结论
合适的碳源和氮源可以使三孢布拉霉得到良好
的生长,通过控制培养基中磷酸盐的含量可以促进类番茄红素的形成。以上研究表明,种子培养基和发酵培养基的最佳碳源和氮源都分别为玉米糖化液和玉米浆,番茄红素发酵生产的最佳条件为发酵培养基(玉米粉糖化液40g/L,玉米40g/L,磷酸二氢钾
清热去火的茶
0.5g/L)pH6.5,发酵时间36h,250mL三角瓶装液
量40mL,接种量10%。参考文献:
[1]成坚,曾庆孝.番茄红素的性质与生理功能研究进展[J].食品与发
酵工业,2000,26(2):75 ̄79.
[2]王永生,袁其朋.番茄红素生产工艺研究进展[J].微生物学通报,
2002,29(2):60 ̄64.
[3]滕洁,李德芳,刘元军.番茄红素及其研究进展[J].江苏食品与发
酵,2001(3):14 ̄17.
收稿日期:2006-10-13
接种量(%)
Inoculation(%)
35101520
菌种干重(g/L)
Dryweightofculture(g/L)
11.6615.1017.9916.0512.28
OD值(502nm)ODvalue(502nm)
0.2340.2030.3570.2440.232
表7
接种量对发酵的影响
Table7Effectofinoculationonfermentation