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    產(chǎn)類胡蘿卜素酵母菌的篩選及色素穩(wěn)定性分析

    2021-10-18 13:06:42朱麗花馬延琴紀(jì)彥宇李春燕鐘晨曉孫慶強史學(xué)偉
    中國釀造 2021年9期
    關(guān)鍵詞:氮源胡蘿卜素酵母菌

    朱麗花,馬延琴,紀(jì)彥宇,李春燕,鐘晨曉,孫慶強,王 斌,史學(xué)偉*

    (石河子大學(xué) 食品學(xué)院,新疆 石河子 832000)

    類胡蘿卜素是一大類類異戊二烯色素,廣泛分布于各類植物和微生物[1]。這些親脂性代謝產(chǎn)物不溶于水,起著生色團的作用(400~500 nm是類胡蘿卜素最大吸收的電磁光譜),使生物體呈現(xiàn)橙色、黃色、微紅色等特征[2-3]。長期以來,類胡蘿卜素在食品、化妝品、制藥、營養(yǎng)保健品、飼料等行業(yè)應(yīng)用廣泛,主要歸功于其生物學(xué)功能,如具有很高的抗氧化活性,可以保護細(xì)胞膜免受光、氧化和自由基的破壞。類胡蘿卜素作為維生素A的前體、活性氧的清除劑和體外抗體產(chǎn)生的促進劑,可以降低患癌癥的風(fēng)險和預(yù)防心血管疾病[4-5]。除此之外,類胡蘿卜素對于保持某些特性和促進微生物的生長至關(guān)重要[6-7]。

    與從植物和化學(xué)合成生產(chǎn)類胡蘿卜素相比,微生物生產(chǎn)類胡蘿卜素更具優(yōu)勢,如低成本,批次之間的差異較小,易于操作,且沒有季節(jié)或地理變化,生產(chǎn)周期短。能夠生產(chǎn)類胡蘿卜素廣泛的微生物包括霉菌類、酵母類、細(xì)菌類和藻類[8-9]。近年來,相關(guān)研究表明酵母菌具有單細(xì)胞特性和高生長速率,有生產(chǎn)大量類胡蘿卜素的潛能。產(chǎn)類胡蘿卜素的酵母被認(rèn)為無處不在,因為廣泛分布在陸地、淡水、海洋等環(huán)境中,能夠同化各種碳源如葡萄糖、蔗糖、甘油、木糖等[10]。目前,研究發(fā)現(xiàn)能產(chǎn)生類胡蘿卜素的酵母主要包括紅冬孢酵母屬(Rhodosporidiumspp.)、擲孢酵母屬(Sporobolomycesspp.)、紅法夫酵母屬(Phaffiaspp.)及紅酵母屬(Rhodotorulaspp.)等[11-13]。其中,利用紅酵母生產(chǎn)類胡蘿卜素營養(yǎng)要求簡單、生長周期短、菌體營養(yǎng)豐富,開發(fā)前景廣闊。

    然而,目前用于工業(yè)化生產(chǎn)類胡蘿卜素的微生物資源還很有限,從自然界中分離高產(chǎn)類胡蘿卜素且安全無毒的優(yōu)良菌株具有較高的研究價值和應(yīng)用前景。另外,天然色素容易受到溫度、氧化劑、還原劑等因素的影響而限制了其應(yīng)用。因此色素的穩(wěn)定性是色素應(yīng)用中的一個重要問題。本實驗采用傳統(tǒng)微生物分離方法從赤霞珠釀酒葡萄表皮分離鑒定高產(chǎn)類胡蘿卜素的酵母菌株,優(yōu)化其發(fā)酵條件,并對其胞外色素穩(wěn)定性進行了探究,為采用發(fā)酵法生產(chǎn)類胡蘿卜素提供參考。

    1 材料與方法

    1.1 材料與試劑

    釀酒葡萄赤霞珠:采于新疆五家渠市;酵母脫氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)提取試劑盒:北京索萊寶科技有限公司;酵母浸粉、瓊脂粉、蛋白胨(均為生化試劑):北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司;葡萄糖、過氧化氫、丙酮、檸檬酸、蘋果酸、氫氧化鈉、檸檬酸鈉(均為分析純):天津市盛奧化學(xué)試劑有限公司。

    馬鈴薯葡萄糖瓊脂(potato dextrose agar,PDA)培養(yǎng)基、PDA液體培養(yǎng)基:常德比克曼生物科技有限公司。

    1.2 儀器與設(shè)備

    SPX-250B生化培養(yǎng)箱:常州諾基儀器有限公司;立式高壓蒸汽滅菌鍋:廣州柯僑實驗技術(shù)有限公司;ZWYR-211D大容量恒溫培養(yǎng)搖床:上海智城分析儀器制造有限公司;LD5-2A低速離心機:北京醫(yī)用離心機廠;UV-2800紫外-可見分光光度計:尤尼柯(上海)有限公司;SW-CJ-2F潔凈工作臺:蘇州凈化設(shè)備有限公司;BPG-9240A電熱風(fēng)干燥箱:上海一恒科技儀器有限公司;CP114分析電子天平:美國奧豪斯科學(xué)儀器有限公司。

    1.3 方法

    1.3.1 產(chǎn)類胡蘿卜素酵母菌株的分離和篩選

    將無菌操作采集的葡萄樣品加入到50 mL無菌生理鹽水中,28 ℃、170 r/min處理30 min。對樣品預(yù)處理液10倍稀釋依次得到10-1、10-2、10-3、10-4、10-5菌懸液。分別吸取各梯度菌懸液200 μL于PDA培養(yǎng)基上,涂布均勻,每個樣品涂布3個平板。28 ℃倒置培養(yǎng)48 h,根據(jù)菌落形態(tài)、顏色及顯微鏡下菌體細(xì)胞的形態(tài)觀察結(jié)果,選取疑似紅酵母菌落進行純培養(yǎng),直至平板上無不同菌落特征菌株。

    1.3.2 高產(chǎn)類胡蘿卜素酵母菌的篩選

    將各待試菌株從保存斜面移接到活化培養(yǎng)基上,28 ℃培養(yǎng)48 h。將菌種接種于裝有50 mL PDA液體培養(yǎng)基中28 ℃振蕩(200 r/min)培養(yǎng)24 h,得到預(yù)培養(yǎng)物。將預(yù)培養(yǎng)物轉(zhuǎn)移到50 mL PDA液體培養(yǎng)基中,接種量為2%,28 ℃振蕩(200 r/min)發(fā)酵48 h。根據(jù)菌體干質(zhì)量測定菌株的生長情況,發(fā)酵結(jié)束后經(jīng)離心收集菌體并測定生物量和類胡蘿卜素產(chǎn)量,確定類胡蘿卜素高產(chǎn)菌株。

    1.3.3 高產(chǎn)類胡蘿卜素酵母菌株的鑒定

    (1)形態(tài)及生理生化鑒定

    參照文獻[14]方法對高產(chǎn)類胡蘿卜素酵母菌株的形態(tài)及生理生化特征進行初步鑒定。

    (2)分子生物學(xué)鑒定

    采用Fungi Genomic DNA Extraction Kit提取菌株基因組DNA,以其為模板進行聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(polymerase chain reaction,PCR)擴增。使用正向引物ITS1(5'-TCCGTAGTGAACCTGCGG-3')和反向引物ITS4(5'-TCCTCCGCTTATTGATGC-3')對內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(internal transcribed spacers,ITS)進行擴增[15]。PCR擴增體系為預(yù)混液25 μL,正反引物(10 μm)各2 μL,DNA模板2 μL,雙蒸水19 μL。PCR擴增條件為:94 ℃預(yù)變性10 min;92 ℃變性1 min,52 ℃退火1 min,72 ℃延伸1 min,循環(huán)30次;72 ℃延伸5 min。PCR擴增產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳檢測、純化后送至北京生工基因測序公司進行測序,將獲得的序列與GeneBank庫(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/)中進行基本局部比對搜索工具(basic localalignmentsearchtool,BLAST)比對分析,鑒定種屬信息。根據(jù)序列采用MEGA6.0軟件中的鄰接法(neighbor-joining)進行聚類分析,構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹。

    1.3.4 培養(yǎng)基的優(yōu)化

    碳源的優(yōu)化:分別以葡萄糖、果糖、可溶性淀粉、阿拉伯糖、乳糖、甘露糖為碳源,添加量為2%,蛋白胨2%,酵母浸粉1%,考察不同碳源對類胡蘿卜素產(chǎn)量的影響。

    氮源的優(yōu)化:分別以蛋白胨、甘氨酸、賴氨酸、硝酸銨、硫酸銨作為氮源,添加量為2%,酵母浸粉1%,葡萄糖2%,考察不同氮源對類胡蘿卜素產(chǎn)量的影響。

    將菌株接種在含有50 mL發(fā)酵培養(yǎng)基的錐形瓶中,接種量為3%(V/V),在120 r/min、28 ℃條件下培養(yǎng)5 d。發(fā)酵結(jié)束后,以干細(xì)胞生物質(zhì)量(dry cell mass,DCM)(g/L),類胡蘿卜素產(chǎn)量(mg/L)和細(xì)胞類胡蘿卜素(μg/g干酵母)的形式測定細(xì)胞生長,選出最合適酵母菌生長的碳源和氮源。所有搖瓶實驗均平行3份進行。

    1.3.5 類胡蘿卜素提取與測定

    (1)生物量測定

    生物量的測定按照參考文獻[16]進行。具體操作如下:吸取4 mL發(fā)酵液加入已烘干稱質(zhì)量的5 mL離心管中,5 000 r/min離心10 min,棄去上清液。菌體沉淀物用蒸餾水洗滌,同樣條件下離心后棄去上清液。將含菌體的離心管在105 ℃條件下烘干至質(zhì)量恒定,置于干燥器中冷卻至室溫后稱質(zhì)量,按下式計算生物量:

    式中:M為帶菌體管干質(zhì)量,g;M0為空管干質(zhì)量,g;V為發(fā)酵液體積,mL。

    (2)類胡蘿卜素提取

    類胡蘿卜素的提取按照文獻[17]進行。為裂解細(xì)胞,將0.05 g干細(xì)胞浸泡在3 mL鹽酸(3 μmol/L)中,25 ℃浸泡1 h,沸水中加熱4 min,冰浴冷卻5 min,8 000×g離心5 min,棄上清得菌體沉淀。菌體沉淀用蒸餾水洗滌后同樣條件下離心得沉淀,將沉淀懸浮在8 mL的丙酮溶液中,振蕩均勻,8 000×g離心10 min收集上清。上清液用紫外-可見分光光度計在475 nm波長處測定總胡蘿卜素的含量。類胡蘿卜素產(chǎn)量按下式計算:

    式中:Aλmax為類胡蘿卜素最大吸收波長下的吸光度值;V為提取所用溶劑量,mL;D為測定試樣時的稀釋倍數(shù);W為酵母菌體干細(xì)胞質(zhì)量,g;0.16為類胡蘿卜素消光系數(shù)。

    (3)類胡蘿卜素胞外穩(wěn)定性測定

    在熱穩(wěn)定性測試中,將色素提取液分別置于20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃的水浴鍋中保溫,孵育1 h后冷卻,用紫外-可見(UV-Vis)分光光度計(475 nm)進行分析。配制含量為0.5%、1.5%、3.0%的過氧化氫丙酮溶液,分別加入類胡蘿卜素提取液中,定時測定其在475 nm處的吸光度值,以測試氧化劑對其穩(wěn)定性的影響。在含有色素提取液的試管中加入抗壞血酸、亞硫酸鈉,使其含量為0.1%,放置于室內(nèi)暗處,定時測定其在475 nm處的吸光度值,以測試還原劑對其穩(wěn)定性。為了研究pH穩(wěn)定性,在類胡蘿卜素提取液中分別添加檸檬酸、蘋果酸、氫氧化鈉和檸檬酸鈉,使其濃度為0.1%,放置于室內(nèi)暗處,定時測定其在475 nm處的吸光度值。其中,吸光度值下降率按下式計算:

    式中:A0為起始A475nm;A為處理后的A475nm。

    1.3.6 數(shù)據(jù)處理與分析

    每個實驗均重復(fù)3次,數(shù)據(jù)統(tǒng)計采用Excel 2010軟件,圖形繪制采用Origin 8.5軟件。

    2 結(jié)果與分析

    2.1 產(chǎn)類胡蘿卜素酵母菌株的篩選與鑒定

    2.1.1 菌落及細(xì)胞形態(tài)觀察

    從釀酒葡萄表皮分離得到6株粉紅色菌落,根據(jù)菌落形態(tài)/顏色不同,分別編號為Y1、Y5、Y7、Y9、Y10、Y14。將具有產(chǎn)類胡蘿卜素能力的酵母菌在平板上培養(yǎng)后,進行菌落形態(tài)及個體形態(tài)觀察。各菌株的菌落形態(tài)如圖1所示,細(xì)胞形態(tài)見圖2。

    圖1 分離酵母菌的菌落形態(tài)Fig.1 Colony morphology of isolated yeasts

    圖2 分離酵母菌的細(xì)胞形態(tài)Fig.2 Cell morphology of isolated yeasts

    結(jié)果表明,6株酵母菌在平板培養(yǎng)4 d后,菌株Y1、Y5、Y10、Y14呈粉色,菌株Y7、Y9呈粉紅色,且所有酵母菌落均為邊緣整齊的圓形,表面光滑,質(zhì)地黏稠,不透明,有光澤,凸起,且菌落直徑較大;在顯微鏡下觀察,細(xì)胞形態(tài)均為橢圓。

    2.1.2 高產(chǎn)類胡蘿卜素酵母菌種的篩選

    對6株酵母菌株進行培養(yǎng),4 d后分別測定生物量和類胡蘿卜素含量及產(chǎn)量,結(jié)果見圖3。從圖3可知,類胡蘿卜色素產(chǎn)量最高的酵母是菌株Y7(12.93 mg/L),其次是菌株Y5(11.71 mg/L)。菌株Y10(7.09 mg/L)和菌株Y1(5.18 mg/L)產(chǎn)量較低。這些結(jié)果表明,菌株Y7具有較強的類胡蘿卜素產(chǎn)生能力,通過條件優(yōu)化或遺傳改良,有可能成為一株新的類胡蘿卜素高產(chǎn)菌株。

    圖3 6株酵母菌的生物量及類胡蘿卜素產(chǎn)量Fig.3 Biomass and carotenoid production of 6 strains of yeast

    2.1.3 高產(chǎn)類胡蘿卜素酵母菌株生理生化測定

    菌株Y7的生理生化特性結(jié)果見表1。由表1可知,碳源同化實驗結(jié)果顯示,該菌株能利用葡萄糖、木糖等8種糖,不能利用海藻糖,能利用甘油、檸檬酸、蘋果酸,不能利用甲醇、乙醇;氮源同化實驗結(jié)果顯示,該菌不能利用亞硝酸鈉,能利用硫酸銨、蛋白胨、硝酸銨、甘氨酸和賴氨酸。生理生化檢測結(jié)果顯示,該菌不產(chǎn)酸,無類淀粉產(chǎn)物產(chǎn)生。

    表1 分離菌株Y7的生理生化特性Table 1 Physiological and biochemical characteristics of isolated strain Y7

    2.1.4 分子生物學(xué)鑒定

    對分離得到的高產(chǎn)類胡蘿卜素酵母菌Y7進行了ITS基因序列測定。利用GenBank數(shù)據(jù)庫中的BLAST結(jié)合系統(tǒng)發(fā)育分析,發(fā)現(xiàn)菌株Y7與紅酵母屬(Rhodotorulaspp.)有很高的相似性,特別是與Rhodotorula glutinis的親緣性較近。用鄰接法構(gòu)建了菌株Y7及其近緣種的系統(tǒng)發(fā)育樹,結(jié)果見圖4。由圖4可知,菌株Y7與Rhodotorula glutinis形成了一個簇,表明菌株Y7屬于粘紅酵母(Rhodotorula glutinis)。

    圖4 基于ITS基因序列分離的菌株Y7的系統(tǒng)發(fā)育樹Fig.4 Phylogenetic tree of the isolated strain Y7 based on ITS gene sequences

    2.2 碳源和氮源種類對菌株Y7產(chǎn)類胡蘿卜素的影響

    2.2.1 碳源種類的影響

    碳源通過影響類胡蘿卜素合成基因的轉(zhuǎn)錄和提供代謝前體,在類胡蘿卜素的形成過程中起著重要作用。不同碳源對菌株Y7細(xì)胞生長和胡蘿卜素合成的影響見圖5。由圖5可知,在添加葡萄糖和果糖的培養(yǎng)基中,類胡蘿卜素的產(chǎn)量相對較高,其中葡萄糖被證明是最適合類胡蘿卜素生產(chǎn)的碳源,類胡蘿卜素產(chǎn)量為13.67 mg/L。菌株Y7在添加乳糖的培養(yǎng)基中生長較好,菌體干質(zhì)量為24.63 g/L。在含有可溶性淀粉、阿拉伯糖、乳糖、D-甘露糖的培養(yǎng)基中,類胡蘿卜素合成受到不同程度的抑制。結(jié)果表明,葡萄糖和果糖是提高生物量和類胡蘿卜素產(chǎn)量的較好碳源,而可溶性淀粉、阿拉伯糖、乳糖、D-甘露糖則不利于提高類胡蘿卜素的產(chǎn)量。對于這一現(xiàn)象有幾種可能的解釋:①葡萄糖或果糖可能提高類胡蘿卜素合成基因的轉(zhuǎn)錄水平;②碳源對類胡蘿卜素合成的影響也與菌株有關(guān)[18-20]。結(jié)合實驗結(jié)果,選擇葡萄糖作為碳源。

    圖5 不同碳源對菌株Y7生物量和類胡蘿卜素產(chǎn)量的影響Fig.5 Effect of different carbon sources on biomass and carotenoid production of strain Y7

    2.2.2 氮源種類的影響

    在微生物發(fā)酵類胡蘿卜素過程中,需要對培養(yǎng)條件進行優(yōu)化,以充分發(fā)揮所選微生物菌株的潛力。不同氮源對菌株Y7細(xì)胞生長和胡蘿卜素合成的影響如圖6所示。由圖6可知,在不同培養(yǎng)條件下,生物量在8.03~14.98 g/L之間,變化較大,總類胡蘿卜素含量在6.41~13.44 mg/L之間。在含有蛋白胨、甘氨酸和賴氨酸的培養(yǎng)基中,生物量沒有明顯差異。在蛋白胨培養(yǎng)基中,類胡蘿卜素含量最高,為13.44 mg/L,菌體干質(zhì)量最高為14.98 g/L,是最低產(chǎn)量的1.87倍。在含有硝酸銨和硫酸銨的培養(yǎng)基中,菌體生長和類胡蘿卜素的合成受到抑制。因此,與有機氮源(蛋白胨、甘氨酸、賴氨酸)相比,無機氮源(硝酸銨和硫酸銨)對該菌的生長和類胡蘿卜素含量有較強的抑制作用。一個可能的原因是有機氮源不僅提供了氮,而且還起到了碳源的作用[21]。綜上選擇蛋白胨作為培養(yǎng)基氮源。

    圖6 不同氮源對菌株Y7生物量和類胡蘿卜素產(chǎn)量的影響Fig.6 Effects of different nitrogen sources on cell biomass and carotenoid production of strain Y7

    2.3 菌株Y7產(chǎn)類胡蘿卜素胞外穩(wěn)定性測試

    2.3.1 溫度對菌株Y7產(chǎn)類胡蘿卜素胞外穩(wěn)定性的影響

    溫度被認(rèn)為是直接影響細(xì)菌生長速率的主要物理因素,通過影響酶的表達(dá)和活性來影響類胡蘿卜素的合成,在類胡蘿卜素的生物合成中起著重要的作用[22]。色素提取液分別在溫度20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃條件下孵育5 h,以測試溫度的影響,結(jié)果見圖7。由圖7可知,20~60 ℃條件下加熱類胡蘿卜素,吸光度值下降率呈先穩(wěn)定后逐漸升高的趨勢。在40~60 ℃下,吸光度值下降率變化較大,說明類胡蘿卜素高溫(>40 ℃)條件下不穩(wěn)定。

    圖7 不同溫度對菌株Y7產(chǎn)類胡蘿卜素胞外穩(wěn)定性的影響Fig.7 Effect of different temperature on extracellular stability of carotenoids produced by strain Y7

    2.3.2 氧化劑和還原劑對菌株Y7產(chǎn)類胡蘿卜素胞外穩(wěn)定性的影響

    在類胡蘿卜素提取液中加入不同濃度的過氧化氫后,其吸光度值下降率曲線見圖8。由圖8可知,隨著過氧化氫濃度的增加,類胡蘿卜素溶液的吸光度值下降率也逐漸增加。但是在0.5%過氧化氫條件下,色素的吸光度值下降率上升幅度相對較小,說明其對類胡蘿卜素穩(wěn)定性影響相對較小。由此可見,類胡蘿卜素對低濃度過氧化氫是相對穩(wěn)定的,具有一定的抗氧化活性。

    圖8 不同濃度H2O2對菌株Y7類胡蘿卜素胞外穩(wěn)定性的影響Fig.8 Effect of different H2O2 concentration on extracellular stability of carotenoids produced by strain Y7

    不同還原劑對菌株Y7類胡蘿卜素胞外穩(wěn)定性的影響見圖9。由圖9可知,在還原劑處理過程中,隨著時間的延長,類胡蘿卜素溶液的吸光度值下降率逐漸上升,但上升幅度較小。在0.1%的亞硫酸鈉的作用下,5~30 h范圍內(nèi)色素溶液吸光度值下降率從3.75%上升至10.63%,而在0.1%的抗壞血酸的作用下,色素溶液吸光度值下降率從1.88%上升至11.25%。還原劑對類胡蘿卜素穩(wěn)定性有一定的影響,隨著放置時間增加,穩(wěn)定性降低,但是類胡蘿卜素吸光度值變化相對較小。

    圖9 不同還原劑對菌株Y7產(chǎn)類胡蘿卜素胞外穩(wěn)定性的影響Fig.9 Effect of different reducing agents on extracellular stability of carotenoids produced by strain Y7

    2.3.3 酸度調(diào)節(jié)劑對菌株Y7產(chǎn)類胡蘿卜素胞外穩(wěn)定性的影響

    在類胡蘿卜素提取液中加入不同酸度調(diào)節(jié)劑后,其吸光度下降率與色素溶液存放時間的關(guān)系曲線見圖10。由圖10可知,加入檸檬酸和檸檬酸鈉,類胡蘿卜素溶液的吸光度值降低,但下降的幅度較小。隨著時間的延長,吸光度值下降率有所增加,但是增加幅度較低。所以檸檬酸和檸檬酸鈉對類胡蘿卜素穩(wěn)定性影響較小。加入蘋果酸和氫氧化鈉,隨著時間的延長,類胡蘿卜素溶液的吸光度值逐漸升高使其吸光度值下降率呈現(xiàn)負(fù)值,說明蘋果酸和氫氧化鈉對類胡蘿卜素有增色的效果。

    圖10 不同酸度調(diào)節(jié)劑對菌株Y7產(chǎn)類胡蘿卜素胞外穩(wěn)定性的影響Fig.10 Effect of different acidity regulator on extracellular stability of carotenoids produced by strain Y7

    類胡蘿卜素在酸性pH下的敏感度較高,而在中性或堿性條件下的穩(wěn)定性較高,可能是強酸性pH會導(dǎo)致酶的變性、細(xì)胞結(jié)構(gòu)的扭曲和類胡蘿卜素合成的抑制,導(dǎo)致生長緩慢和類胡蘿卜素含量低[23]。另外,蘋果酸是另一個重要因素,因為它在代謝途徑中順序產(chǎn)生并與類胡蘿卜素形成有關(guān)。添加蘋果酸可支持更高類胡蘿卜素含量。這可能是因為蘋果酸是三羧酸(tricarboxylic acid cycle,TCA)循環(huán)的中間產(chǎn)物,對于類胡蘿卜素和脂質(zhì)生物合成過程中的代謝和碳骨架形成至關(guān)重要[24]。TCA循環(huán)還涉及自由基和單線態(tài)氧的產(chǎn)生,這些自由基和單線態(tài)氧增強了類胡蘿卜素的生成[25]。

    3 結(jié)論

    本研究以新疆釀酒葡萄為材料,從中分離到6株粉紅色酵母菌株,都能在測試條件下合成類胡蘿卜素色素,但不同菌株產(chǎn)類胡蘿卜素的能力不同。在初步試驗中,產(chǎn)類胡蘿卜素最高的菌株是Y7(12.93 mg/L),經(jīng)分類鑒定該菌株為粘紅酵母(Rhodotorula glutinis)。生理生化檢測結(jié)果顯示,該菌株能利用葡萄糖、木糖等8種糖,甘油、檸檬酸、蘋果酸等物質(zhì)可作為碳源,還能以硫酸銨、蛋白胨等作為氮源,但不能利用亞硝酸鈉,在以葡萄糖為碳源、蛋白胨為氮源的液體培養(yǎng)基中,類胡蘿卜素產(chǎn)量最高。將丙酮浸提液在不同溫度、氧化劑、還原劑和酸度調(diào)節(jié)劑條件下處理,考察其胞外穩(wěn)定性,結(jié)果顯示,低溫、蘋果酸和氫氧化鈉處理有利于維持其穩(wěn)定性,不同濃度H2O2,亞硫酸鈉、抗壞血酸、檸檬酸和檸檬酸鈉處理對其穩(wěn)定性有一定的影響,但影響較小。結(jié)果表明,菌株Y7高產(chǎn)類胡蘿卜素具有廣泛的應(yīng)用潛力,這對其他類胡蘿卜素和萜類產(chǎn)品的可持續(xù)工業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。

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