三孢布拉氏霉菌发酵生产β-胡萝卜素的条件研究

三孢布拉氏霉菌发酵生产β-胡萝卜素的条件研究

摘  要：本文以三孢布拉氏霉菌正、负菌为生产菌种，筛选了产孢子培养基及优化了β-胡萝卜素的生物合成条件。其最佳的产孢子培养基：麦芽汁双层平板，在此培养基中，菌丝生长茂盛，产孢子多；通过对不同碳、氮源的组合筛选，确定最佳的碳、氮源及发酵终止时间，其结果为：淀粉作为碳源，黄豆粉作为氮源，发酵144 h，β-胡萝卜素合成量最大。在此基础上，利用Plackett-Burman设计分析了发酵培养基中各成分对β-胡萝卜素产量的影响，其结果为：对β-胡萝卜素产量影响的重要因素为β-紫罗酮，VB1，淀粉，植物油。最后，对该4因素以L9(34) 正交设计进一步优化，得出最佳的培养基组成为：淀粉41 g/L，黄豆粉20 g/L，植物油35 ml/L，磷酸二氢钾2 g/L，硫酸镁1 g/L，VB1 0.030 g/L，发酵40~44 h后，添加0.05%的异烟肼12 ml/L及10%的β-紫罗酮15 ml/L。β-胡萝卜素的发酵产量较比优化前发酵培养基提高了16.78%。

关键词：三孢布拉氏霉菌；β-胡萝卜素；培养基；Plackett-Burman设计；正交设计

绪  论

1983年，Wakenroder于从胡萝卜中发现的一种橙黄色碳水化合物类的色素即胡萝卜素(Carotene)，之后，Berzelius从秋天的叶片中分提取出黄色的极性色素，即叶黄素 (Lutein)，随着技术的发展，人们又分离出一系列的天然色素，将这两大类色素总称为“类胡萝卜素(Carotenoids)”。β-胡萝卜素 (β-Carotene) 在类胡萝卜素中的生理活性最大，它是一种脂溶性不饱脂肪族碳氢化合物，具有着色、营养双重功能，在人与动物的体内可以转变为维生素A (Vitamin A)，而且具有猝灭单线态氧和清除自由基的生理作用，是一种很强的抗氧化剂，可广泛用于抗癌和防治心血管疾病。

β-胡萝卜素作为食品添加剂和营养增补剂，其临床应用能预防功效已多次被美国食品药物管理局 (FDA)、前欧共体、日本和世界卫生组织 (WHO) 等专家认可，在世界50多个国家和地区开始使用。作为药物，β-胡萝卜素已经被美国、欧洲和英国等国家的药典正式收载，中国卫生部部颁标准也已收载该品种，中国国家药品监督管理局公布的第一批非处方药目录亦收载该产品