專利名稱：一種β－胡蘿卜素的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微生物發(fā)酵工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及β-胡蘿卜素的一種生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
九十年代以來，天然β-胡蘿卜素的醫(yī)療保健和營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值引起了人們的極大關(guān)注，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)(1)天然β-胡蘿卜素是比SOD和維生素E更為有效的生理性抗氧化劑和自由基清除猝滅劑，是人類用于防老抗衰、防癌抗癌的好武器和預(yù)防心血管疾病的良好手段。
(2)是人體維生素A的唯一來源，且能較多地貯存于肝臟，而不引起過量維生素A產(chǎn)生的毒害，被稱為無毒維生素A，是用于治療由于維生素A缺乏引起的各種疾病的良好藥物。
(3)具有很強(qiáng)的抗輻射作用，能明顯減輕或很快消除放療引起的惡心、嘔吐、腹瀉、乏力等負(fù)作用，被推薦為放射療法治療癌癥的首選輔助藥物。
(4)能有效增強(qiáng)免疫機(jī)能，促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育，是增強(qiáng)體質(zhì)和煥發(fā)青春活力不可多得的保護(hù)性營(yíng)養(yǎng)素。
(5)是良好的飼料添加劑，能促進(jìn)畜禽生長(zhǎng)，并明顯提高家畜產(chǎn)仔率和家禽的產(chǎn)蛋率。
近年來天然β-胡蘿卜素在歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家已作為藥品、食品、化妝品及飼料等的直接成份開始廣泛應(yīng)用，年消費(fèi)量增加率在20％以上。但至今天然β-胡蘿卜素還是靠養(yǎng)殖杜氏鹽藻，然后提取而得。鹽藻的養(yǎng)殖既依賴于高氣溫、長(zhǎng)日照和少雨氣候，也依賴于大面積高鹽的生產(chǎn)灘涂，難以規(guī)模生產(chǎn)(每天每平方米僅產(chǎn)10mg，且全球只有極少數(shù)地區(qū)適于生產(chǎn))。有人估計(jì)全球天然β-胡蘿卜素市場(chǎng)容量達(dá)1000多噸，但目前全世界大約十多家公司通過養(yǎng)殖鹽藻生產(chǎn)天然β-胡蘿卜素，年生產(chǎn)能力僅30～40噸，市場(chǎng)供不應(yīng)求，售價(jià)高達(dá)每公斤2萬余元。為了改變這種制約于天氣和灘涂的生產(chǎn)方法，并受利用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)維生素C取得巨大成功的啟發(fā)，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者都在著手探索利用微生物發(fā)酵法解決天然β-胡蘿卜素的規(guī)?；a(chǎn)問題，但均難于篩選到合適的生產(chǎn)菌種。俄羅斯利用三孢布拉霉生產(chǎn)β-胡蘿卜素，但其主要缺陷是該菌系藻型菌，不太適于深層發(fā)酵，因而規(guī)模化生產(chǎn)也比較困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是要提供一種β-胡蘿卜素的產(chǎn)生菌，能適于現(xiàn)代深層發(fā)酵，產(chǎn)素能力強(qiáng)，生產(chǎn)成本低，可有效解決天然β-胡蘿卜素的規(guī)?；a(chǎn)問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明篩選到β-胡蘿卜素產(chǎn)生菌為水生黃桿菌(Flavobacteriumaquatile)HZ0158菌株，由該菌種進(jìn)行液體深層發(fā)酵生產(chǎn)β-胡蘿卜素。
其生產(chǎn)方法具體說明如下1.菌株鑒定HZ0518菌株細(xì)胞直桿狀、端圓，0.5-0.6×1.0-2.9微米；不形成芽孢、不運(yùn)動(dòng)、好氧，革蘭氏染色為陰性，產(chǎn)橙黃色素；菌落呈半透明或不透明，光滑、閃光、全緣；接觸酶陽性，利用葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖，不利用阿拉伯糖、棉子糖、鼠李糖、纖維二糖；產(chǎn)酸但不產(chǎn)氣，石蕊牛奶生長(zhǎng)慢，且有胨化作用，不還原硝酸鹽，不水解淀粉和明膠；生長(zhǎng)pH范圍6.8-8.0，最適7.0，生長(zhǎng)溫度25-32℃，最適28℃；DNA中核苷酸堿基比例(G+C克分子％)為34％。
根據(jù)細(xì)胞形態(tài)、生理生化特性、分子生物學(xué)特性及菌株同源性對(duì)比，菌株HZ0518屬水生黃桿菌Flavobacterium aquatile。
2.制備工藝(1)生產(chǎn)菌種本發(fā)明所用的微生物菌種為水生黃桿菌(Flavobacterium aquatile) HZ0158菌株，保藏號(hào)CGMCC NO.1321，保藏日期2005年3月2日。
(2)培養(yǎng)基培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)源采用常用的碳源和氮源。其中碳源可為淀粉、葡萄糖、蔗糖、飴糖等；氮源可為蛋白胨、黃豆餅粉、花生餅粉、玉米漿、氯化銨等。在此基礎(chǔ)上再添加一些其它營(yíng)養(yǎng)成份，如食鹽、磷酸鹽、鉀鹽、鈣鹽、鎂鹽等。
(3)培養(yǎng)方法通過液體深層發(fā)酵方法培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為23-34℃，PH5-9，培養(yǎng)時(shí)間為2～6天。
(4)產(chǎn)品后處理培養(yǎng)液經(jīng)離心得菌體，菌體用丙酮等有機(jī)溶劑提取，真空濃縮除去有機(jī)溶劑或進(jìn)一步進(jìn)行硅膠柱層析等分離后，即可配制成所需含量、所需用途的β-胡蘿卜素產(chǎn)品。發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)1.適用性廣鹽藻養(yǎng)殖法生產(chǎn)天然β-胡蘿卜素既依賴于高氣溫、長(zhǎng)日照和少雨氣候，也依賴于大面積高鹽的生產(chǎn)灘涂，全球只有極少數(shù)地區(qū)適于生產(chǎn)。本方法利用微生物發(fā)酵技術(shù)，其生產(chǎn)不受環(huán)境條件限制可在各地區(qū)進(jìn)行。
2.易于規(guī)模化俄羅斯利用三孢布拉霉生產(chǎn)β-胡蘿卜素，但其主要缺陷是該菌系藻型菌，不太適于深層發(fā)酵，因而生產(chǎn)上規(guī)模比較困難。我們利用水生黃桿菌HZ0158菌株生產(chǎn)β-胡蘿卜素，該菌系細(xì)菌類微生物，適于深層發(fā)酵，產(chǎn)素能力提高也比較容易，因此可有效解決天然β-胡蘿卜的規(guī)?；a(chǎn)問題。
3.成本低發(fā)酵培養(yǎng)基主要成分均為普通農(nóng)副產(chǎn)品，發(fā)酵周期也比較短，因而生產(chǎn)成本比較低。
4.品質(zhì)優(yōu)良菌株HZ0158的代謝產(chǎn)物HZ0158-A，分離純化后，以β-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)品(美國(guó)Merck公司生產(chǎn))作對(duì)照，經(jīng)高效液相色譜和高效簿層色譜鑒定與β-胡蘿卜素同質(zhì)。


附圖為β-胡蘿卜素生產(chǎn)工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式對(duì)本發(fā)明的生產(chǎn)工藝說明實(shí)施例實(shí)施例一0.5％β-胡蘿卜素飼料添加劑生產(chǎn)在70L發(fā)酵罐中，按黃豆餅粉2.0％、番薯淀粉1.0％、葡萄糖1.0％、玉米漿0.5％、氯化銨0.3％、氯化鈉0.5％、硫酸鎂0.05％、碳酸鈣0.5％配成50L培養(yǎng)基。按常規(guī)方法滅菌后冷卻至35℃，接種1個(gè)茄子瓶的β-胡蘿卜素生產(chǎn)菌種，經(jīng)27±1℃通氣培養(yǎng)124小時(shí)。發(fā)酵液經(jīng)離心，收集菌體，菌體用等體積丙酮提取三次，真空濃縮除去有機(jī)溶劑后加番薯淀粉吸附，配制成β-胡蘿卜素含量0.5％制劑，即為0.5％β-胡蘿卜素飼料添加劑產(chǎn)品。
實(shí)施例二96％β-胡蘿卜素食品添加劑生產(chǎn)在70L發(fā)酵罐中，按黃豆餅粉1.5％、蛋白胨0.2％、番薯淀粉1.0％、葡萄糖0.5％、飴糖1.0％、氯化鈉0.5％、硫酸鎂0.05％、碳酸鈣0.5％配成45L培養(yǎng)基。按常規(guī)方法滅菌后冷卻至35℃，接種1個(gè)茄子瓶的β-胡蘿卜素生產(chǎn)菌種，經(jīng)27±1℃通氣培養(yǎng)60小時(shí)。發(fā)酵液經(jīng)離心，收集菌體，菌體用等體積丙酮提取三次，真空濃縮后上硅膠柱層析分離，洗脫劑為正己烷。合并富含β-胡蘿卜素單一組份的洗脫液，真空濃縮至干，即為96％β-胡蘿卜素食品添加劑產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種β-胡蘿卜素的生產(chǎn)方法，其特征是生產(chǎn)菌種采用水生黃桿菌(Flavobacteriumaquatile)，由該菌種通過液體深層發(fā)酵生產(chǎn)β-胡蘿卜素。
2.按權(quán)利要求1所述β-胡蘿卜素的生產(chǎn)方法，其生產(chǎn)工藝特征如下(1)培養(yǎng)基培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)源采用常用的碳源和氮源，其中碳源為淀粉、葡萄糖、蔗糖或飴糖；氮源為蛋白胨、黃豆餅粉、花生餅粉、玉米漿或氯化銨；(2)培養(yǎng)條件培養(yǎng)溫度為23-34℃，培養(yǎng)PH值為5-9，培養(yǎng)時(shí)間為2～6天；(3)產(chǎn)品后處理培養(yǎng)液經(jīng)離心得菌體，菌體用有機(jī)溶劑提取，真空濃縮除去有機(jī)溶劑或進(jìn)一步分離純化后，即配制成所需含量、所需用途的β-胡蘿卜素產(chǎn)品。
全文摘要
一種β－胡蘿卜素的制備方法。生產(chǎn)菌種為水生黃桿菌(Flavobacterium aquatile)；生產(chǎn)方法采用液體深層發(fā)酵技術(shù)；培養(yǎng)基為常用的碳源、氮源，再添加一些無機(jī)鹽等營(yíng)養(yǎng)成分；培養(yǎng)溫度為23－34℃，pH5－9，培養(yǎng)時(shí)間為2～6天；培養(yǎng)液經(jīng)離心得菌體，菌體用丙酮等有機(jī)溶劑提取，真空濃縮除去有機(jī)溶劑或進(jìn)一步進(jìn)行硅膠柱層析等分離后，即可配制成不同含量、不同用途的β－胡蘿卜素產(chǎn)品。本方法具有適用性廣、易于規(guī)?；?、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C12P23/00GK1687446SQ200510049479
公開日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2005年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月28日
發(fā)明者竺利紅, 施躍峰, 吳吉安, 李孝輝, 陳兵, 桑金隆 申請(qǐng)人:浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院