利用膠紅酵母處理抗生素發(fā)酵廢水生產(chǎn)類胡蘿卜素的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用膠紅酵母處理抗生素發(fā)酵廢水生產(chǎn)類胡蘿卜素的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案要點(diǎn)為：膠紅酵母在處理抗生素發(fā)酵廢水生產(chǎn)類胡蘿卜素中的應(yīng)用。本發(fā)明還公開了利用膠紅酵母處理螺旋霉素重液生產(chǎn)類胡蘿卜素的方法。本發(fā)明利用螺旋霉素重液作為發(fā)酵培養(yǎng)基，在不添加其它任何營養(yǎng)源的情況下，將膠紅酵母接種到羅算霉素重液中，利用廢水中的營養(yǎng)物質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)類胡蘿卜素，并對(duì)生產(chǎn)菌株進(jìn)行多輪ARTP（常壓室溫等離子體）誘變，獲得產(chǎn)量較高的誘變菌株，為類胡蘿卜素的生產(chǎn)和制藥廢水的處理提供了一條新的思路。
【專利說明】利用膠紅酵母處理抗生素發(fā)酵廢水生產(chǎn)類胡蘿卜素的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及抗生素發(fā)酵廢水的生物處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種利用膠紅酵母處理抗生素發(fā)酵廢水生產(chǎn)類胡蘿卜素的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]類胡蘿卜素是主要存在于水果和蔬菜中的一類天然色素的總稱。由40個(gè)碳分子和多個(gè)共軛雙鍵組成的黃色、橙色或紅色的多烯類化合物是類胡蘿卜素最為常見的成員。這類化合物包括β_類胡蘿卜素、蝦青素、葉黃素和蕃茄紅素等多種與人類生產(chǎn)生活密切相關(guān)的重要色素。目前，基于分子水平的科學(xué)研究已證實(shí)類胡蘿卜素具有抗氧化、調(diào)節(jié)細(xì)胞生長及預(yù)防癌癥發(fā)生的功能，并且其作為維生素A原被人體攝入后還可促進(jìn)上皮細(xì)胞的正常成熟，預(yù)防由于維生素A缺乏而引起的夜盲癥，同時(shí)它也是理想的食品著色劑和營養(yǎng)增補(bǔ)劑。因此，涉及類胡蘿卜素的工業(yè)化生產(chǎn)越來越受到人們的期待與關(guān)注。
[0003]抗生素生產(chǎn)廢水是一類富含難降解有機(jī)物和生物毒性物質(zhì)的高濃度有機(jī)廢水，其含有來自發(fā)酵殘余營養(yǎng)物的高COD和高SS，而且其中還存在生物抑制性物質(zhì)，尤其是殘留抗生素?？股卦谠擃惿a(chǎn)廢水中的存在導(dǎo)致大多數(shù)細(xì)菌無法生存，因此，長期以來抗生素廢水的處理是國內(nèi)外污水處理的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。目前廣泛應(yīng)用的抗生素廢水處理技術(shù)包括物化處理技術(shù)和生物處理技術(shù)，其中生物處理技術(shù)一般包括:好氧處理法、厭氧處理法和光合細(xì)菌處理法等。無論是國 內(nèi)還是國外，尚沒用利用紅酵母處理抗生素發(fā)酵廢水生產(chǎn)類胡蘿
卜素的相關(guān)報(bào)道。
[0004]螺旋霉素的工業(yè)化生產(chǎn)通常米用生二素鏈霉菌(S.azmbo-faeiensis)進(jìn)行二級(jí)發(fā)酵，發(fā)酵培養(yǎng)基包含淀粉、魚粉、玉米漿、碳酸鈣、硝酸銨、氯化鈉、硫酸鎂、磷酸二氫鉀等成分，因此，螺旋霉素的生產(chǎn)廢水中含有大量的優(yōu)質(zhì)碳源和無機(jī)鹽類，能為微生物的生長提供必要的營養(yǎng)物質(zhì)，是廢物再利用的一類重要原料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種利用膠紅酵母處理抗生素發(fā)酵廢水生產(chǎn)類胡蘿卜素的方法。
[0006]本發(fā)明提供的膠紅酵母可用于處理抗生素發(fā)酵廢水生產(chǎn)類胡蘿卜素。
[0007]本發(fā)明提供的膠紅酵母可用于處理螺旋霉素發(fā)酵廢水生產(chǎn)類胡蘿卜素。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種利用膠紅酵母處理螺旋霉素發(fā)酵廢水生產(chǎn)類胡蘿卜素的方法，其特征在于包括以下步驟:(1)菌種活化，將膠紅酵母經(jīng)過斜面培養(yǎng)和種子培養(yǎng)，得到活化種子液，其中斜面培養(yǎng)溫度28°c，培養(yǎng)時(shí)間72h，斜面培養(yǎng)基成分以g/L計(jì)為:酵母膏I，蛋白胨2，葡萄糖2，瓊脂粉2，其余成分為水，種子培養(yǎng)溫度為28°C，160rpm振蕩培養(yǎng)24h，種子培養(yǎng)基成分以g/L計(jì)為:酵母膏1，蛋白胨2，葡萄糖2，其余成分為水；(2)發(fā)酵培養(yǎng)，按照體積百分比10%的接種量將種子液接種到已滅菌的螺旋霉素重液中，28°C，190rpm振蕩培養(yǎng)即得到含有類胡蘿卜素的發(fā)酵液。[0009]本發(fā)明利用螺旋霉素重液作為發(fā)酵培養(yǎng)基，在不添加其它任何營養(yǎng)源的情況下，將膠紅酵母接種到螺旋霉素重液中，利用廢水中的營養(yǎng)物質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)類胡蘿卜素，并對(duì)生產(chǎn)菌株進(jìn)行多輪ARTP (常壓室溫等離子體)誘變，獲得產(chǎn)量較高的誘變菌株，為類胡蘿卜素的生產(chǎn)和制藥廢水的處理提供了一條新的思路。
【具體實(shí)施方式】
[0010]以下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例。凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
[0011]菌株來源:
河南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室保藏的產(chǎn)類胡蘿卜素菌株，編號(hào)KC(馬)8，與膠紅酵母 JN091167.1 Rhodotorula muciIaginosa 有 100% 的相似性。
[0012]菌株活化:
采用劃線的方法將菌株接種到固體YPD培養(yǎng)基上，固體YPD培養(yǎng)基的成分以g/L計(jì)為:酵母膏1，蛋白胨2，葡萄糖2，瓊脂粉2，其余成分為水，28°C培養(yǎng)72h，可觀察到呈圓形、紅色、表面凸起、濕潤的菌落。挑取單菌落接種到Y(jié)ro液體培養(yǎng)基中，Yro液體培養(yǎng)基的成分以g/L計(jì)為:酵母膏1，蛋白胨2，葡萄糖2，其余成分為水，280C，160rpm培養(yǎng)24h，制備種子
液。
[0013]發(fā)酵培養(yǎng):
將培養(yǎng)24h的種子液按體積百分比10%的接種量接種到已滅菌的螺旋霉素重液中，280C、190rpm振蕩培養(yǎng)，5000rpm離心收集菌體并測(cè)定類胡蘿卜素產(chǎn)量。
[0014]類胡蘿卜素產(chǎn)量測(cè)定:
采用酸-熱法裂解細(xì)胞并利用丙酮提取類胡蘿卜素，利用紫外/可見分光光度計(jì)測(cè)定吸光度并計(jì)算類胡蘿卜素產(chǎn)量。公式如下:
類胡蘿卜素(μ g/mL) =AXmaxXDXV0/0.16XV
Αλ_:類胡蘿卜素在最大吸收波長下的吸光度.Χ:提取類胡蘿卜素所用溶劑量mL ；D:測(cè)定試樣時(shí)的稀釋倍數(shù):提取的發(fā)酵液總體積mL ；0.16:類胡蘿卜素的分子消光系數(shù)。
[0015]菌株誘變:
ARTP (常壓室溫等離子體)誘變條件:處理距離2mm ;處理功率120W ;氣流量10SLM，點(diǎn)樣量10 μ L,處理時(shí)間分別為Os，15s，30s，45s，60s，90s，120s，180s。處理后6小時(shí)內(nèi)進(jìn)行涂布接種，28°C培養(yǎng)3天。挑取單菌落分別接種液體發(fā)酵培養(yǎng)基，經(jīng)多輪篩選后獲得類胡蘿卜素和油脂產(chǎn)量均提高最多的菌株AR62，分類命名為膠紅酵母菌(Rhodotorulamucilaginosa),該菌株保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心,保藏編號(hào)為=CGMCC N0.8926，保藏地址:北京市朝陽區(qū)北辰西路I號(hào)院3號(hào)，中國科學(xué)院微生物研究所，郵編100101，保藏日期:2014年3月17日。
[0016]實(shí)施例1
取適量螺旋霉素重液，裝液量為50mL/250mL錐形瓶，115°C滅菌30min，pH自然，將YPD液體培養(yǎng)基中經(jīng)28°C、160rpm培養(yǎng)24h的種子液按體積百分比10%的比例接種到螺旋霉素重液中，28°C、190rpm振蕩培養(yǎng)，定期測(cè)定類胡蘿卜素產(chǎn)量。結(jié)果顯示，培養(yǎng)24h時(shí)類胡蘿卜素產(chǎn)量最高為0.32 μ g/mL。
[0017]實(shí)施例2
取適量螺旋霉素重液，裝液量為50mL/250mL錐形瓶，115°C滅菌30min，pH調(diào)至7.0，將YPD液體培養(yǎng)基中經(jīng)28°C、160rpm培養(yǎng)24h的種子液按體積百分比10%的接種量接種到螺旋霉素重液中，280C、190rpm振蕩培養(yǎng)，定期測(cè)定類胡蘿卜素產(chǎn)量并利用重鉻酸鉀滴定法測(cè)定廢水C0D。結(jié)果顯示，培養(yǎng)24h時(shí)類胡蘿卜素產(chǎn)量最高為0.80 μ g/mL，同時(shí)其COD由接種前的7920mg/L降至3600mg/L，COD去除率達(dá)到54.55%。
[0018]實(shí)施例3
對(duì)菌株KC(馬)8進(jìn)行ARTP (常壓室溫等離子體)多輪誘變，誘變條件:處理距離2mm ；處理功率120W ;氣流量10SLM，處理時(shí)間分別為Os, 15s, 30s, 45s, 60s, 90s, 120s, 180s,點(diǎn)樣量為10uL，在6小時(shí)內(nèi)進(jìn)行梯度稀釋涂布，于28°C培養(yǎng)3天。最后對(duì)所得單菌株接種到螺旋霉素廢水中，按照實(shí)施例1中的培養(yǎng)方法進(jìn)行大量篩選，最終得到一株產(chǎn)量提高最多的菌株AR62，該菌株的最終類胡蘿卜素產(chǎn)量為2.14 μ g/mL，較誘變前產(chǎn)量提高了 167.5%。
[0019]以上實(shí)施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明原理的范圍下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)均落入本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.膠紅酵母在處理抗生素發(fā)酵廢水生產(chǎn)類胡蘿卜素中的應(yīng)用。
2.膠紅酵母在處理螺旋霉素發(fā)酵廢水生產(chǎn)類胡蘿卜素中的應(yīng)用。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膠紅酵母在處理螺旋霉素發(fā)酵廢水生產(chǎn)類胡蘿卜素中的應(yīng)用，其特征在于通過以下方式實(shí)現(xiàn):(1)菌種活化，將膠紅酵母經(jīng)過斜面培養(yǎng)和種子培養(yǎng)，得到活化種子液，其中斜面培養(yǎng)溫度28°C，培養(yǎng)時(shí)間72h，斜面培養(yǎng)基成分以g/L計(jì)為:酵母膏1，蛋白胨2，葡萄糖2，瓊脂粉2，其余成分為水，種子培養(yǎng)溫度為28°C，160rpm振蕩培養(yǎng)24h，種子培養(yǎng)基成分以g/L計(jì)為:酵母膏1，蛋白胨2，葡萄糖2，其余成分為水；(2)發(fā)酵培養(yǎng)，按照體積百分比10%的接種量將種子液接種到已滅菌的螺旋霉素重液中，28°C，190rpm振蕩培養(yǎng)即得到含有 類胡蘿卜素的發(fā)酵液。
【文檔編號(hào)】C12R1/645GK103993062SQ201410131001
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月3日
【發(fā)明者】楊清香, 王瑞飛, 蒿洪欣, 張昊, 劉冬, 董慧霞, 韓新寬 申請(qǐng)人:河南師范大學(xué)