[发明专利]从酵母菌中提取虾青素和谷胱甘肽的方法

说明书

技术领域：

本发明属于微生物发酵领域，特别涉及酵母菌代谢产物提取。

背景技术：

红法夫酵母(Phaffia rhodozyma)可合成虾青素，红法夫酵母野生株系中虾青素积累量达细胞干重的0.05％左右，某些突变株系中最多可达0.3％，并且所合成的类胡萝卜素中虾青素是主要成分，因而是目前微生物发酵生产虾青素普遍采用的菌株。

谷胱甘肽是发现最早、功能最强和研究最深入的天然小分子肽之一。谷胱甘肽是存在于生物体内的重要肽类物质，有着重要的生理活性，通常是从动物肝脏和酵母中提取得到。由于特殊的酵母菌种在培养过程中会积累一定浓度的谷胱甘肽，所以酵母细胞就成了提取谷胱甘肽的主要来源。

浙江工业大学的专利申请红发夫酵母中虾青素的提取方法，公开号为CN1548420，2004年11月24日公开。该专利中采用含抗氧化剂的有机酸或酸性有机溶剂提取虾青素。

山东农业大学申请的名称为微波辅助二甲基亚砜法虾青素制备技术中，专利申请号为CN200910017325.X，该发明提供了一种微波辅助二甲基亚砜法虾青素制备技术，红法夫酵母发酵液离心后加入二甲基亚砜，置于微波下辅助破壁，再加入有机溶剂，保温浸提，使虾青素自细胞内转到细胞外并溶于有机溶剂中，混合溶液离心后经过低温真空浓缩得到虾青素浓缩液。该发明将微波破壁技术与二甲基亚砜破壁成功结合，降低了成本，提高了效率，节约了提取时间，可有效防止虾青素结构不被破坏，提高红法夫酵母中虾青素的提取效果。

由于红发夫酵母的细胞壁异常坚硬，因此酵母的破壁情况对虾青素的提取效果起到了很大的影响。目前已有对虾青素的破壁提取主要利用超声波法、酸热法、二甲基亚砜法、碱法破壁然后通过有机溶剂浸提得到虾青素。上述提取工艺均存在工艺复杂，成本较高的问题。

尚无文章报道利用同一酵母菌种同时高效生产虾青素和谷胱甘肽及有效的从酵母中提取虾青素和谷胱甘肽的工艺。

发明内容：

本发明解决的技术问题是提供一种从酵母菌中提取虾青素和谷胱甘肽的方法。

本发明技术方案如下：

产虾青素和谷胱甘肽的酵母在发酵培养基中进行发酵培养，将发酵获得酵母发酵液离心洗涤后获得酵母细胞，热水浸提酵母细胞获得谷胱甘肽浸出液；谷胱甘肽浸出液经膜过滤除去大分子物质，减压浓缩后进行等电结晶或喷雾干燥制备粉末制剂；酵母细胞经干燥获得酵母粉，酒精萃取酵母粉，浓缩萃取液获得虾青素；所述酵母为红发夫酵母(Phaffia rhodozyma)CGMCC No 3788。

上述热水浸提操作中热水温度为80-100℃，浸提2-4次，每次浸提5-10分钟；

上述膜的截流分子量在500-1000Da的纳滤膜。

上述酒精萃取工艺中，酵母粉与酒精的料液比为1∶7-12；所述酒精为85-100％的乙醇溶液。

虾青素提取过程中，浓缩采用蒸馏浓缩方法。

本发明发酵产虾青素和谷胱甘肽的一个实施方案中，发酵培养基中碳源为葡萄糖，葡萄糖的浓度为25-40g/L；

本发明发酵产虾青素和谷胱甘肽的一个实施方案中，所述的发酵培养基中碳源为葡萄糖，氮源主要为玉米浆及少量无机氮源，如0.2-3.5g/L的玉米浆以及无机氮源，无机氮源可选择0.03-1g/L的硫酸铵和尿素；以及其他营养盐，如0.1-0.3g/L的KH₂PO_4，，0-0.2g/L的MgSO₄·7H₂O。

本发明发酵产虾青素和谷胱甘肽的一个实施方案中，发酵培养条件如下：搅拌转速120-180rpm，温度15-26℃，溶氧0.5％以上；发酵时间56-102小时。

本发明发酵产虾青素和谷胱甘肽的一个实施方案中，发酵过程中流加葡萄糖和氮源，发酵液中葡萄糖浓度控制在1.5％及以下，流加氮源为玉米浆及少量无机氮源，呼吸商在0.8-1.5；发酵培养16小时后1次或多次降低发酵液中葡萄糖浓度到0.02-0.5g/L。

本发明红发夫酵母菌株已经于2010年4月29日保藏于位于北京市朝阳区北辰西路1号院3号，(邮编100101)，中国普通微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No 3788。

有益效果：

本发明利用中性醇溶液进行高效虾青素萃取的工艺路线，避免了以往传统酸化破壁对产品质量和用途造成的不良影响；试验表明，本发明的提取工艺使虾青素的提取率可以达到85％以上，谷胱甘肽的提取率达到90％以上。