[发明专利]一种培养耐辐射奇球菌生产天然类胡萝卜素的方法

说明书

技术领域

本发明属发酵技术领域，涉及一种利用豆制品黄浆水培养耐辐射奇球菌发酵生产天然类胡萝卜素的方法。

背景技术

豆腐是源于中国的传统功能性食品，黄浆水是豆腐等豆制品制作过程中形成的副产物。据研究，黄浆水中固形物的含量在l％以上，其中蛋白质含量约为0.3％、脂肪含量约为0.08％、还原糖含量为0.15％左右，此外，还含有大豆异黄酮、大豆皂苷等多种功能性成分。但是大多数豆制品企业在加工过程中将大量的黄浆水直接排放入下水道、江河，不仅没有充分利用其营养价值，形成了一种浪费，而且将其直接排放，对环境造成了严重污染，不利于环境保护。 

类胡萝卜素是一类脂溶性色素，被广泛应用于食品、化妆品和饲料添加剂中。近年来研究证明，类胡萝卜素不仅有很高的营养价值，而且具有保健功效，具有较高的抗氧化能力，防治血管硬化、抗衰老及抑制癌细胞生长作用。目前，大部分企业使用的类胡萝卜素大多是化学合成产品，合成技术复杂、在合成的产品中少量成分有毒，有致染色体畸变作用，而天然类胡萝卜素则不存在这方面的问题。目前利用发酵法生产天然类胡萝卜素的微生物有霉菌、细菌和酵母菌等。耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans，DR)是非致病的革兰氏阳性微球菌，是迄今为止发现的对电离辐射、紫外线、干燥、强氧化剂和一些化学诱变剂耐受性最强的一类细菌，这种菌具有抗氧化能力的主要原因之一是其能合成一种特有的类胡萝卜素—Deinoxanthin，且含量积累高，其抗氧化活性高于β-类胡萝卜素、番茄红素和虾青素。因此，利用耐辐射奇球菌进行发酵生产天然类胡萝卜素的开发利用具有重要的应用价值。

发明内容

本发明目的是提供一种耐辐射奇球菌生产天然类胡萝卜素的方法，该方法是针对豆制品制作副产物黄浆水的大量浪费，污染环境以及耐辐射奇球菌特有高抗氧化能力新型类胡萝卜素Deinoxanthin的开发利用，提供的一种能够实现黄浆水的废物综合利用，生产工艺流程简单、生产成本低廉、容易操作的利用黄浆水培养耐辐射奇球菌生产天然类胡萝卜素的方法，所用菌株为耐辐射奇球菌R1，来源于美国典型物保藏中心，保藏号：ATCC No.13939。

本发明方法通过以下技术方案实现：

（1）黄浆水的收集、除杂：将豆腐等豆制品制作过程中的黄浆水收集后，使用多层纱布过滤或进行离心除去其中的杂质、固形物；

（2）黄浆水的pH调整：黄浆水自身酸性强，调整黄浆水的pH值到6.8—7.3之间；

（3）添加培养物、灭菌：将上述（2）中黄浆水添加质量体积百分浓度为0.5-1%的葡萄糖、0.1%硫酸镁，采用高温高压灭菌法（121℃，30分钟）灭菌后灌装到发酵瓶中作为黄浆水培养基（Soy whey containing glucose,简写SWG）发酵培养；

（4）菌种的活化、种子培养：将耐辐射奇球菌R1划线接种于种子培养基TGY（0.5%蛋白胨tryptone、0.1%葡萄糖glucose、0.3%酵母提取物yeast extract、1.5%琼脂）固体培养基上，28℃中培养36h，挑取单菌落接种于液体种子培养基TGY（不含琼脂）中，30℃，220rpm/min培养至对数生长期，其OD₆₀₀值1.0；所用菌株为耐辐射奇球菌R1，来源于美国典型物保藏中心，保藏号：ATCC No.13939；

（5）发酵培养：将上述（4）中活化的液体种子接入上述（3）中以黄浆水配制成的培养基（SWG）进行发酵培养，30-32℃培养48h，至菌群稳定期，其OD₆₀₀值8.0-8.5；

（6）菌体细胞破壁：取出（5）中菌体发酵液离心去上清，收集沉淀菌体，水洗湿菌体除去残留发酵液，之后加入物料体积比1：3的1.3M盐酸，100℃沸水中加热2min后迅速冷却进行破壁，之后离心，沉淀菌体细胞水洗2次离心去上清，除去残留盐酸，收集菌体细胞；破壁剂盐酸离心收集后可回收重复使用；

（7）类胡萝卜素萃取：在（6）中的菌体细胞中加入物料质量/体积比为1：5的预冷有机溶剂乙醇，冰浴下5min萃取类胡萝卜素，离心收集上清，提取3次至菌体变白；

（8）类胡萝卜素干品制备：将（7）中的类胡萝卜素提取液于真空离心浓缩干燥，干粉即为类胡萝卜素干品。