[发明专利]β-胡萝卜素高产菌种及其应用

说明书

本发明公开了一种解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)，该菌种的保藏号为CGMCC No.8940。所述解脂耶氏酵母CGMCC No.8940能够利用普通碳源和氮源，经发酵培养后，β‑胡萝卜素产量可达到4.5g/L，是高产β‑胡萝卜素的优良菌株，具有广泛的工业应用前景。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种β-胡萝卜素高产菌种及其应用。

背景技术

迄今为止，已报道了600多种类胡萝卜素，来源细菌、藻类、酵母和植物兼有，β-胡萝卜素是其中之一。β-胡萝卜素作为维生素A的前体之一，是联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会认定的A类全营养食品强化剂，同时已被世界上52个国家和地区批准使用，并被美国食品化学品添加剂典范(FCC)收载。此外，作为药物，β-胡萝卜素已被美国药典(USP)1990版、1995版，欧洲药典1997版，英国药典(BP)1998版正式收载，中国卫生部颁布标准也已收载本品，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本品(S.J.Chem.β-胡萝卜素国内市场分析,精细与专用化学品,2003,8:8-9)。

目前，全世界β-胡萝卜素的需求量每年以7％～9％的速度增长，美国的需求量近年以10％～15％的速度增长，全世界的β-胡萝卜素的年需求量1000t左右。2000年我国β-胡萝卜素产量中40％用于出口，国内消费60％，其中70％用于食品工业，20％用于保健品，10％用于药品生产，其中约75％是利用发酵法生产(S.J.Chem.β-胡萝卜素国内市场分析,精细与专用化学品,2003,8:8-9)。

β-胡萝卜素的分子式为C₄₀H₅₆，分子量为536.88，其有全反式、9-顺式和15-顺式3种结构。目前生产β-胡萝卜素的方法主要有天然物提取法、化学合成法和微生物发酵法。罗氏公司1954年最先使用化学合成法生产β-胡萝卜素，1972年BASF公司也开始使用化学合成法生产，天然β-胡萝卜素是反式和顺式的混合构型，而化学合成的则为全反式构型，并且随着时间的推移和研究深入，人们发现采用化学法合成的β-胡萝卜素由于不能完全被人体吸收，并对人体产生一定程度的毒副作用，长期服用还会对人体产生不可逆转的病变，因此化学合成的β-胡萝卜素在西方国家已被禁止用作食品添加剂。此外，β-胡萝卜素可以从胡萝卜、沙棘、番茄、马铃薯、枸杞和玉米等天然植物中提取，但是天然物中β-胡萝卜素含量很低，提取工艺复杂，成本高，产品纯度低，而且大量种植需要耗费很多的土地资源，种植周期较长。相对来讲，生物发酵法生产β-胡萝卜素则克服了以上两种方法的缺点，具有生产工艺简单、周期短、成本低、产品质量好等优点。

研究发现，细菌中如光合细菌(Rhodobacter sphaeroides)等，酵母如红发夫酵母(Xanthophyllomyces dendrorhous)，胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)、红酵母(Rhodotorula glutinis)、深红酵母(Rhodotorula rubra)等，霉菌如三孢布拉氏霉(Blakeslea trispro)，布拉克须霉(Phycomyces blakesleeanus)和卷枝毛霉(Mucorcircinelloides)等和藻类如杜氏藻(Dunaliella)等都可以合成并在胞内积累类胡萝卜素(张闯等.不同微生物生产类胡萝卜素的研究现状,2011,32(2):179-183)，总类胡萝卜素中均含有不同比例的β-胡萝卜素。

杜氏藻(Dunaliella)和三孢布拉氏霉(Blakeslea trispro)的发酵生产技术比较成熟，均已经进入工业化生产，其中三孢布拉氏霉(Blakeslea trispro)培养5天β-胡萝卜素产量可高达800～900mg/L，杜氏藻(Dunaliella)发酵β-胡萝卜素在干菌体中的含量可高达10％。但是三孢布拉氏霉由于霉菌的生殖方式等原因，其性状易发生衰退，藻类养殖条件要求苛刻，这些不足限制了其发展，所以寻求优良菌株变得尤为重要。

发明内容