[发明专利]一种促进红曲菌液态发酵生产红曲黄色素的方法

说明书

本发明公开了一种促进红曲菌液态发酵生产红曲黄色素的方法，属于微生物发酵技术领域。本发明接种红曲菌种子培养液于液态培养基后，在30℃发酵6‑8d；其在发酵开始后的72h内向发酵培养液中加入表面活性剂，以促进红曲菌在生长过程中合成活性物质红曲黄色素。本发明通过这些有效的调控，可以提高红曲菌液态发酵红曲黄色素的生物合成能力；仅通过较低的附加投入，就可以提高发酵合成高附加值目标产物的浓度，方便实用，且具有重大的经济效益。

技术领域

本发明涉及一种促进红曲菌液态发酵生产红曲黄色素的方法，属于微生物发酵技术领域。

背景技术

目前，微生物发酵法和植物抽提法为生产天然黄色素的两种主要方法。植物来源的天然黄色素如：栀子黄色素、红花黄色素、姜黄色素、玉米黄色素、桔皮黄色素、南瓜黄色素等，这些植物来源的色素在生产过程中面临各方面的局限性，一方面抽提过程中要采用有机试剂，成本较高，产量及应用受限，另一方面其季节性很强，其生产在季节的影响下会导致设备的利用率低下，造成资源浪费。相反，利用微生物发酵法生产天然黄色素基本安全无毒，具有十分广阔的发展前景。

为提高红曲黄色素生产水平，国内外文献报道的论文或专利关注的重点主要集中在高产红曲菌种的诱变筛选方面，但收效不大。例如泰国Yongsmith的科研团队从20世纪90年代以来通过诱变选育到了单产黄色素的红曲菌，应用于液态发酵和固态发酵生产红曲黄色素。该菌株生产的红曲黄色素的最大吸收峰对应的波长是370nm。但液态发酵法黄色素生产水平非常低，至今尚未实现工业化生产。该菌固态发酵12天生产的红曲黄(米)色价达到2224.63U/gdw，虽然色素生产水平较高，但发酵时间过长。国内周波等人通过诱变选育出了红曲黄色素产生菌，该菌株生产的红曲黄色素的最大吸收峰对应的波长是410nm，液态发酵7天的发酵液黄色素色价值仅达110U/mL。以上几例由于发酵色素浓度偏低，发酵时间偏长，均不符合工业化生产的要求。

本实验室在发明专利“一种偶联原位萃取发酵红曲黄色素的双液相发酵方法”(专利号201410116854)中，通过设计合理的碳氮源组分、控制培养基中游离氨基酸的含量以及双液相发酵体系，将合成的红曲黄色素迅速富集到脂溶性溶剂中(所述脂溶性溶剂主要指甘油酯类物质)，从而大大提高红曲黄色素的生产效率。但是在实际生产过程中，发现仍然有产物抑制的现象，胞内色素的分泌仍然会受到限制，因此有必要使得黄色素产量得以进一步提高。

发明内容

目前红曲菌发酵产红曲黄色素的合成途径仍然没有得到深入的研究，采用普通的液态发酵培养基成分，很难达到高产红曲黄色素的目的。在原位萃取发酵的基础上，产物抑制得到一部分的解除，同时传质以及传氧得以部分的提高，但是仍有进一步提高红曲黄色素产量的必要。本发明通过添加表面活性剂的方法，增大细胞膜的通透性，在解除底物抑制的同时增加细胞内的传质、氧传递系数。该方法操作简单，不增加额外的人工和设备，仅通过较低的附加投入，就可以提高目标产物的合成浓度，因而具有重大的经济效益。

本发明提供了一种促进红曲菌液态发酵生产红曲黄色素的方法，所述方法是在红曲菌的液态发酵初始或者发酵过程中加入表面活性剂。

在一种实施方式中，所述红曲菌是能够产红曲黄色素的红曲菌。

在一种实施方式中，所述表面活性剂为Span系列、Tween系列、Triton X-100、PEG系列或者皂角。所述表面活性剂有解除产物抑制以及提高溶氧的作用，可以大幅提高红曲菌对黄色素的合成能力和产率。

在一种实施方式中，所述表面活性剂为Span-80、Tween-20、Triton X-100、PEG中的任意一种。

在一种实施方式中，所述表面活性剂的添加量为0.1g/L-15g/L。

在一种实施方式中，所述表面活性剂的添加时机为液态发酵培养开始后0～96h内。

在一种实施方式中，所述表面活性剂的添加时机为液态发酵培养开始后24～96h内。