[发明专利]一种固定化红曲霉发酵过程中色素增产的方法

说明书

本发明提供了一种固定化红曲霉发酵过程中色素增产的方法。该方法主要应用于固定化菌株发酵领域。将海藻酸钠与羧甲基纤维素钠进行复配后对红曲霉孢子进行包埋，接种量为2%（v/v），控制初始发酵液的pH为6~8，并在初始发酵液中添加0.1ωt.%的表面活性剂，30℃、200r/min发酵6天。此方法相比于单纯地用海藻酸钠微胶囊固定化红曲霉发酵，色素产量更高，色素由囊内向囊外的渗透效果越好。

技术领域

本发明属于固定化发酵领域，具体涉及一种固定化红曲霉发酵过程中色素增产的方法。

背景技术

红曲色素是红曲霉产生的次级代谢产物，具有着色、防腐、抗氧化等功效。

因海藻酸钠的生物相容性好、不易被细胞降解而使得海藻酸钠微胶囊固定化细胞发酵技术得以推广。用海藻酸钠包埋红曲霉形成微胶囊进行发酵有较多瓶颈之处，红曲色素的渗透率低就是其中之一，过半红曲色素富集于囊外难以渗透至囊外，从而导致发酵液中色素产量偏低。目前解决渗透率低的方法主要集中于微胶囊制备材料的创新上，但制备新型的微胶囊需要多次盲目地尝试与摸索，成功率低、耗时长。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术不足，提供一种固定化红曲霉发酵过程中色素增产的方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

将羧甲基纤维素钠与海藻酸钠复配后，对红曲霉孢子液进行包埋，包埋后加入发酵液进行发酵，接种量为2%（v/v），控制初始发酵液的pH为6~8，并在初始发酵液中添加0.1ωt.%的表面活性剂，30℃、200r/min发酵6天。

包埋方法为：将4mL的3ωt.%海藻酸钠溶液、1mL的3ωt.%羧甲基纤维素钠溶液、0.5mL红曲霉孢子液、4.5mL去离子水混合后，用1mL移液枪将其逐滴滴入250mL的1.5ωt.%无水二氯化钙溶液中固定化1h，固定化结束后，过滤出微胶囊，用去离子水淋洗2次。上述海藻酸钠溶液、羧甲基纤维素钠溶液、去离子水、钙离子溶液均为灭菌后的溶液，整个操作均在无菌超净台中进行。

红曲霉孢子液的制备方法为：在PDA平板中添加5mL生理盐水，用勺子或接种铲将红曲霉孢子轻轻刮下，经过八层纱布过滤掉菌丝体，形成10⁶CFU/mL的红曲霉孢子液。

发酵液的配置方法为：味精22.33g/L、硫酸铵9.72g/L、葡萄糖22.50g/L、磷酸二氢钾9.00g/L、一水合硫酸锰0.21 g/L、七水合硫酸镁2.1 g/L。配置时，为避免美拉德反应，葡萄糖需另外配置，再在超净台中加入，使最终的浓度为上述设定的浓度。灭菌前，葡萄糖糖溶液和其他物质的混合液均需用3mol/L的氢氧化钠调pH至7，混合均匀后在上述混合液中添加终浓度0.1ωt.%的表面活性剂。所选用的表面活性剂为：大豆卵磷脂、曲拉通X-100、吐温-80中的一种。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

（1）使用羧甲基纤维素钠与海藻酸钠进行复配后制备微胶囊，羧甲基纤维素钠可被红曲霉分泌的胞外淀粉酶和胞外纤维素酶降解，降解后海藻酸钠微胶囊的空间网络结构空隙增大，同时羧甲基纤维素钠的降解底物可被菌株利用；

（2）利用pH和表面活性剂的调控来改变发酵液的性质，一方面使红曲色素在发酵液中的溶解性增大，另一方面中性酸碱度环境及表面活性剂的种类和浓度不损伤细胞；

（3）红曲色素的醇溶性大于水溶性，当囊内红曲色素含量降低时，囊内溶液的水溶性增大，更利于红曲色素由囊外向囊外渗透。

附图说明

图1为不同pH条件下红曲色素由海藻酸钠微胶囊囊内往囊外渗透情况。

图2为红曲霉对不同pH的耐受性。

图3为不同表面活性剂对红曲色素由海藻酸钠微胶囊囊内往囊外渗透情况。