[发明专利]一株锁掷酵母在生产类胡萝卜素和胞外多糖中的应用

说明书

本发明公开了一株锁掷酵母在生产类胡萝卜素和胞外多糖中的应用，属于微生物及微生物发酵领域。本发明选取了从食醋中筛选得到的一株锁掷酵母作为发酵菌株，用于生产类胡萝卜素和胞外多糖，将此锁掷酵母菌株通过高密度发酵培养，菌体细胞72‑86h可以达到＞80g/L，类胡萝卜素含量可达菌体干重的900ug/g。同时通过调节培养基组分，可以获得7.9‑11.4g/L的胞外多糖，此胞外多糖为磷酸二酯多糖，该多糖可显著地增强免疫的作用，显著提升了发酵过程的附加值。本发明的菌株培养条件粗放，营养要求低，类胡萝卜素产率高，其副产物胞外多糖也具备生产应用价值，具备良好的工业化应用前景。

技术领域

本发明涉及一株锁掷酵母在生产类胡萝卜素和胞外多糖中的应用，属于微生物及微生物发酵领域。

背景技术

微生物类胡萝卜素是酵母、藻类、霉菌和细菌等产油微生物储存在细胞内的类胡萝卜素。微生物类胡萝卜素的特点和优势主要体现在：与植物来源的类胡萝卜素产品相比，微生物类胡萝卜素不会与粮食生产竞争，且不占用大量耕地；基本不受全球气候和植物生长季节条件等自然条件变化的影响；使用微生物进行类胡萝卜素生产的周期更短；微生物利用工业废料或其他廉价原料用作碳源；微生物可以通过代谢工程的方法对其细胞进行修饰，用于富集特定的脂肪酸，减少所需的化学合成步骤^[1]。目前对微生物类胡萝卜素在食用类胡萝卜素方面的开发应用主要集中在利用微生物来生产高附加值的功能性类胡萝卜素，例如采用寇氏隐甲藻(Crypthecodiniumcohnii)、裂壶藻(Schizochytrium sp.)和吾肯氏壶藻(Ulkenia sp.)菌生产DHA，采用高山被孢霉(Mortierellaalpina)生产ARA。对采用酵母菌进行功能性类胡萝卜素的生产还较少，产油酵母。酵母被广泛的认为是最适合用于生产微生物类胡萝卜素的一类菌种，目前研究最多的类胡萝卜素酵母有解脂耶氏酵母(Yarrowialipolytica)、粘红酵母 (Rhodotorulaglutinis)、隐球酵母(Cryptococcuscurvatus)、斯达氏类胡萝卜素酵母 (Lipomycesstarkeyi)等。类胡萝卜素酵母受菌种和培养条件的影响，不同产油酵母利用葡萄糖作为碳源进行补料分批发酵时的产油能力不尽相同，类胡萝卜素产量在5-800ug·L^-1，而胞内类胡萝卜素含量也不等，类胡萝卜素对葡萄糖的转化率不高。

此外，微生物胞外多糖是许多学科的研究目标，目前主要关注其生产工艺的优化，阐明其生物学的功能，确定其生物合成途径以及基于产品特性的应用开发。目前研究已经表明微生物胞外多糖的结构具有显著的多样性，但仅对其中的少量产品进行了工业发展潜力的研究，如黄原胶和葡聚糖等^[3,4]。与其他天然来源的多糖相比，已经工业化的微生物多外多糖具有更短生产周期和更便捷的提取方法，并且微生物多外多糖的生产过程是在发酵罐中进行的，不会与其他粮食和作物竞争其生产的土地,而且它们还可以充分利用其他农业的废弃物资源作为其生产的原料。此外，胞外多糖由于其独特的结构和理化性质，使其广泛应用在食品、生物材料、水性体系的流变改性剂和医疗等方面。能生产胞外多糖的真菌包括金黄色葡萄球菌 (Aureobasidium)念珠菌(Candida)和隐球菌(Cryptococcus)等菌属。真菌生产的胞外多糖大多为同多糖，但杂多糖也很常见。此类聚合物单独或与其他糖类(例如半乳糖、木糖)组合成含有D-甘露糖、糖醛酸和非糖取代基的生物多糖(Xu Y,Guo Y,DuanS,et al.Effects of ultrasound irradiation on the characterization andbioactivities of the polysaccharide from blackcurrant fruits[J]. UltrasonicsSonochemistry,2018,49:206-214.)。尽管研究了真菌胞外多糖中的化学结构，并报道了其生物学活性，但是仍未对其进行深入研究。