基于硝酸铈调控红法夫酵母产虾青素的发酵优化

Fermentation Optimization of Astaxanthin Produced by Phaffia Rhodozyma Based on Cerium Nitrate Regulation

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摘要虾青素因其超强的抗氧化、抗癌等活性以及优良的着色能力,在食品、医药、饲料及化妆品等行业中具有广泛的应用前景.红法夫酵母展现出了生产天然虾青素的巨大潜力,而其代谢调控和发酵优化策略对虾青素的生产有着显著影响.文章以硝酸铈为化学诱导子对红法夫酵母产虾青素进行调控,并优化了培养基和发酵操作方式.结果表明,当摇瓶条件下硝酸铈在第12时添加的质量浓度为50 mg/L时,虾青素产量与初始对照相比提高了 34.92％,且硝酸铈介导的红法夫酵母胞内,活性氧质量分数及虾青素合成相关基因crtE、crtⅠ、crtYB和ast的基因表达均显著上调.同时,基于硝酸铈的调控作用,文章采用响应面方法对发酵培养基的3个主要成分葡萄糖、酵母浸粉、硝酸铈进行了优化,并发现当各元素质量浓度为葡萄糖24.1 g/L、酵母浸粉1.4 g/L、硝酸铈45.9 mg/L时,虾青素含量为1.244 mg/L,比初始对照提高了 50.11％.此外,还在5 L机械搅拌发酵罐中采用了分批-补料发酵操作方式.实验显示,虾青素产量高达13.28 mg/L,比分批发酵和初始对照分别提高了3.67 和 16.54 倍.