一种虾青素溶液的制备方法和提高虾青素产量的生产方法

本申请是申请日为2019年10月31日、申请号为201911052640.6、发明名称为《一种提高虾青素产量的生产方法》的分案申请。

技术领域

本发明涉及虾青素技术领域，具体涉及一种虾青素溶液的制备方法和提高虾青素产量的生产方法。

背景技术

虾青素(astaxanthin)，又名虾红素，是一种极具开发潜力的营养色素和抗氧化剂，具有强抗氧化、抗衰老、抗病毒、抗机体着色、抗癌等许多重要的生物学功能，在食品、医药、化妆品、水产养殖、畜禽养殖、化工等行业具有广阔的应用前景。

虾青素的生产方法可分为化学合成和生物合成。目前，化学合成虾青素工艺成熟，成本低，但与天然虾青素相比，化学合成的虾青素生物活性较低。法夫酵母因显著的虾青素合成能力而备受关注，是天然虾青素的重要来源。相关技术中，有通过高产法夫酵母菌株的选育、虾青素发酵条件的优化、虾青素提取工艺的优化来提高虾青素的产量。但，目前由法夫酵母培养获得虾青素的产率还不高，不适应工业化的需求。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提供一种虾青素溶液的制备方法和提高虾青素产量的生产方法。利用该制备方法方法制备的虾青素溶液离心提取后测得虾青素含量为812.7g/g，该方法可使红法夫酵母的破壁效率达90％，可提高虾青素含量。

为此，在本发明的一方面，本发明提出了一种虾青素溶液的制备方法，包括以下步骤：

取红法夫酵母菌发酵液恒温水浴后加入(1→3)-β-D-葡聚糖酶进行酶解后，沸水浴灭活酶，离心，取上清液，获得红法夫酵母菌虾青素溶液；所述恒温水浴的温度为75℃，所述恒温水浴的时间为5h；

所述(1→3)-β-D-葡聚糖酶的酶活浓度为0.15U/mL，所述酶解的时间为0.5h。

优选的，所述红法夫酵母菌发酵液的量为5mL。

优选的，所述红法夫酵母菌发酵液的制备包括如下步骤：

制备红法夫酵母发酵液，取1环红法夫酵母菌苔接种于含30mL种子培养基的250mL三角瓶中，20℃、160r/min培养48h；再将摇瓶种以10％的接种量接入装有含30mL发酵培养基的250mL三角瓶中，20℃、160r/min培养72h以获得所述红发夫酵母发酵液；

所述发酵培养基组成成分包括混合碳源30g/L、混合氮源7g/L、MgSO

优选的，所述红法夫酵母菌发酵液与(1→3)-β-D-葡聚糖酶的体积比为5:1。

优选的，所述离心为：10000r/min离心10min。

本发明还提供了一种提高虾青素产量的生产方法，包括以下步骤：

(1)取红法夫酵母菌发酵液于75℃恒温水浴中5h后，加入酶活浓度0.15U/mL的(1→3)-β-D-葡聚糖酶酶解0.5h，沸水浴灭活酶，离心，取上清液；

(2)向所述上清液中加入3mL 3mol/L HCl，沸水浴处理3min，冷却，离心分离洗涤两次，再添加5mL甲醇振荡提取1min，离心，取上清液，即获得虾青素。

本发明还提供了上述技术方案在提高虾青素产量中的应用。

根据本发明的一种虾青素溶液的制备方法和提高虾青素产量的生产方法，通过(1→3)-β-D-葡聚糖酶对红法夫酵母菌进行破壁处理。实施例结果表明：实施例4的未破壁情况下，每克红发夫酵母中所含的虾青素为903微克，即903μg/g。实施例2的在添加(1→3)-β-D-葡聚糖酶破壁组中，测得虾青素含量为812.7g/g，破壁效率达90％，本发明方法能够有效实现规模化生产破壁红法夫酵母产品和虾青素产品，提高虾青素的产量。

另外，根据本发明上述实施例提出的一种提高虾青素产量的生产方法，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的实施例，所述步骤(1)还包括：

制备培养基，培养基组成成分包括混合碳源30g/L、混合氮源7g/L、MgSO

制备红法夫酵母发酵液，取1环红法夫酵母菌苔接种于含30mL种子培养基的250mL三角瓶中，20℃、160r/min培养48h；再将摇瓶种以10％的接种量接入装有含30mL发酵培养基的250mL三角瓶中，20℃、160r/min培养72h以获得所述红发夫酵母发酵液。

根据本发明的实施例，所述步骤(1)中，红法夫酵母菌发酵液与(1→3)-β-D-葡聚糖酶的体积比为5:1。

根据本发明的实施例，所述步骤(1)中，离心为：10000r/min离心10min。

根据本发明的实施例，在步骤(2)之后，还包括高效液相色谱分析的步骤，所述高效液相色谱分析的色谱条件为：柱温：30℃；流动相：乙睛:甲醇＝1:9(V/V)；检测波长：474nm；进样量：10μL；流速：1.0mL/min；色谱柱为：AgilentZORBAX-C18150×4.6mm。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的技术方案。应理解，本发明提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤；还应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。

为了更好的理解上述技术方案，下面更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明采用的试材皆为普通市售品，皆可于市场购得。

本发明提出了一种提高虾青素产量的生产方法，包括以下步骤：

(1)取红法夫酵母菌发酵液于75℃恒温水浴中5h后，加入酶活浓度0.15U/mL的(1→3)-β-D-葡聚糖酶酶解0.5h，沸水浴灭活酶，离心，取上清液。其中，红法夫酵母菌发酵液是采用如下方法制备：取1环红法夫酵母菌苔接种于含30mL种子培养基的250mL三角瓶中，20℃、160r/min培养48h；再将摇瓶种以10％的接种量接入装有含30mL发酵培养基的250mL三角瓶中，20℃、160r/min培养72h以获得所述红发夫酵母发酵液。其中，培养基组成成分包括混合碳源30g/L、混合氮源7g/L、MgSO

(2)向所述上清液中加入3mL 3mol/L HCl，沸水浴处理3min，冷却，离心分离洗涤两次，再添加5mL甲醇振荡提取1min，离心，取上清液，即获得虾青素。

根据本发明的一种提高虾青素产量的生产方法，通过(1→3)-β-D-葡聚糖酶对红法夫酵母菌进行破壁处理，破壁效率可达到90％，能够有效实现规模化生产破壁红法夫酵母产品和虾青素产品，提高虾青素的产量。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例1

制备培养基，培养基组成成分包括混合碳源30g/L、混合氮源7g/L、MgSO

制备红法夫酵母发酵液，取1环红法夫酵母菌(购买于北纳生物科技有限公司)苔接种于含30mL种子培养基(上述培养基的组分)的250mL三角瓶中，20℃、160r/min培养48h；再将摇瓶种以10％的接种量接入装有含30mL发酵培养基(上述培养基的组分)的250mL三角瓶中，20℃、160r/min培养72h以获得所述红发夫酵母发酵液。

实施例2

提取虾青素：

取5mL实施例1获得的红法夫酵母菌发酵液于75℃恒温水浴中5h后，加入1mL酶活浓度0.15U/mL的(1→3)-β-D-葡聚糖酶(购买于上海鼓臣生物技术有限公司)溶液酶解0.5h，反应结束后沸水浴终止反应，10000r/min离心10min，取上清液。

向所述上清液中加入3mL 3mol/L HCl，沸水浴处理3min，迅速冷却，离心分离洗涤两次，再添加5mL甲醇振荡提取1min，离心，取上清液，即获得虾青素。

实施例3

提取虾青素：

取5mL实施例1获得的红法夫酵母菌发酵液，加入3mL 3mol/L HCl，沸水浴处理3min，迅速冷却，离心分离洗涤两次，再添加5mL甲醇振荡提取1min，离心，取上清液，即获得虾青素。

实施例4

提取虾青素：

取5mL实施例1获得的红法夫酵母菌发酵液，10000r/min离心10min，取上清液。

向所述上清液中加入3mL 3mol/L HCl，沸水浴处理3min，迅速冷却，离心分离洗涤两次，再添加5mL甲醇振荡提取1min，离心，取上清液，即获得虾青素。

实施例5

对实施例2～4获得的虾青素进行高效液相色谱HPLC分析，所述高效液相色谱分析的色谱条件为：柱温：30℃；流动相：乙睛:甲醇＝1:9(V/V)；检测波长：474nm；进样量：10μL；流速：1.0mL/min；色谱柱为：Agilent ZORBAX-C18 150×4.6mm。

结果：

实施例4的未破壁情况下，每克红发夫酵母中所含的虾青素为903微克，即903μg/g。实施例3的在未添加(1→3)-β-D-葡聚糖酶破壁组中，测得虾青素含量为10μg/g。实施例2的在添加(1→3)-β-D-葡聚糖酶破壁组中，测得虾青素含量为812.7g/g，破壁效率达90％；其中，破壁效率＝(酶解破壁测得虾青素含量/未破壁情况下每克红发夫酵母中所含的虾青素)×100％；

综上，本发明利用(1→3)-β-D-葡聚糖酶对红法夫酵母菌进行破壁处理，破壁效率可达到90％，能够有效实现规模化生产破壁红法夫酵母产品和虾青素产品，提高虾青素的产量。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。