一种天然β-胡萝卜素发酵生产工艺

技术领域

本发明涉及到微生物深层发酵技术领域，尤其涉及一种天然β-胡萝卜素发酵生产工艺。

背景技术

β-胡萝卜素是类胡萝卜素的一种。在自然界中，它主要以全反式结构存在，并有11个碳碳共轭的双键。正是基于这种特殊的结构，β-胡萝卜素具有淬灭单线态氧、捕获自由基、诱导细胞间信息传递等卓越的生理功能，并具有防癌、抗癌、防治心血管疾病等功效。近年来，β-胡萝卜素的制备工艺，特别是发酵法生产，受到研究人员的重视。

然而现有的β-胡萝卜素在生产发酵时，由于发酵条件以及提取工艺均未得到合理把控，导致β-胡萝卜素生产效率较为低下，同时纯度也较低，此外，现有的β-胡萝卜素在生产发酵容易产生废水，且发酵后的渣液一般不可重复利用，导致β-胡萝卜素的生产工艺不够经济环保。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种天然β-胡萝卜素发酵生产工艺。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种天然β-胡萝卜素发酵生产工艺，它包括以下步骤：

步骤1：准备一定量的三孢布拉氏霉菌和发酵培养基；

步骤2：将三孢布拉氏霉菌活化后接种在发酵培养基中，并控制培养条件，得到发酵液；

步骤3：向发酵液加入β胡萝卜素菌油，再经过乙醇提取后反复洗涤，得到β胡萝卜素溶液；

步骤4：调整β胡萝卜素溶液的PH，并采用硅分子筛过滤技术进行提纯，便可得到由β-胡萝卜素经过深加工氧化而得到角黄素；

步骤5：产品经冷冻干燥检验合格后，即可进行真空包装出厂。

进一步的，所述步骤1中发酵培养基的成分配比如下：玉米淀粉30g/L、葡萄糖10g/L、黄豆饼粉10g/L、大豆蛋白20g/L、玉米浆20g/L、棉籽油50ml/L、磷酸二氢钾1g/L、硫酸镁0.25g/L、V_(B1)0.5mg/L，研究表面该种成分配比为三孢布拉氏霉菌发酵的最佳成分配比，能够显著提高三孢布拉氏霉菌的培养速度。

进一步的，所述步骤2中的培养条件为：28℃、250转/分、装液量50ml/250ml、pH6.7、接种量20％、正负菌接种比例1：10，研究表明该中培养条件下三孢布拉氏霉菌的发酵效率最高，能够显著提高β胡萝卜素的生产效率。

进一步的，所述步骤4中经硅分子筛过滤技术提纯后的β-胡萝卜素纯度高达96％，确保了β胡萝卜素的生产质量。

进一步的，所述步骤3中在对β-胡萝卜素进行提取时没有废水排出，且所述步骤4中分离提纯后的渣液可作为优良的饲料添加剂、L－赖胺酸，出售给饲料生产企业，使得β胡萝卜素的生产过程中不会产生污染，并且能够实现废料的重复利用，经济环保。

进一步的，研究表明：复合前体物添加可以将β胡萝卜素产率提高2.4倍；煤油、trinton-X100对菌体中β胡萝卜素量影响较小，sPan-20可以提高β胡萝卜素的产量，其中添加sPan-20可使β胡萝卜素产量提高2-3倍；研究发现提高搅拌可以使菌丝粗壮，玉米淀粉有利于菌丝分散，添加煤油、trinton-X 100时形成较大的菌丝球，不利于物质的传递，细胞合成β胡萝卜素的能力受限制；而添加sPan-20则形成分散型菌丝体，有利于氧及营养物质的传递，促进了β胡萝卜素的合成。

本发明的有益效果在于：

1、本发明通过合理控制孢布拉氏霉菌的发酵条件以及β胡萝卜素的提取工艺，不仅有效提高了β胡萝卜素的生产效率，而且确保了β胡萝卜素的纯度，使得β胡萝卜素的营养价值更高，效用更好；

2、本发明通过严格控制β胡萝卜素发酵后的提取工艺，不仅有效避免了生产废水的排出，而且实现提取后渣液的重复利用，使得该工艺更加的经济环保。

具体实施方式

一种天然β-胡萝卜素发酵生产工艺，它包括以下步骤：

步骤1：准备一定量的三孢布拉氏霉菌和发酵培养基；

步骤2：将三孢布拉氏霉菌活化后接种在发酵培养基中，并控制培养条件，得到发酵液；

步骤3：向发酵液加入β胡萝卜素菌油，再经过乙醇提取后反复洗涤，得到β胡萝卜素溶液；

步骤4：调整β胡萝卜素溶液的PH，并采用硅分子筛过滤技术进行提纯，便可得到由β-胡萝卜素经过深加工氧化而得到角黄素；

步骤5：产品经冷冻干燥检验合格后，即可进行真空包装出厂。

本实施例中，所述步骤1中发酵培养基的成分配比如下：玉米淀粉30g/L、葡萄糖10g/L、黄豆饼粉10g/L、大豆蛋白20g/L、玉米浆20g/L、棉籽油50ml/L、磷酸二氢钾1g/L、硫酸镁0.25g/L、V_(B1)0.5mg/L，研究表面该种成分配比为三孢布拉氏霉菌发酵的最佳成分配比，能够显著提高三孢布拉氏霉菌的培养速度。

本实施例中，所述步骤2中的培养条件为：28℃、250转/分、装液量50ml/250ml、pH6.7、接种量20％、正负菌接种比例1：10，研究表明该中培养条件下三孢布拉氏霉菌的发酵效率最高，能够显著提高β胡萝卜素的生产效率。

本实施例中，所述步骤4中经硅分子筛过滤技术提纯后的β-胡萝卜素纯度高达96％，确保了β胡萝卜素的生产质量。

本实施例中，所述步骤3中在对β-胡萝卜素进行提取时没有废水排出，且所述步骤4中分离提纯后的渣液可作为优良的饲料添加剂、L－赖胺酸，出售给饲料生产企业，使得β胡萝卜素的生产过程中不会产生污染，并且能够实现废料的重复利用，经济环保。

本实施例中，研究表明：复合前体物添加可以将β胡萝卜素产率提高2.4倍；煤油、trinton-X100对菌体中β胡萝卜素量影响较小，sPan-20可以提高β胡萝卜素的产量，其中添加sPan-20可使β胡萝卜素产量提高2-3倍；研究发现提高搅拌可以使菌丝粗壮，玉米淀粉有利于菌丝分散，添加煤油、trinton-X100时形成较大的菌丝球，不利于物质的传递，细胞合成β胡萝卜素的能力受限制；而添加sPan-20则形成分散型菌丝体，有利于氧及营养物质的传递，促进了β胡萝卜素的合成。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。