粗糙脉孢菌高产番茄红素促进剂的筛选、优化及抗氧化活性的研究

摘要

番茄红素属于类胡萝卜素中的一种，它是存在于天然植物中的色素。现在学术已研究证实：番茄红素拥有多种生理学作用：抗氧化、清除自由基、抗癌、增强免疫、延缓衰老、保护皮肤等作用，广泛应用于食品、医药和化妆品等众多领域。
　　1.本文探讨了微生物发酵制得的色素提取液测定番茄红素的方法，选择C-18柱来测定番茄红素的总量；紫外检测波长为472 nm；流速为1.0 mL/min；柱温为28℃；进样量为10μL；流动相乙腈-二氯甲烷的混合比例(V/V)为60:40此时可最好的检测出色素提取液中的番茄红素。对番茄红素标准品检测后，得到番茄红素保留时间为t=3.110，其标准曲线为y=24.602x-30.721(R2=0.9956)。用标准品加入色素提取液测其浓度计算可得回收率为95％-105%之间，故标准品实验结果可信。
　　2.以微生物细胞内生物合成番茄红素途径为机理，在发酵过程中添加发酵促进剂，这些发酵促进剂均可通过代谢调控使粗糙脉孢菌高产番茄红素。以添加时间、添加量为自变量，以菌丝和孢子的生物量、番茄红素含量和番茄红素产量为因变量进行单因素实验，从柠檬酸、青霉素、烟草水提物、BHT和TH筛选出具有显著影响的四种物质。再通过响应面设计法优化青霉素、烟草水提物、BHT和TH4个因素的对产物产量的影响，从响应面值可以知道四种物质对粗糙脉孢菌发酵产番茄红素量的影响程度为：烟草水提物＞TH＞青霉素＞BHT，最佳发酵助剂组成比例为：青霉素1.2 mg/L、烟草水提物102 mg/L、BHT3.8 mg/L、TH1.01 mg/L，在此条件下，由响应面模拟预测番茄红素总产量最高为13.59 mg/L。在验证试验中，得到番茄红素总产量为13.50±0.65 mg/L，此值与响应面结果所得的预测值相差不多。此培养方法为微生物发酵法提供相应工艺。
　　3.本文采用有机溶剂结合超声破碎法提取菌体细胞中的番茄红素，超声破碎菌体后选用丙酮和乙酸乙酯溶剂提取番茄红素，单因素试验表明番茄红素在浸提温度65℃，浸提时间2.5 h，溶剂配比1:2(乙酸乙酯:丙酮，V/V)的条件下，番茄红素的得率最高。响应面实验进一步确定了番茄红素的提取条件：番茄红素在浸提温度为66.66℃，浸提时间2.51 h，溶剂配比0.64(乙酸乙酯:丙酮，V/V)的条件下得率最高。
　　4.由粗糙脉孢菌发酵得到番茄红素粗提物、β-胡萝卜素标品、VC、VE的DPPH·自由基清除能力顺序为：β-胡萝卜素＞VC＞番茄红素粗提物＞VE；超氧阴离子自由基O2－?清除能力顺序为：番茄红素粗提物＞β-胡萝卜素＞VC＞VE；羟基自由基?OH清除能力顺序为：β-胡萝卜素＞番茄红素粗提物＞VC＞VE；总抗氧化能力的顺序为：β-胡萝卜素＞VC＞番茄红素粗提物＞VE。粗糙脉孢菌发酵所得的番茄红素粗提物具有较强的清除自由基和抗氧化能力。并且色素粗提物与抗氧化能力具有明显的剂量一效应关系。