基于菌藻混合培养合成天然类胡萝卜素的工艺研究及转录组水平分析

为突破单菌培养在微生物类胡萝卜素生产中产率低的问题,采用5 L发酵罐等体积接种高活性粘红酵母和小球藻,研究菌藻混合培养工艺的可行性,进一步从转录水平分析混合体系特定时间的菌藻协同代谢分子机制。结果表明,混合培养可获得最大生物量、残糖利用率、类胡萝卜素产量分别为51.7 g/L、83.3%和29.8 mg/L,实验组类胡萝卜素产量比菌藻纯培养组分别提高了21.5%和77.2%,且混合培养可获得7种类胡萝卜素,提高了玉米黄质和虾青素的占比;发酵36 h时取样测定分析转录组数据发现,实验组与菌藻对照组对比分别获得85个和2858个差异表达基因,GO聚类和KEGG代谢通路分析表明,小球藻可通过强化光合作用和特定类胡萝卜素合成相关基因的上调,实现兼养和改变类胡萝卜素种类的占比。

基于光胁迫粘红酵母合成高值化类胡萝卜素发酵条件优化

以模拟日光照射为非生物环境胁迫条件,通过单因素试验和正交试验对粘红酵母(Rhodotorula glutinis)合成类胡萝卜素的发酵条件进行优化,研究光胁迫对粘红酵母生长和类胡萝卜素合成的影响。结果表明:光照强度为5000 Lux时,可显著提高粘红酵母生物量和类胡萝卜素产量;碳源对类胡萝卜素的合成影响最大,以甘油和葡萄糖最佳;最佳发酵条件为甘油质量浓度20 g/L、酵母粉质量浓度3.5 g/L、初始pH值5.0、培养温度25℃;5 L发酵罐培养144 h,生物量和类胡萝卜素产量分别达14.2 g/L和17.3 mg/L,比优化前分别提高了24.5%和21.0%;光胁迫在提高类胡萝卜素产量的同时,可有效提高高值化类胡萝卜素(红酵母红素和圆酵母素)在类胡萝卜素中的占比。