光合细菌中番茄红素的研究
番茄红素研究综诉
番茄红素研究综诉摘要：番茄红素是一类重要的类胡萝卜素，在类胡萝卜素中抗氧化能力最强。
虽缺乏前维生素A的活性，但具有强抗氧化能力，能有效降低癌症、心血管病等多种疾病的发病率。
目前很多研究表明，番茄红素具有优越的抗氧化及肿瘤预防作用，具有很大的开发价值。
本文就番茄红素性质、分布与吸收、抗氧化和抗肿瘤作用进行综诉。
关键词：番茄红素、抗氧化、抗肿瘤、自由基、类胡萝卜素。
引言：番茄红素是类胡萝卜素中的一种，主要存在于番茄中。
由于它没有β-胡萝卜素那样的β-芷香环结构，所以不具有维生素A的生理活性，因此过去人们认为它没有生理活性，从而未对其加以重视。
但近些年的研究发现，番茄红具有较强的抗氧化作用，特别是它的防癌抗癌作用日益受到重视。
许多流行病学和临床研究表明，一些癌症发病的危险性与番茄或番茄制品摄人量以及血中番茄红素水平呈负相关[1]，摄食番茄制品可以降低癌症的危险性。
其抗氧化性能在类胡萝卜素中最强，清除单线态氧的能力是目前常用的扰氧化剂维生豢E的100倍、β-胡萝p素的2倍多[2]。
1.番茄红素的性质番茄红素属于胡萝卜素的异构体，其化学组成为C40H56，相对分子质量为536.85，含有11个碳碳双键的非环状平面共轭多不饱和脂肪烃。
番茄红素有一系列的顺反异构体，在鲜食番茄中90％以上的番茄红素为反式机构围，天然来源的番茄红素主要以全反式形式存在，也是最稳定的结构，而在动物体内顺式异构体比例较大。
在人类血浆中，番茄红素是以异构体混合物的形式存在的，大约有50％的顺式异构体，血浆中番茄红素的水平受生物学和生活方式的影响。
番茄红素不饱和性使其不稳定，易被氧化分解和从反式向顺式转变，光、热、氧化剂、高价金属离子及表面活性剂等都可以促进或加速这些变化。
一般说来，脱水和粉末化番茄中番茄红素的稳定性差，除非仔细加工且立即密封和充入惰性气体贮存，才能保护其生物活性[3]。
2.番茄红素的分布与吸收2.1 植物中的分布番茄红素广泛分布于各种植物中，成熟的红色职务郭世忠含量较高。
三孢布拉霉菌生产番茄红素动力学的研究的开题报告
三孢布拉霉菌生产番茄红素动力学的研究的开题报告一、研究背景及意义番茄红素是一种天然的营养素，具有强烈的抗氧化能力和多种生物活性，对预防癌症、心脑血管疾病等具有重要意义。
目前番茄红素主要采用人工合成或从植物中提取的方式生产，存在生产成本高和难以大规模生产的问题。
而利用微生物生产番茄红素则成为一种新的可行途径，但在微生物生产番茄红素的过程中，微生物代谢产物的积累和细胞生长速度是影响番茄红素产量的关键因素。
因此，了解番茄红素生产微生物生长过程中的动态变化及规律，对优化番茄红素产量和生产成本具有重要意义。
二、研究内容及方法本研究拟以三孢布拉霉菌作为目标微生物，采用微生物培养、番茄红素提取和分析等方法，从微生物生长与代谢过程、番茄红素生产动力学等多方面开展研究。
具体研究内容和方法如下：1. 微生物培养方法：选择合适的培养基组分、合适的生长条件，进行三孢布拉霉菌的培养。
2. 微生物生长动力学研究：采用分批培养法进行微生物生长情况的研究，通过采样分析菌液中的生长曲线，包括生长速率、生长时间和生长周期等因素的变化情况。
3. 番茄红素生产动力学研究：在不同时间段内取样分析番茄红素含量，了解番茄红素生产量与生长情况之间的关系。
4. 实验结果分析：针对实验结果，绘制生长曲线和番茄红素生产曲线，分析微生物代谢产物的积累和微生物生长速率的变化对番茄红素产量的影响规律。
三、预期成果通过本研究，可得到三孢布拉霉菌在不同时间段内的生长曲线和番茄红素生产曲线，了解番茄红素生产的动态变化及规律。
掌握微生物生长过程中微生物代谢产物的积累对番茄红素产量的影响规律，为高效生产番茄红素提供依据。
四、研究实施进度安排本研究计划用时12个月，按如下进度安排：1. 第1-2个月：文献调研、研究方案设计、文献撰写。
2. 第3-4个月：微生物培养方法的优化、实验操作流程的探索。
3. 第5-8个月：微生物培养和番茄红素生产动力学研究。
4. 第9-10个月：实验结果统计和分析，生长和番茄红素生产曲线的绘制。
番茄红素生物学功能研究进展
食品研究与开发F ood Research And DevelopmentDOI ：10.12161/j.issn.1005-6521.2020.18.033番茄红素生物学功能研究进展朱原，张永英，朱海波，岳利敏，宋紫玥，吴瑞华，刘冠慧*（河北工程大学生命科学与食品工程学院，河北邯郸056038）摘要：番茄红素具有极强的抗氧化性，可作为食品添加剂或保健食品预防人类慢性疾病，其广泛的生物学活性对人类健康具有重要的作用。
该文对番茄红素具有的独特理化性质和抗氧化、降血脂、抗癌、提高机体免疫力的生物学功能进行综述，以期为番茄红素在保健食品的研究与开发方面提供理论依据。
关键词：番茄红素；抗氧化；降血脂；抗癌；提高机体免疫力Advances in Research on Biological Functions of LycopeneZHU Yuan ，ZHANG Yong-ying ，ZHU Hai-bo ，YUE Li-min ，SONG Zi-yue ，WU Rui-hua ，LIU Guan-hui *（College of Life Sciences and Food Engineering ，Hebei University of Engineering ，Handan 056038，Hebei ，China ）Abstract ：Lycopene has extremely strong antioxidant properties ，can be used as a food additive or health product to prevent chronic diseases in humans.Its extensive biological activity plays an important role in human health.This article reviewed the unique physicochemical properties of lycopene and the biological functions of antioxidation ，hypolipidemic ，anticancer and immunity enhancement ，in order to provide a theoretical basis forthe research and development of lycopene in health food.Key words ：lycopene ；antioxidation ；hypolipidemic ；anticancer ；immunity enhancement引文格式：朱原，张永英，朱海波，等.番茄红素生物学功能研究进展[J].食品研究与开发，2020，41（18）：202-207ZHU Yuan ，ZHANG Yongying ，ZHU Haibo ，et al.Advances in Research on Biological Functions of Lycopene [J].Food Re -search and Development ，2020，41（18）：202-207基金项目：国家自然科学基金青年科学基金（31802150）；河北省自然科学基金（C2017402108）作者简介：朱原（1996—），女（满），在读硕士研究生，研究方向：食品加工与安全。
微生物发酵生产番茄红素的研究进展
番茄红素是存在于自然界中的一种天然色素， 呈红色， 因最早发现于番茄中得名。主要存在于植 物细胞的有色体中， 其中番茄中含量最高， 达 ３－ １４ｍｇ／１００ｇ。 而 美 国 学 者 最 近 发 现 秋 橄 榄 浆 果 所 含 的 番 茄 红 素 相 当 于 番 茄 的 １．８ 倍［１］。
１１２： ５１７～５２７． ２３ Ｗｅｉ Ｆ， Ｇｏｂｅｌｍａｎ－Ｗｅｒｎｅｒ Ｋ， Ｍｏｒｒｏｌｌ ＳＭ， ｅｔ ａｌ． Ｇｅｎｅｔｉｃｓ， １９９９，
１５３： １９２９～１９４８． ２４ Ｂｈａｔｔａｃｈａｒｙｙａ ＭＫ， Ｇｏｎｚａｌｅｓ ＲＡ， Ｋｒａｆｔ Ｍ， ｅｔ ａｌ． Ｐｌａｎｔ Ｍｏｌ Ｂｉｏｌ，
６６
生物技术通报 Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ
２００６ 年第 ４ 期
１８ Ｂｅｒｅｎｙｉ Ｍ， Ｇｉｃｈｕｋｉ Ｓ Ｔ， Ｓｃｈｍｉｄｔ Ｊ， ｅｔ ａｌ． Ｔｈｅｏｒ Ａｐｐｌ Ｇｅｎｅｔ， ２００２， １０５： ８６２～８６９．
１９ Ｌａｂｒａ Ｍ， Ｉｍａｚｉｏ Ｓ， Ｇｒａｓｓｉ Ｆ， ｅｔ ａｌ． Ｐｌａｎｔ Ｂｒｅｅｄ， ２００４， １２３： １８０～ １８５．
番茄红素与其他类胡萝卜素一样， 动物自身不 能 合 成 。由 于 番 茄 红 素 没 有 类 似 胡 萝 卜 素 那 样 的 芷 香 环 而 没 有 ＶＡ 活 性 ， 在 过 去 一 直 不 被 重 视 。然 而 ， 近年研究发现其具有优越的生理功能： 在类胡萝卜 素中， 其抗氧化作用最强。其对单线态氧的淬灭作 用 是 β－胡 萝 卜 素 的 ２ 倍 ， 维 生 素 Ｅ 的 １００ 倍 。同 时 还具有防病抗癌， 增强机体免疫力和抗衰老等生理 功 能 ， 在 食 品 、化 妆 品 以 及 医 药 领 域 具 有 重 要 用 途 ， 具有较高的开发和应用价值。
光合细菌产番茄红素的研究
文章编号 ：１７ — ６ ６（０ ６） ２ ０ ３ — ３ ６ １９ ４ ２ ０ １— ０ ９ ０
光合细菌产 番茄红素 的研 究
姜媛媛 ，李 达 ，刘 爽 ｚ ，王铁 东
（． １ 吉林省农业科学院 农产品研究 中心 ，吉林 公 主岭 １６ ０ ；２ 吉林 省华正农牧业开 发有 限公 司 ，吉林 公 主岭 ３ １０ ． １６ ０ ； ３ １０
Ａｂ ｔ ｃ ： Ｔ ｉ ｔｅｉ ａｒｔｄ ｐ ｙ ｉｌｇ ｈ ｒｃｅ ｓｉ ｏ ｈ ｈ ｔｓ ｎｈ ｓ ａ ｔｒｕ ， ｐ ｓｔ ｅ ｒｔ ｆｔｅ ｌｃ ｐ ｎ ｏ ｔｅ ｓ ａ ｔ ｈｓ ｈ ｓｓｎ ｒａｅ ｈ ｓｏｏ ｙ ｃ ａａｔｒ ｔ ｆｔ ｅｐ ｏｏ ｙ ｔｅｉ ｂ ｃｅ ｍ ｒ ｉ ｃ ｓ ｉ ｏｉｖ ｏｅ ｏ ｈ ｙ ｏ ｅ ｅ ｔ ｈ ｉ ｂｏｏ ｙ ａ ｅｌ ｓｒｓａｃ ｒｇｅｓａ ｄｄ ｖｌｐ ｎ ｒｇｏ ｎ ｆｈ ｃ ｐ ｎ ｏ ｓｉ ｎ ｏｅｇ ． ｉｌｇ ． ｓｗ ｌａ ｅ ｒｈｐ ａ ｄｆｒｉｎ ｅ ｆｅ ｔ ｙ ｃ Ｋｅ ｏｄ ： ｐ ｏｏｙ ｔｅｉ ｂ ｃｅ ｕ ；ｌｃｐ ｎ ； ｐ ｙｉｌｇｃ ｌｕ ｃｉｎ ｙｗ ｒ ｓ ｈ ｔｓｎｈ ｓ ａ ｔｒ ｍ ｙ ｏ ｅ ｅ ｓ ｉ ｈ ｓｏｏ ｉａ ｎ ｔ ｆ ｏ ’
维普资讯
第 ｌ 期（ ２ 总第 ８ 期） ５
２０ ０６年 １ ２月
农产品加 － 学刊
Ａｃ ｄ ｍｉ ｒｏ ｉａ ｆＦａｍ ｒｄ ｃｓＰｏ ｅ ｓｎ ａ ｅ ｃＰｅｉｄｃ ｌｏ ｒ Ｐ ｏ ｕ ｔ ｒｃ ｓｉｇ
Ｎｏ １ ．２
Ｄｅ ． ｃ
作用 ，是一 类以 耗 小分子有机物 （ 肖 有机酸 、氨基 酸、氨和糖类等） 、氨态 氮和硫化物等环境 中的污染 物 而 生长 繁殖 的微 生物 。 光合细菌是地球上最原始 、 最古老的细菌菌群之 含有丰富的类 胡萝 卜 和细菌 叶绿素等光合 色 素 素。我国在光合细菌产类胡萝 卜 素方面的研究涉及的 菌 种 ，主要有球 形红假单 胞菌 （ Ｐ ｐ ａｒ ｄｓ 和 Ｒ ． ｈｅ ｉ ） ｓ ｏｅ 球形 红杆菌 （ｈｄｂｃ ｒ ｐ ａｒ ｄｓ。光合细菌 的 Ｒ ｏｏａｔ ｈｅ ｉ ） ｅｓ ｏｅ 研究既具有理论意义 ，叉具有实用价值。随着对光合 细菌的深入研究和应用领域的不断拓展 ，光合细菌的 研究 已成为生物工程中最具前沿的领域之一。 ２ 番茄红素在 自然界中的分布
微生物发酵生产高品质番茄红素的研究进展
微生物发酵生产高品质番茄红素的研究进展王红波;吴华;陈禅友;刘琴;潘磊;郭瑞;胡志辉【期刊名称】《中国酿造》【年(卷),期】2015(034)005【摘要】番茄红素是一种良好的抗氧剂,能减小活性氧自由基对细胞的氧化损伤、预防癌症、降低血液中胆固醇水平、预防心脑血管疾病,已被广泛应用于食品添加剂、化妆品和医药领域,市场前景良好.该文综述了用重组大肠杆菌和三孢布拉霉菌体发酵生产天然高品质番茄红素的研究现状,并对用微生物发酵生产番茄红素的前景作出展望.【总页数】4页(P7-10)【作者】王红波;吴华;陈禅友;刘琴;潘磊;郭瑞;胡志辉【作者单位】江汉大学生命科学学院湖北省豆类(蔬菜)植物工程技术研究中心,湖北武汉430056;江汉大学生命科学学院湖北省豆类(蔬菜)植物工程技术研究中心,湖北武汉430056;江汉大学生命科学学院湖北省豆类(蔬菜)植物工程技术研究中心,湖北武汉430056;江汉大学生命科学学院湖北省豆类(蔬菜)植物工程技术研究中心,湖北武汉430056;江汉大学生命科学学院湖北省豆类(蔬菜)植物工程技术研究中心,湖北武汉430056;江汉大学生命科学学院湖北省豆类(蔬菜)植物工程技术研究中心,湖北武汉430056;江汉大学生命科学学院湖北省豆类(蔬菜)植物工程技术研究中心,湖北武汉430056【正文语种】中文【中图分类】TS202.3【相关文献】1.番茄红素的微生物合成及发酵生产研究进展 [J], 吴军林;吴清平;张菊梅;莫树平;柏建玲2.微生物生产番茄红素及其发酵促进剂的研究进展 [J], 徐娜;郑珩;许激扬3.番茄红素的发酵生产及功能研究进展 [J], 赵兰坤;邢芳芳;张春宇4.微生物发酵生产番茄红素的研究进展 [J], 张丽靖;杨郁5.发酵法生产番茄红素研究进展 [J], 周义凤;聂波因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
一株类胡萝卜素高产菌的筛选与鉴定
一株类胡萝卜素高产菌的筛选与鉴定作者：罗金亮周礼红陈平来源：《湖北农业科学》2013年第10期摘要：以自然环境中松树林土壤、下水道淤泥、饭店周围油腻土壤、农田土壤、落花、十字花科蔬菜、辣椒以及实验室空气为类胡萝卜素产生菌的初分离材料，采用酸-热破壁法用丙酮提取类胡萝卜素，根据单位体积发酵液类胡萝卜素产量确定了一株高产光合细菌（BSⅡ6）。
进一步对其形态、生理生化特征、类胡萝卜素产量、分子生物学特征进行了初步研究，初步鉴定菌株BSⅡ6为无色杆菌属的一个种Achromobacter sp.，BSⅡ6所产色素主要成分为番茄红素，类胡萝卜素产量达到了7.46 μg/mL。
关键词：类胡萝卜素；菌种；筛选；鉴定；发酵；无色杆菌属（Achromobacter）中图分类号：Q93-331 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）10-2389-04类胡萝卜素（Carotenoids）是自然界中广泛存在的色素，是萜烯基团类的不饱和化合物，结构中有许多共轭双键。
由于它是维生素A前体，同时又具有抗氧化、预防和抑制肿瘤、增加宿主免疫力等功能，已被广泛应用于食品、饲料、化妆品、医药工业。
目前，主要是通过化学合成法、植物提取法获得类胡萝卜素，少数是由微生物发酵生产。
化学合成色素由于毒性问题而受到限制，从植物中提取类胡萝卜素难以大量生产，且成本较高。
因此，利用微生物发酵获取类胡萝卜素是较好的方式。
目前，国内外利用微生物合成类胡萝卜素的研究主要集中在三孢布拉霉菌和红酵母方面。
其中，三孢布拉霉菌菌株生长迅速、生物量高，是国际上采用的实现工业化生产的优良菌株。
前苏联和东欧地区已达小规模工业生产水平，但技术工艺较为复杂。
在我国，该方法正处于研究阶段。
自21世纪90年代初以来，我国对此方法进行了大量研究，但发酵过程中存在一系列复杂的技术性问题，如发酵液黏稠度高、溶解氧利用难等，从而距大规模工业化生产还有相当的一段距离。
EM光合细菌的生理特性
EM光合细菌的生理特性1．1光合细菌的生理特性psb是革兰氏阴性菌，菌体有球形、椭圆型、半环型，也有杆状和螺旋状。
有些菌种的细胞形态还会随培养条件和生长阶段的不同而发生变化。
光合细菌在10－45℃范围内均可生长繁殖，最佳温度在30－40℃。
绝大多数光合细菌的最佳ph值范围在7－8．5之间。
钠、钾、钙、钴、镁和铁等是光合细菌生理代谢中的必需元素。
不产氧光合细菌是代谢类型复杂、生理功能最为广泛的微生物类群。
各种光合细菌获取能量和利用有机质的能力不同，它们的代谢途径随环境变化可以发生改变。
光合细菌从营养类型看包括光能自养型。
光能异养型及兼性营养类型；从呼吸类型看包括好氧。
厌氧和兼性厌氧型。
1．2光合细菌的生物学功能l．2．l营养功能有研究表明，psb的菌体无毒，营养丰富，蛋白质含量高达64．15％－66．0％，而且氨基酸组成齐全，含有机体需要的8种必需氨基酸，各种氨基酸的比例也比较合理。
psb 还含有丰富的b族维生素，其含量见表1。
psb菌体内含有较高浓度的类胡萝素且种类繁多。
迄今已从光合细菌中分离出80种以上的类胡萝卜素，并不断有新的报道。
除此之外，细胞内还含有碳素储存物质糖原和聚β一羟基丁酸、辅酶q、抗病毒物质和生长促进因子，具有很高的饲料价值，在养殖业上有广阔的应用前景。
表1光合细菌与其他生物主要成分的比较项目光合细菌酵母螺旋藻绿藻大豆蛋白质（％）65．4565．22 53．76 30．99粗脂肪（％）7．181．801．646．3119．33可溶性糖（％）20．31 36．10 20．22 19．20 30．93粗纤维（％）2．782．705．2010．337．11灰分（％）8．707．7010．225．68维生素b1（μg/g）122－2055维生素b2（μg/g）5030－6048维生素b6（μg/g）540－503维生素b12（μg/g）21－2维生素k（μg/g）588－烟酸（μg/g）125200－500118泛酸（μg/g）3030－20011叶酸（μg/g）60－0．5生物素（μg/g）65－－辅酶q（μg/g）1744－33992591．2．2生物转化功能psb在厌氧光照条件下，能利用低级脂肪酸、多种二羧酸、醇类、糖类、芳香族化合物等低分子有机物作为光合作用的电子受体，进行光能异养生长。
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光合细菌中番茄红素的研究摘要:番茄红素是一种具有多种生理功能的类胡萝卜素,通常从番茄的果实中提取,价格昂贵一些光合细菌也可以产番茄红素,从而使得利用微生物发酵法生产低成本番茄红素成为可能.本文通过正交实验等方法研究了1株紫色非硫细菌7一1的生长及产番茄红素的最佳培养条件.在以0.4%的乳酸钠为碳源,0.05%的谷氛跳胺为氮源,M才+10pPm,并添加0.1%的酵母粉作为生长因子的改良RcvBN培养基中,7一1菌发酵液在72h内菌浓度可达5.08xl01“个/礼,紫外吸收光语表明细胞内番茄红素的含量明显提高,高效液相色谱法测定出细胞内番茄红素的含量为398.7nl创1009菌体干重.关键词:番茄红素;光合细菌;培养条件;高效液相色谱番茄红素(LycoPene)的分子式为c,飞,分子量536.88,其结构如图1所示,是由11个共扼双键和2个非共扼碳一碳组成的直链型碳氢化合物[‘〕,是1种非常重要的类胡萝卜素,是许多类胡萝卜素生物合成的中间体.因其末端未成件芷香酮环,所以不能分解成维生素A,不是维生素A源,所以其作用一直未引起人们重视川.但在最近几年的研究发现,番茄红素有比其他类胡萝卜素更优越的功能,如其抗氧化性能在类胡萝卜素中最强,清除单线态氧的能力是目前常用抗氧化剂维生素E的100倍、俘一胡萝卜素的2倍多图,是少数与减少疾病危害有关的类胡萝卜素中最主要收稿日期:2(X又‘01一肠基金项目:山东大学微生物技术重点实验室开放基金资助作者简介:钱卫(l灾刃一),男,学士,工程师,主要从事生物工程的研究和应用.,通讯作者112山东大学学报(理学版)第39卷1实验材料与方法图1番茄红素结构图Fig.1StnlctoofLycopene的一种.另外,番茄红素在诱导细胞一细胞通讯和肿瘤细胞增殖的调控方面发挥了一定的作用闭.番茄红素的防癌作用已经被公认,特别是对于预防前列腺癌、胃癌、皮肤癌、宫颈癌等,有明显效果〔,一’].近来,有许多流行病学家也报道了番茄红素在预防心血管疾病方面的作用[s].离体细胞培养实验表明,番茄红素可以调节胆固醇的代谢,将人的巨噬细胞系与番茄红素一起培养,发现番茄红素可以抑制胆固醇的合成,增大巨噬细胞低密度脂蛋白(LDL)受体,从而有效防止心血管疾病.总的来说,番茄红素的生理功能包括:(1)抗氧化作用,其在类胡萝卜素中抗氧化作用最强;(2)具有抗癌、防癌作用,体内番茄红素含量低与某些癌症和肝硬化的发生有相关性;(3)具有活化免疫细胞的功能;(4)可防止心血管疾病的发生;(5)能够清除香烟和汽车废气中的有毒物质川;另外,番茄红素还与人的寿命有关.所以,番茄红素是目前国际上功能性食品成分研究中的一个热点.番茄红素广泛存在于番茄、灯笼大红辣椒、蔷薇果、西瓜、柿子、南瓜的果肉、葡萄袖的果实以及红色细菌等中.其中含量最高的是番茄的果实,每1009果实含番茄红素3一14mg,番茄皮中含有较多的番茄红素(一般每1009左右含20mg)[0〕,我国新疆番茄酱每1009中番茄红素可达40mg以上[s].所以,目前番茄红素主要是从番茄中提取,需要大量的番茄来保证工业生产的连续性和低成本,而且番茄不便运输,其生产受气候条件影响也较大.若能利用光合细菌来生产番茄红素,既可以克服气候和产地限制,又可采取改变培养基、提高菌浓度、筛选高产菌株等方法降低成本.因此,利用光合细菌生产番茄红素是一种非常有前途的生产方式.目前分析番茄红素的方法有柱层析法、纸层析法、薄层层析法、紫外分光光度法、溶剂法和微波法、TLC法、超临界流体色谱分析法、高效液相色谱(HpLC)法等[‘”一‘2〕.本文采取的是紫外分光光度法和高效液相色谱法.以往未见有对光合细菌产番茄红素及其高效液相分析的报道,本文即从这方面着手研究,为将来应用于工业生产打下基础.1.1菌种来源兼性厌氧光合细菌猫。
面6配化r阴haero瀚7一1, 由本实验室分离保存.1.2试剂与仪器1.2.1试剂番茄红素标准品为Siglla公司产品.乙睛,二氯甲烷,甲醇为色谱纯试剂,其他为国产分析纯试剂.1.2.2仪器、设备高效液相色谱仪(Shin班dZu忧一10AvP),uv240紫外分光光度计,超声波细胞破碎仪(S川105vC- 500),HeraeuS离心机.1.3培养基RevBN培养基[‘,〕:RevBN改良培养基(即9号培养基)1.4菌体培养1·4.1菌种活化将冰箱(一20℃)保存的菌种在RCvBN半固体培养基中穿刺接种,于so℃2(XX)h光照温箱中培养48h,再转接至RcvBN液体培养基,在30℃温箱中培养48h(巧oo一2(XX)h),即为液体种子.穿刺培养物作为菌种封口保存于冰箱中.1·4.2菌液培养按10%接种量将活化后的液体种子接种于新鲜的BCVBN液体培养基中,静置于30℃温箱中(1500~2仪X)h光照强度),微好氧培养48h,为正交实验备用.发酵实验中,培养方法相同,按10%接种量逐级放大.1.5正交实验将RcvBN液体培养基中的碳源、氮源、生长因子和硫酸镁去掉,换成各试验所需的各因素及水平.培养基主要成分的优化组1见表1、表2,组2见表3、表4.1.6色素分析1.6.1光合色素光吸收图谱测定发酵液13仪幻r/而n离心收集菌体,菌体用蒸馏水洗涤两次,得到的深红色菌体重悬于丙酮中,用超声波细胞破碎仪破碎(2田瓦,破碎55,间隔55,工作20次),然后13(X刃r/面n离心巧而n,弃沉淀,得红色透明的色素溶液,以丙酮为对照,用UV24()紫第3期钱卫,等:光合细菌中番茄红素的研究113外分光光度计进行350一以刃nm波长范围的光吸收扫描,得该菌丙酮提取液的吸收光谱图.表l正交表(肠(罗))Tal〕.1lbbleof4facto玲即d31evels试验号表2培养基成分各因素及水平1’a]〕.2Fac10玲出ldlevelsofnM,五山11似四),检测波长454nln,洗脱剂:v叭姚:v叭oH:V叭cN:V、。
=32:38:29:1,流速为0.5心而n,温度为室温.1.6.2.2标准曲线的绘制精确称取smg番茄红素标准品,用二氯甲烷溶解后,定容至25mL,使其质量浓度为0.2nlg/mL,然后用二氯甲烷依次稀释成系列质量浓度:0.1、0.05、0.025、0.0125、0.仪万25呵mL,分别进样20拼L,以峰面积为纵坐标,质量浓度(mg/mL)为横坐标绘制标1.6.2.4样品高效液相色谱分析20mL发酵液经离心洗涤破壁后用丙酮定容至50mIJ,样品经0.2脚孔径的虑膜过滤,进样20拌L,根据其峰面积和标准曲线计算番茄红素的含量.__水平因子—1231.碳源(0.2%)乙酸钠甘油乳酸钠2.氮源(0.m%)谷氨酸丙氨酸谷氨酞胺3.生长因子(0众刀1%)对氨基苯甲酸酵母粉硫胺素4.硫酸镁(即m)25102实验结果与分析2.1正交实验结果光照30℃,咒h培养,实验结果见表5表5培养基成分正交实验结果Tal刃.5Resultsofm曲ulnelen祀ntst韶ts表3正交表(肠(33))1’al〕.31’ab】eof3facto玲明d31evels试验号结果第1组(菌浓度1护个/礼)第2组试验号12393表4培养基成分各因素及水平lb】〕.4Facto招田ldIevehofmeditirn__水平囚寸—1231.碳源(0.4%)2.氮源(0.05%)3.硫酸镁(pplll)乙酸钠谷氨酸钠苹果酸乳酸钠硫酸铰谷氨酞胺5101.6.26.2利用高效液相色谱仪分析色谱分析条件色谱柱是岛津Vp~onsels柱(15omrnx4.6mm,13.印4.70320.612.6412.315.953.025.1260.8551.9270.9201.9884.1410.197.88508根据正交实验结果可以看出,第1组的3号培养基和第2组的9号培养基菌量最大,从表中还可以看出,酵母粉对于菌体的生长和色素的产生,效果都极其明显.为了与RCVBN液体中的碳源和氮源的情况作一比较,又设计了第2组正交.结果显示,乳酸钠,谷氨酞胺的组合最好,与3号相符.因此,选择第1组的3号培养基和第2组的9号培养基以RCVBN培养基为对照进行同步培养,30℃,2(XX)h强度光照培养72h,离心、洗涤、破壁、丙酮提取,在350一以洲)Iun波长下扫描,结果见图2:114山东大学学报(理学版)第39卷上上上上一一一……}}}}}}}}}}}}}介‘‘一一一一一一一一一一一一一一_.一_二—」」图2分别生长在不同培养基中的7一1菌丙酮提取液的吸收光谱图(a)RcvBN培养基,(b)3号培养基,c)9号培养基.Fig.2川珊甲石on51祀cln”1拐of刊1仪】01坦Ctersphaeroides(7一1伽n)growingindifferentIne山~(a)RCVBNm汕um.(b)N气n证℃n3rnediurn.(C)N山ld犯n9nlallum.从吸收光谱图中可以看出改良后的培养基,456一487nm处的吸收峰区明显增高,成为主要的吸收峰区,根据有关报道知番茄红素的吸收峰就在这个区域内,即通过改良培养基,发酵液中番茄红素的含量也有所增加,达到了优化培养基的目的.9号培养基中的吸收峰更高,因此下面实验选用9号培养基作为产番茄红素的培养基,培养7一1菌株,对其产色素情况进行进一步的研究.2.2高效液相色谱分析结果番茄红素高效液相色谱的分析结果见图3.(a)(b)(e)图3番茄红素样品的高效液相色谱图(a)标准品的色谱图;(b)9号培养基样品的色谱图;(c)番茄红素标准品+9号培养基样品的色谱图.Fig.3HI吸尤ofLyeo]犯nesamples(a)Clln姐扭t卿扭11ofLye卿ne51田lda司;(b)Cllron坦tog冠mofsaznpleg;(c)CIUnnlat卿翅llof场copenestalld叭l+Clin)nlatogranlofSalnple9.图3(a)结果显示的是番茄红素标准品,其保留时间为6.254而n,根据本文描述的标准曲线绘制方法测定出番茄红素质量范围0.1一1.0鸿时,番茄红素的回归方程是Y=498752216.998X一1148752.21,r二0.9981.图3(b)结果说明7一1菌实验样品中有一个峰的保留时间为6.519而n;图3(c)结果显示的是番茄红素标准品加7一1菌实验样品的测定结果,保留时间6.379而n处并未见两个峰,且峰面积较未加标准品的实验样品增加明显,可以认为7一1菌实验样品中该处出现的峰与番茄红素标准品是同一种物质,而且达到基线分离要求.样品中含量大的主峰保留时间为5.265而n,其物质的确定,有待于进一步研究.利用回归方程和峰面积计算得9号培养基培养第3期钱卫,等:光合细菌中番茄红素的研究115的7一l菌中每1009菌干重番茄红素的含量为398.7mg.每升9号培养基发酵液可得4.149湿菌体、1.019干菌体和4.03mg番茄红素.本实验探讨了利用光合细菌进行工业发酵生产番茄红素的可行性,精确测定了发酵液和菌体中这种色素的含量,并获得了较为满意的发酵结果,为今后利用光合细菌大规模生产番茄红素开辟了一条新途径,并提供了相应的参考数据.参考文献:【1」成坚,曾庆孝.番茄红素的性质及生理功能研究进展【J〕.食品与发酵工业,2仪刃26(2):75一79.[2」ClintonSK.Lye卿ne:ehe而stIy,biolO群,all(】ilnplieationsfor11zux皿1healtll出lddisease[J」.NutrRev.1998Feb;56(ZRl):35一51.【3]孙庆杰,丁霄霖.番茄红素的保健作用与开发「J」.食品与发酵工业,199723(4):72一75.【4」Hoffillallll1allclWeisb世gerJH.1lltenlatio耐sylllposlulnon theroleoflycopeneandtonlat〔,p以It】etsindiseasep此vention[J].CancerEpide而olBi0lllarkersprev.l期A吧;6(8):麟3.【5〕李琳.番茄红素的研究进展[J〕.食品科学,2(XX),21(5):8一11.【6]谭新平.番茄红素与癌〔J」.天然产物研究与开发,2(X)l,13(4):71一74.〔7」徐伟编译.番茄红素对人体健康的潜在作用【J].国外医学卫生学分册,1998,25(12):81一84.LS〕郭清泉,陈焕钦.几种具有开发前途的功能性天然色素【J」.广州食品工业科技,2(X)218(2):36一38.【9〕孙庆杰,丁霄霖.番茄红素稳定性的初步研究【J」.食品与发酵工业,1998,24(2):47一52.【10」邓宇,张卫强.番茄红素提取方法的研究【J〕.现代化工,2(X)2,22(2):25一29.【11]王强.反向高效液相色谱法同时测定番茄中5种类胡萝卜素仁J].色谱,1997,15(6):5抖一536.〔12〕齐国鹏,赵锁奇.超临界流体色谱分析番茄红素「J〕.分析化学研究简报离刃2,30(12):1477一1450.[13」WeaverpF,W习1JD,GestH.CllalacterizationofRh司叩-seudolnollase叩sulate仁J〕.航hMieobiol,l盯5,l仍:2以-216.(编辑:于善清)(上接第110页)〔6〕王淑芳,王峻岭,赵彦修.胆碱脱氢酶基因的转化及转基因番茄耐盐性的鉴定【J〕.植物生理学报,2(X)1,27(3):248一252.【7]郭光沁,夏光敏,李忠谊,等.小麦原生质体来源细胞的体细胞胚发生及植株再生【J].中国科学(B辑)1991,34(4):438一朝3.仁8〕刀aGM,‘zy,Heex,etal.T扭11昭e苗ePlalltRe罗nera-tion枷1llwheat(阮~aest~L.)Mediat仪l场乃脚bac-teri,tl切l动滋ic璐【J].Actapllytopllysiologieasinica,l!列列〕,25(l):22一28.【9〕Cheng,zM,阮hnuITJA,Kal犯山IJA,etal.Timentinasan alnativeantibioticforsuPPressionofAgrol犯etentnnturnefaciens生mlls公〕nnation[J〕.Planteellre卯rt,l卯8,17(s):创石一“9.[10〕。