番茄紅素的理化性質(zhì)

三孢布拉氏霉菌生產(chǎn)番茄紅素的爭(zhēng)論進(jìn)展ReviewofLYCOPENEproducedBYBLAKESLEATRISPORA酵生產(chǎn)番茄紅素是工業(yè)化生產(chǎn)的抱負(fù)途徑。本文從菌種選育、發(fā)酵條件優(yōu)化、產(chǎn)物提取等方面綜述了利用三孢布拉氏霉菌生產(chǎn)番茄紅素的爭(zhēng)論進(jìn)展。番茄紅素三孢布拉氏霉菌發(fā)酵Lycopenewasoneofthemostimportantcarotenoids,andithadmanyphysiologicalfunctions.MicrobialfermentationbyBlakesleatrisporawasaleadingapproachtoproducelycopeneindustrially.RecentprogressofLycopeneproducedbyBlakesleatrisporawerediscussedinthisreview.LycopeneBlakesleatrisporafermentation素[5]。其分子式為C ，分子量為536.85Da[1]，熔點(diǎn)在172～175℃。其晶體為40 65已烷、丙酮[3]，易溶于氯仿、二硫化碳、苯、油脂等。-胡蘿卜素[12]，通過(guò)淬滅單線態(tài)氧來(lái)預(yù)防脂類(lèi)過(guò)氧化，保護(hù)生物膜免受氧自由基的損傷[13]。同時(shí)它還具有誘導(dǎo)細(xì)胞間信息傳遞的作用，因此，番茄紅素在預(yù)[14-17]期以來(lái)番茄紅素被應(yīng)用于食品添加劑行業(yè)[1819]，由于它卓越的生理功能，已成為當(dāng)前醫(yī)藥、保健領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一[20]。番茄紅素的生產(chǎn)工藝微生物發(fā)酵法承受微生物發(fā)酵法本錢(qián)低，污染相對(duì)較小[48、49]；在選育遺傳穩(wěn)定性高的菌株抱負(fù)的一條途徑[50]。近年來(lái)爭(zhēng)論人員對(duì)微生物發(fā)酵生產(chǎn)番茄紅素進(jìn)展了大量爭(zhēng)論即對(duì)利用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)番茄紅素做一綜述。1霉菌簡(jiǎn)介產(chǎn)番茄紅素的霉菌主要有:三孢布拉氏霉菌(Blakesleatrispora)、布拉克須霉(Phycomycesblakesleanus)、爪哇異小霉(Allomycesjavanicus)、卷枝毛霉菌(Mucorcircinelloides)、粗糙鏈孢霉菌(Neurosporacrassa)和魯西毛霉菌(Mucorrouxii)等。其中以三孢布拉氏霉菌生產(chǎn)能〔微生物生產(chǎn)番茄紅素及其發(fā)酵促進(jìn)劑的爭(zhēng)論進(jìn)展〕三孢布拉氏霉菌(Blakesleatrispora隸屬于毛霉目(Mucorales)(Choanephoraceae)，布拉霉菌屬(Blakeslea)。其生活史包括無(wú)性生殖和有性生殖兩局部[42]。三孢布拉氏霉菌是一種產(chǎn)β-胡蘿卜素的高產(chǎn)菌，該菌具有獨(dú)特的代謝過(guò)程，番茄紅素是其代謝途徑中的一個(gè)中間產(chǎn)物，通過(guò)添加阻斷劑來(lái)抑制β-素生物合成具體途徑[41]1.2。丙酮酸(Pyrurate)＋甘油醛-3-磷酸(G3P)↓DXS↓DXR2-C-甲基-D-赤蘚糖醇-4-磷酸(ME4P)↓異戊烯焦磷酸(IPP)↓二甲基丙烯焦磷酸(DMAPP)↓ ↓牦牛兒焦磷酸(GPP)→法尼基焦磷酸(FPP)↓GGPP合成酶牦牛兒基牦牛兒焦磷酸(GGPP)↓八氫番茄紅素合成酶八氫番茄紅素(Phytotne)↓八氫番茄紅素脫飽和酶六氫番茄紅素(Phytofluene)↓δ-胡蘿卜素(δ-Carotene)↓δ-胡蘿卜素脫飽和酶鏈孢紅素(Neurosporene)↓番茄紅素(Lycopene)↓番茄紅素環(huán)化酶↓γ-胡蘿卜素 δ-胡蘿卜素↓番茄紅素環(huán)化酶↓海膽酮←β-胡蘿卜素 α-胡蘿卜素1.2β-胡蘿卜素生物合成途徑Fig.1.2Biosyntheticpathwayofβ-carotene三孢布拉氏霉菌的誘變選育三孢布拉氏霉菌主要以多核體的形式存在，極易退化[54]。因此，選育遺傳穩(wěn)定性高的菌株是提高番茄紅素產(chǎn)量的一個(gè)重要途〔NTG〕和離子束綜合誘變處理，均可獲得三孢布拉氏霉菌優(yōu)良負(fù)株[55]。三孢布拉氏霉菌發(fā)酵工藝的優(yōu)化在利用三孢布拉氏霉菌工業(yè)化發(fā)酵生產(chǎn)番茄紅素的過(guò)程中，溫度、pH值、溶氧、及阻斷劑等[58]是影響番茄紅素產(chǎn)量的重要因素。溶氧量對(duì)番茄紅素產(chǎn)量的影響三孢布拉氏霉菌屬于高度嗜氧的微生體的損傷，生產(chǎn)力量下降。有文獻(xiàn)報(bào)道[5960-62，參加煤油、正己烷、正十二烷等氧載體后，可提高同一反響系統(tǒng)的傳氧系數(shù)。阻斷劑對(duì)番茄紅素產(chǎn)量的影響在三孢布拉氏霉菌發(fā)酵生產(chǎn)番茄紅素10g/L2-氨基-6-甲基吡15g/L的煙草廢棄物時(shí)，58%[63]。發(fā)酵工藝優(yōu)化通過(guò)調(diào)整培育基成分或發(fā)酵條件等可提高番茄紅素的產(chǎn)霉菌菌種生長(zhǎng)力量降低的問(wèn)題,對(duì)菌種孢子的生長(zhǎng)條件進(jìn)展了優(yōu)化并,提出了直接,,而且縮短了發(fā)酵培育時(shí)間。也有爭(zhēng)論通過(guò)正交試驗(yàn)確定了番茄紅素發(fā)酵生產(chǎn)的最正確條件為發(fā)酵培育基mL40mL,10%。發(fā)酵促進(jìn)劑的爭(zhēng)論有爭(zhēng)論說(shuō)明,在三孢布拉霉菌發(fā)酵過(guò)程添加某些物質(zhì)可以促進(jìn)產(chǎn)物的合成。在三孢布拉氏霉菌發(fā)酵過(guò)程中，β-紫羅酮、異煙肼等作為前體在發(fā)酵過(guò)程中添加，可以提高β-胡蘿卜素的含量【小分子效應(yīng)物對(duì)發(fā)酵法生產(chǎn)番茄紅素的影響】,參加微量三孢酸類(lèi)似物可大幅提高番茄紅素的發(fā)酵產(chǎn)量。在Blakesleatrispora培育過(guò)程中添加α-紫羅酮、β-Blakesleatrispora菌體生長(zhǎng),但能明顯刺激番茄紅素的合成;2d參加α-紫羅酮、β-紫羅酮和脫落酸,紅素的影響】12]。爭(zhēng)論程時(shí),添加微量(0.01μmol/L)的銅離子、鎂離子、鐵離子可增加胡蘿卜素合成的速率,并使得終產(chǎn)物的產(chǎn)量增加幾倍[14],產(chǎn)生對(duì)β胡蘿卜素生物合成有促進(jìn)作用的物質(zhì)———三孢酸,TA的濃度增加。1.4提取方法爭(zhēng)論在優(yōu)化發(fā)酵條件和保證菌株高產(chǎn)的前提下,得到較高的提取率,是實(shí)現(xiàn)工業(yè)化絲體→浸提→過(guò)濾→濃縮→結(jié)晶。其中選擇適宜的提