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恒鑫牌THI消泡剂

核黄素发酵消泡剂与发酵

发布时间:2012-07-25 14:49:02

1933年Kuhn等首先从乳清中分离得到核黄素,1935年搞清了它的结构。在乳中核黄素以游离态存在,其它食物(如肝、心、肾和蛋等)以黄素蛋白存在。动物缺少核黄素将引起生长受阻、皮炎和眼睛受损。它是动物的生长促进因子,起着许多氧还原酶的辅酶作用。 核黄素的生产,以其发展过程来看有抽提法、发酵法和合成法三种。抽提法是将富含核黄素的物质如牛肝、蛋、酵母、蚕蛹等所含的核黄素提取出来。合成法是利用化学的方法并配合使用核黄素发酵消泡剂使核黄素的中间体结合而成。目前发酵法和合成法并存。 核黄素的生物合成途径尚未完全查明,不过根据用各种微生物进行测定的实验,已证实嘌呤碱基作为维生素B2的前体密切参与合成,已发现这样两个事实:①阿舒假囊酵母在添加核黄素发酵消泡剂与嘌呤碱基的培养基中能增加维生素B2的生成;②在放射性腺嘌呤中生成的维生素B2 里,腺嘌呤分子中的嘧啶环原封不动地被组入维生素B2的异咯嗪环,而咪唑环断裂之后被取用。另外,在棉阿舒囊霉中参与异咯嗪环,嘧啶环生成的物质是甘氨酸、蚁酸、CO2等材料,这情况也同嘌口令环的生成极为相似。还有,在嘌呤碱基中,特别是鸟嘌呤与核黄素发酵消泡剂起重要作用的事实,已在醭膜假丝酵母突变株的实验中得到证明。 核黄素可由很多微生物合成,包括细菌、酵母和丝状真菌,可用于工业生产的高产菌种,实际上,商业生产的是两个子囊菌,阿舒假囊酵母和棉阿舒囊霉。 关于营养条件,最初都以葡萄糖为主;其次是蔗糖、麦芽糖及其他合适的碳源。当类脂用作碳源后,产量迅速增加。培养基中除少量葡萄糖外,在添加油脂与核黄素发酵消泡剂为碳源的场合,维生素B2产量猛增4倍,产生这种结果的原因,是由于缓慢地逐渐利用核黄素发酵消泡剂与碳源的结果,避免葡萄糖及其代谢产物对维生素B2生成的阻遏。 以脂肪烃为碳源的研究也有所报道,曾以毕赤氏属、假丝酵母属、棒杆菌、假单胞菌属和阿舒假囊酵母等进行了研究,到目前为止还没有达到能同糖质原料匹敌的产量。有点值得注意的是:菌体内的累积和菌体外的泄漏量之比同以糖质为碳源的场合比较,菌体外的量较大。原因可能由于碳源不同,菌体细胞膜或细胞壁上的某些差别所致。 采用葡萄糖和麦芽糖混合发酵(或流加葡萄糖),可以防止菌体迅速自溶。 碳源多以玉米浆、明胶、鱼粉、花生饼粉等有机氮为主。棉阿舒囊霉的基本培养基为玉米浆2.25%,工业蛋白胨3.5%,豆油4.5%;阿舒假囊酵母的基本配合是米糠油2.3%,玉米浆1.5%,骨胶2%,KH2PO40.1%,NaCl0.2%,CaCl20.1%,鱼粉(或花生饼粉)0.3%。从以上配方可以看出,核黄素发酵的碳源必须丰富。 曾经研究过很多促进核黄素生成的物质,表明有效的有酶解的骨胶原、酪素、油酸钠、扁豆粉、米胚芽、米糠、蚕蛹、酵母和麦芽根。Fe3+对一些菌种如梭菌属的某些种影响是明显的,1mg/kgFe3+可引起75%的合成受抑制,则认为存在组成性的核黄素合成酶。 阿舒假囊酵母是生长力很弱的菌,所以,需要特别注意提放发酵中杂菌的污染。为此,培养基应进行严格灭菌,但灭菌的时间不能过长,因为这样会影响维生素B2的产量。 种子培养基宜用蛋白胨、葡萄糖和玉米浆等易利用物质,使菌生长旺盛,接种后,在30℃下约培养36h,然后以约1%(0.75%-2%)的比例接入发酵培养基,进行通气搅拌发酵,约20h后开始旺盛地生成维生素B2,约80h达到最高产量。 采用减料配方及中问补料,以降低菌体浓度,并加强通气量,降低罐温,才能获得高产核黄素。这是因为发酵罐生产时,往往因菌体浓度过大,通气不足,热量不易散出,罐温上升很快,所以菌体很快自溶,pH迅速上升,核黄素生成量很低。 棉阿舒囊霉膨大菌体是核黄素高产的生理指标,适宜的核黄素发酵消泡剂与通气量能促进大量膨大菌体的形成,发酵后期使用核黄素发酵消泡剂与补油可形成第二代膨大体,进一步提高产量。除了使用霉菌的发酵生产,也可采用枯草杆菌生成D-核糖,再用半合成法进行转化生成。 核黄素的回收:固体发酵时一般在培养完成后,需在0.5kg的蒸气压力下加热0.5h时进行灭菌,然后80-90℃烘干至含水量3%以下,这样就可以进行粉碎和贮存。 液体使用核黄素发酵消泡剂发酵得到的培养液,核黄素存在于菌丝和液体中,120℃加热1h可释放菌丝内被束缚的核黄素,并且溶解发酵液中析出的结晶,然后用离心等方法除去菌丝和不溶物,得到浓度在1-1.5mg/ml的维生素B2粗溶液。提取核黄素的方法,有重金属盐沉淀法、吸附法、还原法、抽出法、离子交换法等。通常采用还原和酸处理相结合的精制方法。 本文参考《发酵微生物学》一书。
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