耐碱酵母菌的分离鉴定及粘性红圆酵母XJU-1产β-胡萝卜素的研究

长期以来耐碱性和嗜碱性一直被认为是原核生物的特性，近年来，大量耐碱及嗜碱细菌、古细菌已从各种土壤和水体中分离得到，但对耐碱酵母菌的研究报道甚少，国外报道不到5篇，国内尚未见对耐碱酵母菌的研究报道。新疆因地理位置特殊，决定了其独特的资源优势，对耐碱酵母菌这一重要微生物资源进行开发研究，具有重要的理论意义和工业应用价值。 从新疆乌鲁木齐一块盐碱地土壤中分离得到一株耐碱红酵母菌，它们能在pH4.0-11.5，5-50℃生长，耐碱性能明显优于已报道的菌株，对其进行了以大亚基26SrDNA中D1/D2区的碱基序列和小亚基5.8SrDNA及两个内转录间隔区(ITS1和ITS2)碱基序列分析为依据的分子分类学鉴定，再结合形态学观察及生理生化特性测定，将其鉴定并命名为粘性红圆酵母(Rhodotorulamucilaginosa)XJU-1，菌种保藏号为CGMCC.No1536。 从新疆温泉县一个碱性工业污水处理池中分离得到一株耐碱酵母菌，它能在pH3.5-11.0，12％NaCl，4-45℃生长，通过形态观察及生理生化特征鉴定鉴定为酵母属，对其26SrDNA5'端D1/D2区基因序列进行了PCR扩增并测序，GenBank注册号为DQ132884，同源序列分析结果表明该序列与酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)Sb4有99.8％的同源性，将其鉴定并命名为酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)XJU-2，已保藏于中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏号为CGMCCNo.2.3095。 用红酵母发酵生产β-胡萝卜素，营养要求简单，生长周期短，产品安全可靠，但由于β-胡萝卜素发酵产量比较低，成本较高，限制了它的应用和推广。因此筛选高产β-胡萝卜素的红酵母菌株是解决这一问题的关键。我们研究从粘性红圆酵母(Rhodotorulamucilaginosa)XJU-1中提取β-胡萝卜素并对其特性加以研究。采用酸热法对发酵产物破壁，用丙酮∶石油醚(1∶1)萃取β-胡萝卜素，采用GB/T5009.83-2003的HPLC方法测定β-胡萝卜素含量，以448nm波长的紫外分光光度吸收值计算出色素损失率来探讨β-胡萝卜素的稳定性。该菌株在液体发酵培养基中生长72hβ-胡萝卜素含量高达389.2μg/g干重，得到的β-胡萝卜素属纯天然产品，没有人工色素潜在的危害，可广泛的应用于食品工业等各领域中。有很好的开发前景。随后研究了红酵母生产β-胡萝卜素的最优碳源、氮源及其浓度选择和金属离子对红酵母生长和β-胡萝卜素生成的影响，分析了各营养因子对生物量β-胡萝卜素产量的影响，确定葡萄糖是最有利于β-胡萝卜素生成的碳源；蛋白胨是生产β-胡萝卜素的最佳氮源。提取的β-胡萝卜素耐热性较好，需置于暗处保存。