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2期 孙勇，等：优美红游动菌类胡萝卜素的提取条件研究 137
1．2
《0．8
O．4
0
300 400 500 600 700 800 900
入／hm
图l优美红游动菌活细胞吸收光谱
Fig．1AbsorptionspectrumofIiVingcdlsofRhodopIanes
eIegans
0 10 20 30 40 50 60
恤
图2 优美红游动菌的生长曲线及类胡萝I、素的产生
Fig．2Growthcunreof鼬odoplaneselegansandpro uc-
tiOnOfcarOtenoids
表l几种细胞破碎方法的比较
TablelThecomparisonofseveralMn举ofbmI砖nmethods
破碎方法 超声波破碎法 s叩erSonicwave 石英砂．丙酮研碱性自溶破 酸一热破碎法
CeUbrokenmethods800W 600w 400W 200W 磨破碎法 壁法AlkalineAcid-heated
Q竺!竖堡：堑!!旦旦曼：塑!Q!Y!i!
入ma)【fnm) 489 489 489 489 489 489 525
0D、～ 0．718 0．734 0．656 0．493 O．462 O．39l O．455
溶液外观性状 棕红色，浑浊 棕红色，浑浊 红色，澄清 红色，澄清橘红色，澄清橘红色，澄清浅棕色，澄清
PropeniesofsolutionRedbrown，cloudyRedbmw．1l，cloudyRed，clearRed，clearJacinth，cIearJacinth，cIearLight
沉淀物外观性状 白色，粉状 白色，粉状 浅红，颗粒 红色，颗粒灰白色，粉状浅红色，絮状浅黄色，颗粒
旦12P!壁i!!旦!!盟!!竖翌!型垒i!!：P竺兰型!!堡垒i!!：仑2兰型曼!．生!墨垒!!盟：g翌i翌墨昱生：g型翌旦旦!!羔巳21垒!!兰i墨垒!堡垒：!121堡兰垡；墅璺!里
HCl浸泡，于沸水中放置3IIlin，迅速冷却，离心，即
得细胞碎片，用丙酮抽提并定容，测定离体类胡萝卜
素最大吸收波长处的OD值。
1．2．5类胡萝卜素纯化方法，参见文献[7】
1．2．6类胡萝卜素提取率计算【8】根据Jessen公式计
算：C=DV舵50，其中，c为类胡萝卜素总量，D为
类胡萝卜素最大吸收峰OD值，V为抽提液总体积，f
为稀释倍数，250为类胡萝卜素平均消光系数。
提取率=C／菌体干重，其中菌体干重的测定：培养物经
离心和洗涤后，于105℃烘至恒重后称量。
2结果与讨论
2．1优美红游动菌产类胡萝卜素培养时间的确定
2．1．1菌体浓度及活细胞中类胡萝卜素测定波长的确
定【9】 取10mL发酵液，6000r·rnjn．1离心20miIl，
用蒸馏水洗涤至上清液无色，然后将菌体悬浮于60％
的蔗糖溶液中，用紫外分光光度计在300～900nm波
长范围内扫描，测定活细胞吸收光谱(见图1)。图1
中主要有波长为372、802、825nm3个叶绿素吸收峰
和一个511姗处的类胡萝卜素吸收峰，因此，以
511m处的OD值为相对标准来测定活细胞中类胡萝
卜素的含量。菌体在620～780衄波长范围内无色素
吸收峰干扰，相对平缓，因此，采用660砌处OD值
作为相对标准来测定菌体浓度．
2．1．2优美红游动菌的生长与类胡萝卜素合成的关系
将活化后的优美红游动菌按10％接种量转接于新鲜培
养基中，在30℃，2000Lu)【下培养，每隔一段时间
取出一定量的培养液测定类胡萝卜素含量(oD，。，)和
菌体浓度(oD660)(见图2)。从图2可以看出，优美红
游动菌类胡萝卜素的合成与其生长是同步的，在5h
左右，优美红游动菌进入对数生长期，并开始大量积
累类胡萝卜素；在45h时，菌体浓度达到最大，进入
平稳期，类胡萝卜素的产量也达到最高值。实验采用
培养45h的发酵液来提取类胡萝卜素。
2．2细胞破碎
2．2．1细胞破碎方法的确定本实验对常用的几种细
胞破碎方法进行了比较。各取发酵液lOn1L，分别用超
声波破碎法、石英砂．丙酮研磨破碎法、碱性自溶破壁法
和酸．热破碎法进行细胞破碎，离心，用丙酮定容至50
mL。类胡萝卜素的主要吸收波长范围在45啦550砌，
因此，选择在40肚700nm波长范围内对初提液进行
扫描，读取离体类胡萝卜素最大吸收波长处的OD值
5
2
5
l
5
0
2
L
O
Qo
万方数据
138 生态科学 24卷
0．6
。 O．4
o
0．2
0
(a)超声波破碎法
SuperSonicwaVe
400 500 600 700
入／nm
0．5
O．4
。
0．3
。
0．2
0·1
0
(b)石英砂-丙酮研磨破碎法
Quartz—acetone
0．5
O．4
。0．3
。O．2
0．1
0
(c)碱性自溶破壁法
Alkaline-autolysis
0．6
O·5
。
0·4
o
0·3
0·2
D．1
500 600
入／nm
(d)酸一热破碎法
Acid．heated
700
400 500 600 700 400 500 600 700
入／nm
图3几种细胞破碎方法的类胡萝I、素吸收光谱图
Fig．3Absorptionspect豫of∞mtenoidsbydiffe他ntceIlbmkenethods
(ODx。。)，并观察破碎后所得细胞碎片的外观性状，
结果见图3和表1。
由表l可以看出，石英砂一丙酮研磨破碎法由于研
磨时问相对较长，在空气中接触氧气面积较大，提取
出来的类胡萝卜素易被氧化分解：酸一热破碎法由于酸
化和高温，导致类胡萝卜素的分解；碱性自溶破壁法
提取效果最差，而且操作复杂、耗时；超声波破碎法
所得离体类胡萝卜素在入maX处的OD值最大，沉淀
物呈粉状、白色细胞碎片，说明其破碎较完全，而且
超声波破碎法还具有方便省时、重现性好的优点【l01。
由表1也可以看出，在600w附近，破碎效果较好。
离体类胡萝卜素的吸收光谱与活细胞的有所不
同。由图3吸收光谱图可知，前三种细胞破碎方法所
得离体类胡萝卜素的最大吸收波长均为489姗；酸．
热破碎法的光谱图与前三种方法以及活细胞的差别均
相当大，说明产物破坏严重。因此，以489r吼处的
OD值作为相对标准来测定离体类胡萝卜素的含量。
2．2．2超声波破碎功率的确定分别取10mL发酵液
入／nm
10份，离心洗涤，用30nlL丙酮溶解，采用不同功率
进行破碎，时间4lIlin，破碎后立即离心，上清液用
丙酮定容至50mL，测定OD489，结果如图4。由图4
可知，超声波破碎功率太小，细胞破碎不完全，类胡
萝卜素释放不充分；而功率太大，由于超声波处理中
空穴作用所产生的活性氧易使部分类胡萝卜素氧化分
解，从而使类胡萝卜素的提取率降低。当功率为64_O
w时，破碎效果最好，因此选用640w为最佳破碎
功率。
2．2．3超声波破碎时间的确定分别取10rIlL发酵
液6份，离心洗涤，用30mL丙酮溶解，采用640w
功率进行超声波破碎，时间为2～12miIl，破碎后立即
离心，上清液用丙酮定容至50mL，测定OD489，结
果如图5。由图5可知，当破碎时间小于10nliII时，
随着破碎时间的增加，类胡萝卜素的提取率不断提高，
但破碎时间大于10IIlin后，提取率反而降低，可能是
由于破碎时间太长使部分类胡萝卜素氧化分解，因此，
选定10IIlin作为最佳破碎时问。
万方数据
2期 孙勇，等：优美红游动菌类胡萝卜素的提取条件研究 139
O．76
0．74
O．72
8 o．7
O．68
0．66
0．64
l
O．9
O．8
8 O．7
0．6
0．5
0．4
480520560600640680720760800840 2 4 6 8 10 12 14
P脚 t／min
图4破碎功率对类胡萝I、素提取效果的影响
Fig．4In日u蛐∞ofbmk明poweronthe戗tmctinge讯娥
ofcan吒enOids
2．3类胡萝卜素的提取率
，取10mg干菌体抽提类胡萝卜素，根据Jessen公
式计算提取率：
C=DV忱50=O．381×30×(5／3)／250=0．076(m曲
提取率=O．076／o．01=7．62Ing·(g干菌体)d
由Jessen公式可以看出，类胡萝卜素的提取率除
了受提取条件影响外，还与优美红游动菌细胞中类胡
萝卜素的含量密切相关，在提取条件相同的情况下，
提取率随着类胡萝卜素含量的增加而增加，因此从提
取率也可以反映出发酵液中类胡萝卜素的产量。
3结语
类胡萝卜素是一种胞内色素，细胞破碎方法是否
得当，将直接影响类胡萝卜素的提取。本实验通过对
比几种广泛采用的细胞破碎方法，发现超声波破碎细
胞(功率“0w，时问10min)是最佳的破碎方法。采用
此法破碎培养45h的优美红游动菌细胞，类胡萝卜素
的提取率约为7．62mg·(g干菌体)～。
类胡萝卜素作为一种食品着色剂和添加剂，已经
越来越为人们所重视。从光合细菌中提取类胡萝卜素，
简便可行，所得类胡萝卜素纯度高。为了提高类胡萝
卜素的产量，在后续的研究工作中可以从影响优美红
图5破碎时间对类胡萝I、素提取效果的影响
Fjg．5Innuenceoftimeonthextractingeffectofcarotenoids
游动菌中类胡萝卜素生物合成的环境因素和培养基组
成等方面展开深入、系统的研究。 ’．
．
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万方数据
优美红游动菌类胡萝卜素的提取条件研究
作者： 孙勇， 谢数涛， SUN Yong， XIE Shu-tao
作者单位： 暨南大学水生生物研究所,广东,广州,510632
刊名： 生态科学
英文刊名： ECOLOGIC SCIENCE
年，卷(期)： 2005,24(2)
被引用次数： 3次

参考文献(10条)
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3.翟红梅.张坤生.肖冬光 黏红酵母发酵产类胡萝卜素培养基中添加维生素的优化研究[期刊论文]-食品科技
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