一株细菌产红色素提取条件的优化.pdf

中国食品加试验研究
China Food Additives.
株细菌产红色素提取条件的优化
左勇,傳彬,杨小龙,叶碧霞,张晶
(四川理工学院生物工程学院,自贡643000)
摘要:为优化一株细菌XF105产胞内红色素的提取条件,采用单因素试验研究温度、时间、固液比、
溶剂浓度对红色素提取效果的影响。在单因素试验结果的基础上,利用响应面法对红色素提取条件进行优化。
实验结果,红色素的最佳提取条件为:乙醇浓度95%,提取温度70℃,提取时间为2.05h,固液比1:15,24
在该条件下进行验证试验,测得红色素乙醇溶液的OD值为0.2943(平均值),与理论值0.307较为接近,吻合
度达到95.9%。
关键词:红色素;提取条件;响应面法
中图分类号:TS202.3
文献标识码
文章编号:1006-2513(2016)06-0096-06
Optimization of bacterial production of red pigment
extraction conditions
ZUO Yong, FU Bin, YANG Xiao-long, YE Bi-xia, ZHANG Jing
( College of Bioengineering, Sichuan University of Science and Engineering, Zigong 643000)
Abstract The optimum extraction conditions for red-pigment from intracellular pigments of XF 105 were determined
using single factor experiment. Temperature, time, solid-liquid ratio and solvent concentration effecting on the
extraction of red pigment were investigated. On the basis of single factor experiment, esponse surface method was
then applied. The optimal extracting conditions were: ethanol concentration 95%, 70C, 2.05 hrs extracting, solid
liquid ratio I: 15.24. Under the above conditions, the OD values of the pigment ethanol solution average was
0.2943, and was very close to the theoretical value of 0.307, the match was 95.9%
Key words: red pigment; extraction; response surface method
色素主要分为合成色素和天然色素两大类,有机溶剂漫提法具有操作简单、设备要求低、溶
天然色素因其安全性高、着色自然且具有一定营剂易回收等优点,适宜细菌色素的提取。在微生
养及保健功能4,越来越被人们所重视。在天物产色素的提取中,由于不同的菌株及色素所需
然色素研究中,色素的提取是色素生产的重要环要的浸提剂和提取工艺存在一定的差异,因此需
节,其提取方法选择得是否合适将直接影响色素要选择合适的提取剂、优化色素提取工艺能够有
质量及产量。目前,天然色素的提取方法主要效降低生产成本、提高提取效率
有5:有机溶剂浸提法、超临界CO2萃取法、
天然红色素是天然色素中应用最广泛的一
徴波辐射提取法、酶法等。在这些提取方法中,类9,目前,已投入应用的天然红色素主要来源
收稿日期:2016-01-06
基金项目:四川省教育厅成果转化项目(15C20022),四川理工学院研究生创新基金项目(y2014029
作者简介:左勇(1972-),男,教授,主要从事发酵工程方面的研究。E-mail:sezuoyong(@om.com。
96
2016年第6期
万方数据
中国食品添加剂
试验研究
China Food Additives
于植物,但由于植物色素原料受到产地、气候、100mL/250mL的发培养基中(12层纱布盖封
季节等因素限制且提取成本高昂,很难实现大规口),28℃,150r/min条件下摇床培养48h
模生产,对微生物色素的研究开发将是解决上述1.2.2红色素的测定
问题的有效途径之
采用紫外一可见分光光度计在300~800nm
本研究以一株从土壤中筛选得到的红色素产波长条件下对红色素乙醇溶液进行光谱扫描,测
生菌株XF105为研究对象,选用有机溶剂浸提法定红色素在乙醇中的最大吸收波长,以最大吸收
提取其胞内红色素,采用单因素试验探究提取温波长条件下的吸光度表示红色素量。
度、时间、料液比等因素对红色素提取效果的影1.2.3红色素的提取方法
响,并在此实验结果的基础上利用相应曲面法对
采用单一有机溶剂浸提法。
红色素提取条件进行优化,以期为微生物红色素1.2.4红色素提取条件的优化
的开发利用提供基础研究。
采用在单因素试验研究温度、时间、液固比
等因素对红色素提取效果的影响,并在此试验结
1材料及方法
果的基础上,进行Box- Behnken中心组合实验设
1.1材料
计,以OD3值为参考指标,对红色素提取条件
1.1.1菌种
进行优化。
从四川自贡砂质土壤中分离筛选得到的一株
产红色素细菌XF105(现保藏于中国典型培养2实验结果及分析
物保藏中心,保藏号为 CCTCCM2014644)。
2.1最大吸收波长扫描结果
1.1.2主要试剂及仪器
将红色素95%乙醇溶液在波长为
乙酸乙酯,甲醇,乙醇,石油醚(60~90),300nm~800nm条件下进行紫外一可见光波长
丙酮,二氯甲烷。纯度均为分析纯,购于成都市下扫描,其吸收光谱结果见图1。
科龙化工试剂厂。
PHS-3C酸度计,奥豪斯仪器(上海)有限
0.35
公司;HLMJ-250恒温恒湿箱,上海雷韵试验仪
器制造有限公司;T6新世纪紫外可见分光光度三2
计,上海分析仪器总厂;TG-16台式高速离心0.15
机,四川蜀科仪器有限公司
1.1.3培养基
种子培养基:可溶性淀粉20g,KNO31.0g
500
600
700
800
波长/nm
Naci 0.5g, Mgso4 7H2O 0.5g, K2, 0.5g
FeSO,?7H2O0.01g,蒸馏水1L;pH7.2。
图1红色素的全波长扫描
发酵培养基:可溶性淀粉30g,KNO31.5g,
Fig. 1 The full wavelength scan map of red pigment
Nacl 0.5g, Mgso: 7H2O 2.0g, K2, 1. 0g
由图1可知,红色素的95%乙醇溶液在
FeSO2?7H2O0.01g,蒸馏水IL,pH7.2。
波长为503mm处有最大吸光度,且在波长为
1.2方法
300mm~800nm范围内未见其他峰,说明红色素
1.2.