CN1291237A - 草酸青霉亚美尼亚变种的菌株及其应用 - Google Patents

草酸青霉亚美尼亚变种的菌株及其应用 Download PDF

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Abstract

草酸青霉亚美尼亚变种菌株CCM8242产生结构式(Ⅰ)的蒽醌基羧酸衍生物,其可用作着色剂,特别是食品着色剂或化妆品着色剂。

Description

草酸青霉亚美尼亚变种的菌株及其应用
技术领域
本发明涉及具有生产新的红色色素的特性的真菌的新菌株，所述的红色色素可用作为食品和化妆品工业的着色剂。
背景技术
在食品工业和化妆品工业中，在相应的产品的组成成分中需要溶解性良好的着色剂，其颜色不显示向红效应并且其在煮沸时是稳定的。
当将所述的属于草酸青霉的菌株培养于液体或固态形式的培养基时，在培养的第二天即已观察到红色色素的合成增加，该红色色素释放到培养基中。纯化的红色色素的产量是1升营养培养基中1．5-2克。
本发明的内容
本发明涉及草酸青霉亚美尼亚变种(Penicillium oxalicum var．Armeniaca)菌株CCM8242，其产生结构式Ⅰ的蒽醌基羧酸衍生物
Figure 9881393600031
该菌株保藏于国际保藏机构CCM，即Masaryk大学的捷克微生物保藏中心，Tvrdeho 14，60200 Brno，捷克共和国，保藏日1998年3月19日，保藏号为CCM8242。
所说的菌株形成60-70×5-6微米的短分生孢子梗，各个帚状棒包括2-7个分生孢子，该分生孢子呈直径为15-20微米的圆形，具有光滑的金黄色表面，在用显微镜检查中易于区分。光滑的金黄色表面，在用显微镜检查中易于区分。
在Czapek’s无机培养基中，菌株形成标准生长的菌落，该菌落在培养的第三天达到2-2．5厘米，在第五到第六天达到4．5厘米，该菌落是不确定(unbooked)的、天鹅绒状，菌丝短，能形成孢子，具有易碎表面并且碎裂。当振荡具有成熟的培养物的容器时，分生孢子的特征是它们大块掉落。没有显示圈的效果。菌丝体短，呈浅绿色，在培养过程中转变为深绿色。生长的菌落的边缘有1-2毫米宽的白色。菌落的反面呈红色，在培养物的生长过程中所说的红色变深，并且扩散到琼脂中，使之呈广泛着色的明显的红色。
在作为有机培养基的麦芽琼脂中，菌落大，具有短的浅绿色的菌丝体。在菌株生长期间，没有显示红色的生物合成，或仅仅稍微产生。
在以甘蓝汁琼脂或土豆汁琼脂为代表的有机培养基中，形成快速生长的菌落，具有5-7厘米的直径。菌丝体易碎，呈绿色。其显示产生更高产量的金黄色分生孢子。在培养物的生长期间，菌落的反面产生红颜色并且红色色素扩散到琼脂中，变成深红色。
菌落反面的色素沉积开始于菌株培养的第二天，并且在培养的第7天达到最大值。在培养基的pH值低于3和高于9时，在培养物进行标准生长时，红色色素的生物合成停止或产生得很少。产生红色色素的最适pH值是5．6到6．2。没有产生气味或渗出物。
菌株强烈地水解淀粉，它不稀释明胶并且不使牛奶胨化。
其吸收天冬氨酸，缬氨酸，丝氨酸和酪氨酸形式的有机氮。
L-(+)-麦芽糖，L-(+)-阿拉伯糖，D-(+)-山梨醇和D-(+)-麦芽糖是多糖营养的极好的来源。
对于有机酸，它吸收琥珀酸，乳酸和马来酸。
真菌生长和色素的生物合成的最适温度是27-29℃。生产菌株可在37-38℃的温度下繁殖，并且不会失去形成色素的特性。在温度为+4℃到+5℃的冰柜中在含有甘蓝汁琼脂化的培养基的试管中借助于定期的重接种方法，可以保持真菌生产菌株。重接种的期间为2-3个月。
本发明的另一方面提供了生产式Ⅰ的蒽醌基羧酸衍生物的方法，其中将上述生产菌株在25-30℃的温度生长，优选的是在27-29℃生长，优选的标准压力为0．5-0．8大气压，有利的是以280rpm持续混合，以1．2空气体积比1．0液体培养基体积的比例供应空气，培养基的pH值为3-9，优选的是5．8到6．2，该培养基含有碳水化合物，优选的是1．5到1．8重量％，并含有氨态氮，优选为0．66-0．69重量％，培养60-72小时，优选的是64-68小时。
本发明的另一方面是根据本发明方法获得的式Ⅰ的蒽醌基羧酸衍生物，以及其作为着色剂、特别是食品着色剂或化妆品着色剂的应用。
获得的混化合物的实验式为C25H26O14，分子量为520．2。根据分析(紫外光谱，衍射光谱和质谱)，其属于蒽醌。
该色素是暗红色结晶粉末，在水溶液中呈木苺红色。在结晶形式或溶液中无臭无味。
其熔点是127℃(分解)。其不溶于水，溶于碱性溶液(pH为9．0到9．5)和乙醇。在蛋白，脂肪和浓乙酸中溶解性良好。色素的颜色不基于pH值发生变化，意味着没有向红效应。它对光具有高度稳定性，对温度具有抗性。在溶液中在100℃煮沸5小时没有发生颜色的变化。它在可见光范围内(Xmax=435mm和502mm)吸收光。峰值的比例为1．0-1．5。
借助于定期从使用的菌种重接种可在具有琼脂化的甘蓝汁液体培养基的试管中进行生产菌株培养物的繁殖。
例如可以通过下面的方法制备上述的培养基：
将200到300克的精细磨碎的甘蓝加入到1升的饮用水中，并且煮沸20分钟。在冷却到50℃温度之后，过滤溶液。将滤液补充到1升，加入20克琼脂。在70-80kPa(0．7-0．8大气压)对该培养基灭菌20分钟。将温度为50-55℃的制备的培养基分装到无菌的直径为18×150毫米的试管中，每个试管为6-8毫升，在下面条件下高压蒸气灭菌：116℃，蒸气压力为1．0大气压，灭菌时间为20分钟。
在灭菌之后，将具有琼脂培养基斜面的试管预先在37℃的温箱中干燥1天。以生产菌株的培养物接种上面的试管，将它们置于27-29℃到成熟。培养时间是5天。
通过在具有甘蓝汁琼脂的培养皿中重接种孢子收获该微生物的活性菌落。选择活性菌落的根据是菌落的着色强度的最小直径为0．5到1厘米，表面光滑并且生长圈最小为0．1到0．2厘米。将活性菌落收集到甘蓝汁琼脂中。
基于其形态和培养特性，回收的真菌菌株最接近于草酸青霉(根据I．M．Pidoplichko，1972)。
为获得式Ⅰ的化合物，可以借助于浸没方法，在含有液体培养基的发酵罐中培养生产菌株。接种材料的量是3-7重量％。在接种之后，使用具有在甘蓝汁中培养5天的培养物。种子材料的培养是在27-29℃的温度培养64到68小时。
进行微生物学合成程序的最适条件包括温度为27-29℃，以圆周速度为280／分钟持续混合，以1．2空气体积比1．0培养基体积的比例供应空气，运行的发酵罐中的标准压力为0．5到0．8大气压。
在已经发酵了生产微生物30到35小时之后，培养物上层液体变成红色，在培养68-72小时之后，红色的强度呈其最大值-深鲜红色。
作为培养基的成分，可以使用碳水化合物，各种多糖，多官能醇和烃，以及蔗糖生产的废料-糖蜜，其量为每升水为10-20克。
对于氮源，可以使用玉米提取物，酵母自溶物或提取物，也可以使用各种形式(如氨基酸)的含氮化合物，氮的用量为0．5到0．7重量％。
培养基的最适值如下：pH5．8-6．2，碳水化合物的含量为1．5-1．8重量％，氨态氮的含量为0．66-0．69重量％。
实施例
培养基的组成
实施例1
粒状糖                        12-20克／升
玉米提取物                    5-10克／升
硫酸锌                        0．002克／升
硫酸镁                        0．001克／升
实施例2
粒状糖                        12-20克／升
酵母提取物                    5-10克／升
硫酸锌                        0．002克／升
硫酸镁                        0．001克／升
实施例3
糖蜜                          12-20克／升
玉米提取物或酵母
提取物或自溶物                5-10克／升
硫酸锌                        0．002克／升
硫酸镁                        0．001克／升
将已在接种装置中培养了2天的草酸青霉亚美尼亚变种CCM8242接种到发酵罐的培养基中，接种材料的量为培养基的3-7％体积。从真菌生物量分离培养物上清液
在红色色素的生物合成完成之后，从培养基过滤液体或离心以从生物量分离出液体。为了沉淀色素，将液体酸化到pH3．0-2．5。可采用任何有机或无机酸进行酸化。可以以硫酸铝钾AlK2(SO4)3进行沉淀。因此获得了不溶于碱和醇的色素。它在pH为9．0-10．0的碱性溶液中是可溶的。在沉淀之后，通过离心从液体分离色素。
实施例4
将沉淀溶解于乙醇并过滤。除去醇，获得结晶形式的色素。
实施例5
将沉淀溶解于pH为9．0-10．0的氨溶液中。获得了5-50％的红色色素的水溶液。
工业实用性
本发明的技术的终产物是来源于微生物的红色色素，可应用于食品和化妆品工业。

Claims (7)

1．草酸青霉亚美尼亚变种的菌株CCM8242，其产生结构式Ⅰ的蒽醌基羧酸衍生物：
2．生产权利要求1所定义的式Ⅰ的化合物的方法，其特征在于在25-30℃的温度，0．5-0．8大气压的标准压力下，在含有碳水化合物和氨态氮的pH3-9的液体培养基中培养权利要求1的生产菌株60-72小时。
3．根据权利要求2所述的方法，其特征在于在27-29℃的温度，0．5-0．8大气压标准压力下，以280rpm的圆周速度持续混合，以1．2空气体积比1．0培养基体积的比例供应空气，培养基的pH为5．8-6．2，并含有1．5-1．8重量％的碳水化合物和0．66-0．69重量％的氨态氮，培养64-68小时。
4．由权利要求2或3的方法获得的权利要求1中定义的式Ⅰ的蒽醌基羧酸衍生物。
5．权利要求4定义的蒽醌基羧酸衍生物作为着色剂的应用。
6．权利要求4定义的蒽醌基羧酸衍生物作为食品着色剂的应用。
7．权利要求4定义的蒽醌基羧酸衍生物作为化妆品着色剂的应用。
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