专利:WO2021019101-A1

类胡萝卜素商业生产主要分为两大类,化学合成及生物合成,两者间互为竞争关系。化学合成的β-胡萝卜素构型仅有全反式构型,而生物合成则具全反式、单顺式、双顺式及多顺式的多种构型,在生物利用方面具有较大优势。自然界中合成β-胡萝卜素的常用宿主主要有真菌如红酵母、三孢布拉氏霉及藻类如杜氏盐藻、螺旋藻等多种。在工业生产中,为提高产率抑制诸如7,8-二氢-胡萝卜素的杂质,在发酵过程中添加了异烟肼作为抗生素。异烟肼对于生物合成β-胡萝卜素的机制目前仍未知,可以确定的是异烟肼可作为脂肪酸合成酶及细胞色素P450酶的抑制剂。由于面临细菌耐药性等问题,包括异烟肼在内的抗生素大规模使用受到了限制。因此寻找一种新的天然化合物取代异烟肼在生产类胡萝卜素中的地位成为了时下关注的热点问题。

202124日荷兰皇家帝斯曼集团公开了专利WO2021019101-A1,该专利中发现姜黄素可有效增加诸如三孢布拉氏霉等宿主的β-胡萝卜素产量,并对于杂质7,8-二氢-胡萝卜素有降低作用。根据实施例2,一株β-胡萝卜素原产量1.55 g/L的三孢布拉氏霉添加0.3%-1%姜黄素可有效增加最高222%的产物量达到4.99 g/L,高于最初添加异烟肼工艺的产量(添加0.28 g/L异烟肼增产至4.17 g/L)。根据实施例3,姜黄素还可降低7,8-二氢-胡萝卜素含量(添加1%姜黄素,杂质从9.67%初始量降低至3.12%

主要权利要求为:

(1) 类胡萝卜素的发酵生产宿主可为任意原始宿主,最优选为三孢布拉氏霉,发酵中姜黄素最优添加浓度低于1%w/v)。

(2) 根据权利要求(1)发酵中姜黄素添加量应控制在0.01-1%w/v),最优浓度在0.3-1%w/v

(3) 根据权利要求(1)、(2)工艺,β-胡萝卜素较不添加姜黄素至少增产12%

(4) 根据权利要求(1)至(4)发酵过程中会减少7,8-二氢-胡萝卜素的生成。

(5) 根据权利要求(4)工艺,在发酵过程中形成7,8-二氢-胡萝卜素占总类胡萝卜素百分比减少至7%,最多可减少至3%

(6) 根据权利要求(4)、(5)工艺,在发酵过程中7,8-二氢-胡萝卜素较不添加姜黄素减少了70%

(7) 根据权利要求(1)至(6)工艺,β-胡萝卜素占总类胡萝卜素比率提高3%-11%

(8) 根据权利要求(7),β-胡萝卜素占总类胡萝卜素比率至少在90%以上。

(9) 根据权利要求(1)至(8),发酵过程中不添加异烟肼。

(10) 生产类胡萝卜素宿主中添加姜黄素,最优选宿主为三孢布拉氏霉,β胡萝卜素占总类胡萝卜素比率最少提升3%,添加姜黄素最优浓度低于1%,发酵过程中,7,8-二氢-胡萝卜素杂质含量可降低70%

(11) 根据权利要求(10)姜黄素需在发酵过程中添加。

 

 

                                                                                                                                                  (张逸原摘译)


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