Красные дрожжи NZ-01 Что такое астаксантин?

 В настоящее время многие натуральные красные пигменты, такие как сорго красное, виноградная кожица красная и т.д., добываются из сельскохозяйственных продуктов, но из-за сезонного и регионального производства.

 сельскохозяйственных продуктов, производство натуральных пигментов также очень очевидно сезонное и региональное, что ограничивает развитие натуральных пигментов; кроме того, при использовании сельскохозяйственных продуктов для добычи натуральных красных пигментов, отходы сырья большие, и это является одной из основных причин высокой цены[1-1-3] . Поэтому очень важно разработать новые источники природных красных пигментов. Синтез натуральных красных пигментов микроорганизмами с использованием относительно дешевого сырья может в определенной степени удовлетворить рыночный спрос, сэкономить энергию и достичь цели зеленой защиты окружающей среды, поэтому синтез натуральных красных пигментов микроорганизмами является одним из основных направлений будущего развития.

 

Астаксантин является одним из видов каротиноидов, который широко используется в кормовой, пищевой и косметической промышленности благодаря своему ярко-красному цвету и сильной красящей способности, а также обладает хорошими биологическими функциями, такими как антиоксидантное и противоопухолевое действие [4,5]. Красные дрожжи NZ01 могут производить астаксантин с коротким циклом роста и могут культивироваться с высокой плотностью в ферментационных емкостях[5], и массовое производство астаксантина красными дрожжами имеет широкие перспективы применения. Антиоксидантные свойства и стабильность астаксантина красных дрожжей были изучены и проанализированы в данном исследовании, чтобы заложить основу для разработки и применения астаксантина красных дрожжей.

 

1 Материалы и методы

1.1 Материалы для испытаний

Стандарт астаксантина (95,8%), VE, 0,05 моль/л фосфатного буфера pH 7, 2,5% линолевой кислоты в безводном этаноле, 75% этанол, 30% тиоцианат аммония, 0,02 моль/л хлорида железа в 3,5% соляной кислоте, 0,75 моль/л о-диазофена в безводном этаноле, 0,75 ммоль/л сульфата железа, 0,01% перекиси водорода, 722S спектрофотометр. 0,75 моль/л раствор о-диазофена в безводном этаноле, раствор PBS, 0,75 ммоль/л раствор сульфата железа, 0,01% раствор пероксида водорода, спектрофотометр 722S.

 

1.2 Методы испытаний

1.2.1 Определение длины волны максимального поглощения астаксантина   

Возьмите 4 мл раствора для ферментации и центрифугируйте его при 4000 об/мин в течение 10 минут, отбросьте супернатант, промойте его деионизированной водой 2~3 раза, а затем снова центрифугируйте, повторите операцию один раз, после чего получите влажные организмы. Затем добавьте 2 мл раствора диметилсульфоксида и разрушьте стенку при температуре 45℃.

30 мин, затем добавляют 2 мл безводного этанола, экстрагируют диметилсульфоксидом и этанолом (3:2, V/V) до бесцветного состояния, центрифугируют при 4000 об/мин в течение 10 мин, и надосадочную жидкость экстрагируют на УФ-спектрофотометре UV300 при длине волны 300~3000 мкм, и надосадочную жидкость экстрагируют на УФ-спектрофотометре UV300 при длине волны 300~3000 мкм.

Сканирование в диапазоне световых лучей 600 нм.

 

1.2.2 Исследования антиоксидантных свойств астаксантина    

Антиоксидантная активность эмульсионной системы линолевой кислоты - метод тиоцианата железа[6] . Определение способности к вымыванию гидроксильных радикалов - метод окисления о-диазафила Fe[6].

 

1.2.3 Исследования стабильности астаксантина  

 Безводный раствор этанола, содержащий определенную концентрацию астаксантина, помещали в пробирки одинакового размера и отставляли в сторону.

1) Влияние естественного освещения на стабильность астаксантина. Взять астаксантин безводный этанольный раствор поместили в естественный свет, свет (комнатная температура), каждые 1 д время, измерить его значение поглощения, наблюдать за изменением цвета.

2) Влияние температуры на стабильность астаксантина. Настроенный безводный этанольный раствор астаксантина помещали в водяную баню при температуре 20, 30, 40, 50 и 60 ℃ на 120 минут, а значения абсорбции измеряли каждые 30 минут.

3) Влияние значения PH на стабильность астаксантина. Установите значение PH безводного этанольного раствора астаксантина на 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 и оставьте его при комнатной температуре на 120 минут, измерьте значение абсорбции и наблюдайте за изменением цвета.

4) Влияние ионов металлов на стабильность астаксантина. В безводный этанольный раствор образцов астаксантина добавляли различные ионы металлов с конечной концентрацией 0,002 моль/л, а холостой контроль выдерживали при комнатной температуре в течение определенного периода времени, наблюдая за величиной поглощения образцов астаксантина и изменением цвета.

Все эксперименты повторяли три раза и брали средние значения.

 

2 Результаты и анализ

2.1 Определение длины волны максимального поглощения астаксантина

Как видно на рис. 1, астаксантин имеет два пика поглощения света при 400 нм и 500 нм, соответственно, с наибольшим пиком при 500 нм.

 

2.2 Антиоксидантное действие астаксантина в эмульсионной системе с линолевой кислотой

Как показано на рис. 2, антиоксидантные эффекты образцов астаксантина 50 мкг/мл, VE и безводного этанольного раствора стандарта астаксантина в той же системе эмульгирования линолевой кислоты показали различные тенденции антиоксидантных эффектов в разные моменты времени: значение поглощения непрореагировавшей системы эмульгирования было нулевым в 0 ч, а значения поглощения различных групп показали тенденцию к увеличению в 24 ч. Наиболее очевидная тенденция значений поглощения пустой группы была выше значений поглощения трех других групп, что свидетельствует о подавлении окисления линолевой кислоты тремя экспериментальными группами. Значения абсорбции трех других групп также увеличивались, но тенденция к увеличению была относительно медленной, что указывает на подавление окисления линолевой кислоты тремя экспериментальными группами. Через 96 часов кривые образцов астаксантина были явно ниже, чем кривые VE, а кривые стандартов астаксантина были ниже, чем кривые образцов астаксантина. Это указывает на то, что образцы астаксантина оказывают более сильное ингибирующее действие на автоокисление линолевой кислоты, чем VE, но не такое сильное, как стандартный астаксантин.

 

2.3 Уменьшение количества гидроксильных радикалов под действием астаксантина

Как показано на рис. 3, степень поглощения гидроксильных радикалов VE, образцом астаксантина и стандартом астаксантина увеличивалась с ростом концентрации, при этом степень поглощения стандарта астаксантина была немного выше, чем у образца астаксантина, а степень поглощения гидроксильных радикалов у обоих образцов была выше, чем у VE, а степень поглощения гидроксильных радикалов у всех трех образцов составляла более 70% при концентрации 30 мкг/л. Результаты показали, что степень поглощения VE, образца астаксантина и стандарта астаксантина была выше, чем у образца астаксантина.

 

2.4 Влияние света на стабильность астаксантина

Как показано в таблице 1, после 3 дней хранения при комнатной температуре стабильность астаксантина была явно нарушена под воздействием солнечного света, и цвет астаксантина изменился с темно-красного на светло-розовый, в то время как стабильность астаксантина была лучше при хранении вдали от света.

 

2.5 Влияние температуры на стабильность астаксантина

Из рис. 4 видно, что стабильность астаксантина лучше при более низких температурах, стабильность астаксантина снижается с повышением температуры, а разрушение астаксантина особенно очевидно при температуре более 60℃ и времени более 90 мин.

 

2.6 Влияние значения PH на стабильность астаксантина

Как показано в таблице 2, значение абсорбции астаксантина немного увеличивается с увеличением значения PH, когда значение PH составляет 1-10. Он относительно стабилен в кислотных условиях, а в щелочных условиях повреждение астаксантина более очевидно.

 

2.7 Влияние ионов металлов на стабильность астаксантина

Как видно из таблицы 3, Na+, K+, Ca2+, Li2+ оказывали незначительное усиливающее цвет действие на астаксантин, Mg2+, Zn2+, Co2+ не оказывали существенного влияния на астаксантин, Ba2+, Mn2+, Fe2+, Cu2+ оказывали более выраженное разрушающее действие на астаксантин.

 

3 Заключение и обсуждение

Астаксантин в тесте для предотвращения автоокисления линолевой кислоты, выжигания гидроксильных радикалов, эффект лучше, чем VE, причина может быть обусловлена химической структурой астаксантина в дополнение к очень длинной сопряженной двойной связи, в двух концах фиолетового кольца 3,4 позиции гидроксильной группы и ненасыщенной кетоновой группы, эти структуры имеют живой электронный эффект, может быть к свободным радикалам, чтобы предоставить электроны или привлечь свободные радикалы не парные электроны [6]; но Ниже, чем стандартный астаксантин, что может быть связано с чистотой образцов астаксантина, используемых в тесте, чистота стандартного астаксантина составляет 95%, в то время как чистота образцов астаксантина, используемых в тесте, составляет 76%, какие примеси будут влиять на свойства астаксантина в большей или меньшей степени; в ингибировании автоокисления линолевой кислоты и улавливания гидроксильных радикалов в тесте, образцы астаксантина, но также показал хороший эффект, астаксантин имеет большее количество ненасыщенных двойных связей, эти группы играют очень хорошую роль в развитии астаксантина образцы, астаксантин образцы, также показал хороший эффект, астаксантин имеет больше ненасыщенных двойных связей. Эти группы играют хороший антиоксидантный эффект [6].

Результаты эксперимента показали, что астаксантин обладает сильным антиоксидантным свойством, естественный свет, высокая температура и сильная щелочь оказывают различное разрушительное воздействие на стабильность астаксантина, Na+, K+, Ca2+, Li2+ оказывает незначительное усиливающее цвет воздействие на астаксантин, Mg2+, Zn2+, Co2+ не оказывают очевидного влияния на астаксантин, Ba2+, Mn2+, Fe2+, Cu2+ оказывают более очевидное разрушительное воздействие на астаксантин. Ba2+, Mn2+, Fe2+ и Cu2+ оказывают более очевидное воздействие на астаксантин.

По сравнению с литературными данными о свойствах и стабильности астаксантина красных дрожжей в Китае [7-10], астаксантин красных дрожжей обладает более высокой стабильностью, например, устойчивостью к свету, температуре, кислоте и некоторым ионам металлов. Таким образом, полученный астаксантин имеет потенциальное промышленное применение.

 

Ссылки.

[1] WEN Langcong , YAN Ming.  Прогресс биосинтеза каротиноидов красными дрожжами[J].  Китайский журнал микроэкологии, 2004, 16(1):59-60.

[2] Leng Xiangjun , Li Xiaoqin .  Прогресс окраски у водных животных [J].  Журнал водных наук, 2006, 30(1):138-143.

[3] CHEN Cun-She, LIU Yu-Feng, LU Hui-Tian. Исследование производства и стабильности красного пигмента путем ферментации вязких красных дрожжей[J].  China Brewing, 2004(6):13-15.

[4] Connie Zhang , Xia Pan .  Влияние мутагенеза на селекцию красных дрожжей Saccharomyces cerevisiae NZ-01[J]. Пищевая и ферментационная промышленность, 2009, 35(12):15-18.

[5] Конни Чжан, Линь Цинь.  Оптимизация условий ферментации красных дрожжей NZ-01[J]. Biotechnology Circular,2010(4):198-202.

[6] CHEN Jin-Ming, WANG Shi-Ping, MA Li-Zhen, et al. Антиоксидантная активность астаксантина[J].  Журнал питания, 2007, 29(2):63-66.

[7] ZHANG Xiaoli , LIU Jianguo. Антиоксидантные свойства астаксантина и его применение в питании и медицине[J]. Food Science,2006,27(1):258-262.

[8] SUE Min , XIE Daping , LI Shuai .  Стабильность и антиоксидантные свойства красных дрожжевых пигментов[J].  China Brewing, 2008(12):54-57.

[9] LI Ying , WANG Xin.  Экстракция красных дрожжевых пигментов ультразвуковым методом и исследование антиоксидантных свойств пигментов[J]. Журнал Хэйлунцзянского сельскохозяйственного мелиоративного университета Байи, 2009, 21(3):80-83.

[10] Zhang Yingxia , Wu Ligang , Luo Zhihui , et al. Экстракция астаксантина и его стабильность

Исследование влияния применения гербицида на производство пищевых продуктов[J]. Современная пищевая наука и технология, 2008, 24(12):1288-1291.