嗜冷细菌生产蓝紫色素技术

  

嗜冷细菌生产蓝紫色素技术

1、项目简介

目前广泛使用的色素包括人工合成色素和天然色素,应用在食品、印染、化妆品、医药、塑料、颜料等方面。尤其是在食品、医药和化妆品等行业,因为人工合成色素的安全性问题,比如苏丹红事件等,使天然色素在世界范围内受到广泛的关注,社会可接受性极强。天然色素主要来源于矿石、植物、动物和微生物。相比较而言,由于微生物生长快、培养容易,容易工业化,因此利用微生物生产天然色素的技术具有广阔的应用前景。微生物生产的天然色素中红色、黄色品系较多,比如大家熟知的红曲色素,类胡萝卜素等,但蓝色色素非常稀有,我国目前还没有开展微生物生产蓝色色素的研究报道。研究建立蓝色色素的微生物生产工艺具有重要研究价值。

本实验室利用一株筛选自新疆冰川的产蓝紫色色素 的细菌,通过 API 和 16S rRNA 方法鉴定为 Janthinobacterium lividum B1 ( CGMCC1194 ) ,为非病原菌。

该菌所产色素在固体培养基中菌落上显紫色,在溶剂中呈现蓝色或蓝紫色(见图 1 )。我们研究了产蓝紫色色素细菌生产色素的特性及其所产色素的基本性质。经培养条件优化,该菌色素最高产量可达到 0.801g 色素粗提物 /g 细胞,比文献报道的产蓝紫色色素微生物的最高产量 0.188g 色素粗提物 /g 细胞高的多。该菌所产色素经过高压液相色谱纯化,并经质谱和核磁共振谱学手段鉴定为紫色杆菌素和脱氧紫色杆菌素。


图 1 色素的溶液和固体状态

一篇日本的文献中报道称,已可以将该紫色杆菌素在聚酯、生丝、聚丙烯纤维、尼龙、维尼纶等 9 种不同的纤维布料上成功染色,如图 2 所示。但是,对于天然色素一个重要的问题是在太阳光下易降解,文献中用硫脲重复处理多次后,可成功抑制色素在太阳光下的褪色。

图 2 色素在布料上的染色

在一些医学研究中,发现该色素有明显的抗生素、抗肿瘤、抗白血病和抗克鲁斯氏锥虫病活性。同时,有研究将该色素的染色和抗菌性能结合,用在食品行业中。因此, Janthinobacterium lividum B1 生产紫色杆菌素的工业应用在我国具有极大开发价值。目前,已完成实验室小试,希望和企业联合进行产业化研究。

2、 联系方式

项目负责人:邢新会

联系地址:清华大学化工系生物化工研究所,北京 100084

联系电话: 62794771 传真:62770304

E-mail : xhxing@tsinghua.edu.cn