虾青素是一种备受关注的类胡萝卜素,因其优良的机体着色能力被广泛应用于饲料和水产养殖行业。由于虾青素具有很强的清除自由基和抗氧化的能力,在食品、医药等方面也有广阔的应用前景。在自然界可以合成虾青素的微生物中,法夫酵母具有发酵周期短,培养环境易于实现,可以进行高密度培养等优点,是理想的天然虾青素来源。目前主要的研究热点在于高产菌株的选育和发酵工艺的优化。本文研究了法夫酵母发酵过程中添加糖代谢产物的情况,比较了丙酮酸钠、乳酸钠、甘油、乙酸钠、柠檬酸钠及乙醇等六种糖代谢产物的加入对于法夫酵母发酵过程中细胞生长和虾青素合成的影响;考查了乳酸钠的浓度、初始糖浓度、溶氧条件以及乳酸钠添加时间对法夫酵母细胞生长及虾青素合成产生的影响;从代谢通量的变化方面解释了乳酸钠对法夫酵母产虾青素的影响。实验结果表明,乳酸钠、乙酸钠、柠檬酸钠、乙醇在低浓度下可以促进细胞生长和虾青素积累,但高浓度的糖代谢产物对发酵过程没有促进作用,乙酸钠、乙醇、甘油等甚至可能抑制法夫酵母细胞的生长。2 g/L乳酸钠对细胞生长有一定的抑制作用,但可以显著提高虾青素的产量,在此条件下,法夫酵母的细胞产率为4.07 g/L,仅为对照组的79.2 %,虾青素单位产率可达544μg/g DCW,比对照组增加了15.8 %。通过改变摇瓶中的培养基装液量考查了不同溶氧水平下乳酸钠对发酵的影响,培养基中添加2 g/L乳酸钠后,法夫酵母对溶氧的需求有所减少,在溶氧偏低的条件下虾青素的产率基本不变。在发酵前期添加乳酸钠,有利于促进虾青素的合成,在发酵24 h时加入2 g/L乳酸钠,虾青素体积产率为2.20 mg/L,比对照组提高了22.7 %。初始糖浓度对乳酸钠的促进作用没有太大的影响。在7 L发酵罐实验中对乳酸钠的促进效果进行验证,在指数期后期流加葡萄糖和乳酸钠的混合溶液,虾青素合成和细胞产率都得到了显著的促进。虾青素产量最高可达17.7 mg/L,与对照组相比提高16.8%,细胞产率在指数期后期达到45.0 g/L,是对照的151%。在乳酸钠的作用下,PP途径得到增强,而EMP途径有所减弱。由于虾青素的合成需要大量的乙酰辅酶A和能量,而乳酸在乳酸脱氢酶的作用下可以直接进入代谢网络的后半程,因此乙酰辅酶A的通量和进入TCA循环的通量得到了显著加强,从而促进了虾青素的合成。