番茄紅素(Lycopene)是一種抗氧化活性很強的萜類物質，具有猝滅單線態氧、清除自由基、抑制脂質過氧化等多種生理功能活性，在癌癥預防，抗衰老，保護心腦血管和增強機體免疫力等方面有廣泛應用，被世界衛生組織(WHO)和聯合國糧農組織(FAO)認定為A類營養素，市場前景較好。

　　目前生產番茄紅素常用的方法有直接提取法、化學合成法和微生物發酵法。由于原料番茄的供應受到氣候與季節的影響，使得直接提取法生產成本較高。化學合成法一般以β-紫羅酮為原料，合成過程步驟繁瑣，且化學試劑殘留問題限制了產品的使用范圍。而微生物發酵法由于不受氣候和季節影響、生產周期短、易于大規模培養等優勢逐漸受到人們的關注。因此，在此分享一種使用大腸桿菌作為發酵菌株生產番茄紅素的實驗流程。

構建表達載體和大腸桿菌工程菌

篩選大腸桿菌工程菌

大腸桿菌工程菌的發酵

　　3.1將篩選得到的單克隆陽性菌株接種于不同配方培養基中，按照培養基種類進行分組;

　　3.2于搖床中，對多組樣品進行恒溫培養72小時;

　　3.3發酵過程中每間隔兩小時需對培養基進行取樣檢測(單個樣品取樣與檢測時間約10min，需對培養基及時補液并注意無菌操作);

　　3.4連續記錄72小時發酵期間多組大腸桿菌培養基的濃度數據并以此繪制生長曲線。

番茄紅素的提取與測定

　　本實驗的周期較長，實驗過程中需頻繁對培養基進行取樣分析，耗時耗力的同時易造成培養缺液和污染，對實驗人員的精力和時間安排要求較高。為解決以上多類問題，特別推出寧波新芝這一款微生物生長曲線儀MGC-200，憑借這臺儀器的技術特點可完美適配發酵生產需求，傳統培養方式存在的各類問題也得到完美解決。

01高通量培養

能夠同時最多192個樣品進行檢測(2個孔板適配器)

多種孔板選擇24、48、96孔板

培養體積0.2-2mL

有光照模式，可以培養藻類

02數據精準多樣

全波段檢測300-850nm

可以調取區間任意波段數據

兩種檢測模式-全波段掃描模式和吸光度檢測模式

03數據自動處理

自動識別孔板

預設程序可以中途變溫

04氣體控制

二氧化碳檢測器

氧氣檢測器

能夠滿足專性厭氧和好氧菌體培養

使用流程

01配微生物培養基

按照培養基配方，使用天平稱取一定量的培養基成分，加一定量的純水，配成培養基后，放入高壓滅菌鍋滅菌。

02接菌活化

在超凈工作臺，從固體培養基表面接菌到液體培養基，然后搖床培養一段時間。

03分液

在超凈工作臺，用移液器將菌液和無菌培養基加到微孔板，注意避免手接觸蓋子和底部，防止后續上微生物生長曲線分析儀時影響光路。

04上機

小心將加好液的培養板放置到微生物生長曲線分析儀，注意避免震蕩，防止液滴濺到微孔板蓋子上。然后蓋上微孔板適配器熱蓋，之后合上微生物生長曲線分析儀蓋子。

05設置培養程序

在軟件內設置培養程序，包括培養程序名稱、溫度、培養時間、檢測波長、轉速、統一對照/分組對照等;以大腸桿菌為例，培養溫度設置為36℃，以1%(v:v)進行接種，培養體積為200 μL(96孔板)，檢測波長設置為600 nm，轉速預搖勻速度設置為1100 rpm/min，培養轉速設為800 rpm/min，培養時間設為72 h(常規設為24 h)，采樣時間為2 h/次(最小可設置為5 min/次)。

06設置孔位設計

按照實驗設計，對微孔板上參考樣本、培養樣本等進行設置和命名，選擇是否開光程標準化。

07開機運行

08結束實驗

運行24h后停止培養并獲取數據，關機結束實驗。

應用案例

應用領域

測量不同因子對微生物的的復合效應，如pH、溫度、水分活度、鹽度、化學品等

生物法測量維生素、氨基酸、抗生素、消毒劑、毒素、生物刺激素、生長阻滯劑的含量

連續報告多個培養物中生長參數

污染物生物降解條件的優化

研究噬菌體生長動力學曲線

酵母菌等菌種的研究

研發新的抗菌劑

微生物單細胞蛋白SCP生產工藝的提高(發酵條件優化)

研究酸奶、酒類、食品等生產工藝

酶、蛋白、脂肪酸或其他物質的生產(發酵工業優化)

污水處理、生物膜和活性污泥處理工藝的提高

確定抗菌劑的最小抑制濃度

確定抗生素或其他化合物最小致死劑量

測定不同物質的毒性和潛在誘變性

內毒素的LAL測試

制作微生物、噬菌體、細胞生長的數學模型

研發特征性微生物

研發微生物和細胞的選擇性和非選擇性培養基

細菌尿的檢測

微生物防腐劑的鑒定(耐藥性鑒定類似)