[发明专利]一种虾青素的工业制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及虾青素的制备方法。

背景技术

虾青素(astaxanthin)化学名称为3，3`-二羟基础-β，β-胡萝卜素-4，4`-二酮，又称 虾黄质、虾黄素、龙虾壳色素，分子式为C₄OH₅₂O₄，是一种非维生素A源类胡萝卜素，广 泛存在于生物界中，特别是水产动物的虾、蟹、鱼和鸟类的羽毛中。虾青素具有水溶性和亲 脂性，易溶于二硫化碳、丙酮、苯和氯仿等有机溶剂。

虾青素为极具发展前景的营养色素和抗氧化剂类的物质，能吸收活性纯态氧而防止其 它分子或组织的过氧反应。它具有强抗氧化、抗衰老、抗病毒、抗机体着色等多种生物活性， 在医药、功能性食品、化妆品、饲料添加剂、化工等行业已有着广阔的市场需求并具有广阔 的开发前景。虾青素是一种极具潜力的类胡萝卜素添加剂，具有以下几方面的功能：具有独 特的着色功能，在进入动物体内后可以不经修饰或生物转化而直接储存、沉积在组织中，从 而使鱼类的肉质、虾壳和家禽的表皮及卵黄着色，使其色泽鲜艳；其次虾青素还具有许多重 要的生理功能，其在促进抗体的产生、增强动物的免疫功能、抗氧化、清除自由基的产生等 方面的能力均强于β-胡萝卜素；另外，养殖方面的研究也表明，虾青素对鱼类的生长繁殖 有重要的作用，可作为激素促进鱼卵受精，减少胚胎发育的死亡率，促进个体生长，增加成 熟度和生殖力，如瑞士罗氏公司的研究者们注意到高色素鱼卵比低色素鱼卵对光敏感度低， 且繁育率高。而虾青素具有的免疫刺激作用对于解决当今集约化生产引起的疾病问题具有重 要的意义。

目前，进入市场的虾青素根据其生产来源可分为：

1、化学合成的虾青素

用化学法生产虾青素不仅生产成本高，难以在饲料中推广应用，而且还存在一定残留毒 性，FDA(美国食品和药物管理局)只批准其在饲料工业中应用，不能应用于药品及食品 领域。而且，在欧盟已经开始质疑化学合成虾青素对水产养殖的安全性，并拟就是否允许其 继续在饲料中运用展开讨论。

2、天然来源的虾青素，其中天然虾青素的生产方法主要有三种：

1)从水产下脚料(虾、蟹的壳等)中提取，但从水产下脚料(虾、蟹的壳等)中提取 虾青素常由于原料不稳定、虾青素含量低及工艺复杂等而无实际生产意义。

2)从露天养殖的藻类中提取，藻类养殖法生产虾青素主要是利用雨生红球藻，该藻不 仅虾青素含量较高[折0.16％～1.61％(干藻体)]，而且具有耐高温，耐极端pH值，易在户外 培养等优点，因而被认为是一种具有产业化前景的天然虾青素资源。但是该藻生长及合成、 积累虾青素需要强光照、高温、高渗透压，需采用露天大水面(海水)养殖，因此这种养殖 方法存在如下弱点：

①受地理和气候条件的限制，如：只有少数地区具备相对适宜气候环境，且受季节、天 气等变化的影响明显；如养殖期间遇到暴雨因养殖水体渗透压急剧降低导致藻体细胞破溃死 亡等；②雨生红球藻生长极慢，养殖周期长(一个培养周期常需一个月)，生产效率低；③ 在营养生长期内抵抗细菌和原生动物污染的能力差，不易建立稳定、高效的生产技术体系； ④占用场地大，养殖水体中藻体密度小，折算为，且含有其它浮游生物杂质；⑤雨生红球藻 中的虾青素是以酯化的形式存在的，动物的消化利用率及生物活性都偏低。

3)利用微生物发酵生产，微生物发酵法生产天然虾青素，具有使用场地小，不受地理 和气候条件限制，发酵液中虾青素合成积累快，含量高(浓度大)、杂质少，生产周期短， 效率高，虾青素产品活性强、安全等许多优势。通过高产菌种的选育及发酵工艺控制等可提 高虾青素的产量。

发明内容

本发明的目的旨在于提供一种利用优选的高产菌种，结合生物技术与发酵工程技术，低 成本、高产量地生产天然虾青素的方法。

所说的虾青素的制备方法如下：

1)按体积比菌种：培养基为1∶(5～10)，将菌种接种至装有培养基的250ml摇瓶中， 在20～25℃的摇床中以200rpm的转速，培养20～30小时；然后按照8～12％的接种量接种 至装有培养基的1000ml的摇瓶，在20～25℃的摇床中以200rpm的转速，培养20～30小时， 测定发酵液中细胞干重为6～8g/L；