[发明专利]一种高产虾青素的突变菌株及其应用

说明书

本发明涉及微生物筛选技术领域，具体涉及一种虾青素高产菌株及其应用。申请人从落叶上筛选到的自然菌株红法夫酵母XQ（Phaffia rhodozyma XQ），其虾青素产量为55.77mg/mL。申请人进一步通过紫外诱变和2‑脱氧‑D‑葡萄糖筛选获得的突变菌红法夫酵母XQS，其虾青素产量得到显著提高，达78.42 mg/mL，比出发菌红法夫酵母XQ提高了40.6%，且遗传性状稳定，取得了意料不到的技术效果。所述突变菌株可广泛应用于虾青素的生产，有利于降低生产成本，实现虾青素的有效推广和使用。

技术领域

本发明涉及微生物筛选技术领域，具体涉及一种高产虾青素的突变菌株及其应用。

技术背景

虾青素(Astaxanthin)，化学名称为3，3-二羟基-β, β’-胡萝卜素-4, 4’-二酮，是一种非维生素A源的酮式类胡萝卜素。由于其呈天然的紫红色，所以最初在欧美一些国家是作为色素而被用做水产业的饵料添加剂。药理学和生理学研究发现虾青素具有极强的生物抗氧化性，其抗氧化和淬灭自由基的能力比β胡萝卜素强1.7倍，比维生素E强80倍，此外还具有促进抗体产生增强免疫力以及抗紫外线辐射等作用，因而在水产业、医药、食品、化妆品等方面有着广阔的应用前景。

虾青素的生理功能主要有以下几个方面：1）抗氧化作用。虾青素强大的抗氧化活性是因为其能稳定膜的结构，降低膜通透性、限制过氧化物启动子进入细胞内。保护细胞内重要分子免受氧化损伤。同时虾青素可能具有潜在的成为促氧化剂诱导氧化应激的产生。2）抗癌作用。对膳食类胡萝卜素摄入量和癌症发病率或死亡率间关系的调查发现，癌症总发病率或死亡率与类胡萝卜素的摄入量呈显著负相关。比较各种类胡萝卜素抗肿瘤活性，以虾青素的作用效果最强。虾青素的抗肿瘤活性可能与它在细胞间的信号传导，与异型物质代谢酶的诱导生成，与肿瘤细胞相关的免疫反应调节有关。3）增强机体免疫力。虾青素能明显增强机体局部和全身的免疫能力，这种免疫调节特性与抗氧化性相结合，在防止疾病的发生与传播中发挥重要作用。更重要的是虾青素能增强体内T细胞的功能，增加嗜中性白细胞、自然杀伤细胞的数目，参与机体细胞免疫；虾青素还可以增加免疫系统中B细胞的活力，消灭外源入侵的病原体，通过协助产生抗体并提高其他免疫组分的活性发挥作用。4）着色作用。类胡萝卜素是水生动物体内的主要色素物质，而虾青素占水生动物体内类胡萝素的大部分，因此可以说虾青素是水生动物体内的主要色素物质。虾青素是类胡萝卜素合成的终点，它进入动物体后可以不经修饰或生化转化而直接贮存在组织中，具有极强的色素沉积能力，使一些水生动物的皮肤和肌肉出现健康而鲜艳的颜色，使禽蛋及禽的羽毛、皮肤、脚、项均呈现健康的金黄色或红色。

虾青素广泛存在于生物界，特别是虾、蟹、鱼和鸟类的羽毛。虾青素的生产主要有3种方法：化学合成法、提取法和微生物发酵法。化学合成法具有生产成本较低，产量高等优点，但是合成的虾青素多为顺式结构，而动物机体只对反式虾青素有较高的吸收利用率；提取法主要从水产品加工的废弃物中提取虾青素，提取前必须除去废弃物中的石灰质成分，提取费用高且容易污染。当前微生物发酵生产虾青素的方法主要有两种，一是利用藻类生产（如雨生红球藻培养）；二是利用酵母发酵生产虾青素（如红法夫酵母），发酵法生产的虾青素天然无污染，但受到成本高、培养条件苛刻、产量低等因素的制约。例如，红法夫酵母野生菌株产虾青素量低，发酵温度低易于退化，而且当葡萄糖的质量浓度过高时，虾青素产量会急剧的下降，这些性质使其工业化生产受到制约。

因此亟需通过选育获得高产虾青素、耐高温、发酵温度高、不易退化的优良菌种，以提高虾青素的产量。

发明内容

本发明为解决现有技术问题，提供了一种高产虾青素的红法夫酵母（Phaffia rhodozyma）菌株。所述红法夫酵母是通过紫外诱变的方法筛选出的突变株，能大大提高虾青素的产量，为低成本、规模化生产虾青素奠定了基础。