[发明专利]一种提高微藻生产虾青素含量的方法

说明书

本发明属于活性分子领域，尤其涉及一种提高微藻生产虾青素含量的方法。本发明公开了醇类化合物在提高微藻生产虾青素含量中的应用，还公开了醇类化合物在制备提高微藻生产虾青素含量的产品中的应用。本发明还提供了一种提高微藻生产虾青素含量的方法，包括以下步骤：1)获得处于平台期的微藻，将醇类化合物与平台期微藻混合，得到处理后的微藻；2)收集处理后的微藻，分离、提取微藻中的虾青素。该发明能显著提高微藻生产虾青素含量，而且该方法效率高，成本低，具有广泛的工业应用前景。

技术领域

本发明属于活性分子领域，尤其涉及一种提高微藻生产虾青素含量的方法。

背景技术

虾青素(astaxanthin)是一种具有强抗氧化活性的类胡萝卜素。虾青素的化学名称为3,3’-二羟基-4,4-二酮基-β,β’-胡萝卜素，分子式为C₄₀H₅₂O₄，其具有的长的共轭不饱和双键以及共轭双键末端的α-羟基酮结构，使得其具有更活泼的电子效应，能够有效清除自由基，具有强的抗氧化作用。

目前投入生产的虾青素的来源主要有三种，水产废料，红发夫酵母(Phaffiarhodozyma)及雨生红球藻(Ranga Rao,A2010)。相比而言雨生红球藻有以下优点：1.自身可以进行光合作用，不需要额外提供碳源，2.逆境下诱导积累大量类胡罗卜素的方式，不仅赋予了其在逆境胁迫下的强大生存能力也使其成为天然虾青素含量最高的物种。雨生红球藻细胞内合成的虾青素是左旋虾青素，而工业生产的及其他来源的虾青素都是三种旋光物的混合物。但同时利用雨生红球藻生产虾青素也有一些弊端：如藻生物量积累缓慢，增殖缓慢，容易污染，及需要外界胁迫条件来诱导产生虾青素。因此国内外学者正致力于通过雨生红球藻培养条件的优化、分子改良等方法使雨生红球藻可以同时获得虾青素和生物量的积累。

微藻由于具有生物量大，生长周期短，易培养等优点，被视为生产色素，维生素，多不饱和脂肪酸等高附加值产品的重要来源。产类胡萝卜素的微藻可以在逆境下天然合成包括虾青素在内的大量类胡萝卜素(最多可占藻干重的4～5％)，雨生红球藻最高可生产占干重3～5％的虾青素(Jinek,M.,et al.2012)。

雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)属于绿藻门(Chlorophyta)、绿藻纲(Chlorophyceae)、团藻目(Volvoeales)、红球藻科(Haematococceae)、红球藻属(Haematococcus)。是一种具有双鞭毛的淡水单细胞绿藻，藻细胞直径约5～50μm，细胞壁由纤维素层和果胶质层等内外两层组成。雨生红球藻具有三种营养类型，即光合自养(photoautotrophic)、化能异养(heterotrophic)及混合营养(mixtrophic)。有研究证明在光照条件下额外添加醋酸盐可以有效提高雨生红球藻的营养水平。雨生红球藻的生活史呈现多样性，具有微小细胞(microzooid)，游动细胞(motile macrozooid)，不动孢子(non-motile palmelloid)和红细胞(haematocyst)四种形态。在弱光、氮磷丰富的环境中主要以绿色的游动细胞的形式存在，细胞呈前端凸起的椭圆形，原生质体和细胞壁间存在较大空间，细胞具两条顶生、等长、长度约等于体长的鞭毛，细胞大小约20～30μm，这一过程中藻细胞生长旺盛，光合作用强，细胞多呈绿色，细胞内主要含有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素，仅有少量β-胡萝卜素；而在不利条件(高光、高温、高盐和营养饥饿)下，则以不动孢子(厚壁孢子)形式存在，此时藻细胞呈圆形，失去鞭毛无法游动，细胞直径10μm～50μm不等，此时细胞内含有的主要色素成分是虾青素和β-胡萝卜素，藻细胞呈现红色。传统观点认为，累积虾青素主要在厚壁孢子阶段进行。雨生红球藻的增殖方式为细胞分裂，遭遇不良环境会转变成厚壁孢子。雨生红球藻是否营有性生殖目前尚无明确报道。雨生红球藻生产虾青素的技术仍有待完善，尤其在雨生红球藻培养、虾青素积累及提取等方面仍存在微藻生产虾青素含量低技术难题。