[实用新型]一种雨生红球藻高浓度诱导虾青素积累的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及微生物应用技术领域，主要涉及到一种诱导雨生红球藻生产虾青素的装置及基于这种装置的诱导方法。

背景技术

虾青素(3，3′-二羟基-4，4′-二酮基-β，β′-胡萝卜素，C₄₀H₅₂O₄)是一种广泛存在于自然界中的一种类胡萝卜素。虾青素比普通类胡萝卜素具有更强的抗氧化活性，高于β-胡萝卜素10倍以上，是维生素E的550倍；其次，虾青素是唯一能够穿透血脑屏障的类胡萝卜素，因而在抗衰老、抗肿瘤、提高免疫力、预防心脑血管疾病方面有着显著作用，有被开发成为抗肿瘤药物的潜能。对天然虾青素生物学功能和药理药效研究表明它是一种安全健康的天然色素，在日本、美国、欧盟、加拿大，虾青素已被批准为安全的人类食品添加剂，用于食品的着色、保鲜、营养补充及用作珍贵鱼类和甲壳类动物和家禽的饲料添加剂，并且已经取得相应的商业化成功。

虾青素广泛存在于海洋环境生物中，如虾及蟹类中，然而在动物中虾青素都是通过食物链从摄取的食物中获得。之前天然虾青素来源于磷虾油、小龙虾油和红法夫酵母，这些来源的虾青素含量只在0.15％到0.4％之间，不能满足市场高效利用的需求。然而，雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)藻源的虾青素是100％左旋(3S-3'S)结构，具有最强的生物学活性。其积累量最高可达藻细胞干重的10.0％，因此被认为是自然界中天然虾青素浓缩的工具。

在大规模利用雨生红球藻生生产虾青素时，一般把生产过程分为营养生长阶段和虾青素诱导积累阶段。在目前的虾青素诱导积累阶段，通常会将收获的藻液稀释，施加诱导因子，然后在开放跑到池或密闭的反应器中完成诱导工作。采用跑到池进行诱导，通常会占用大量的场地；而诱导过程环境的不可控，通常会带来各种污染，严重的甚至会导致诱导失败。在密闭的光生物反应器中进行诱导，稀释的藻液通常会导致昂贵反应器的大量使用；而密闭反应器诱导通常在室外利用太阳光进行诱导，其诱导虽然比开放跑到池中诱导受到环境影响小，但还是会导致不同批次产品质量不稳定及不同批次诱导时间有差异。此外，这两种诱导形式都不能够保证诱导工作全年稳定进行。

鉴于此，本实用新型提出了一种新的反应器以及基于这种反应器的雨生红球藻细胞的诱导方式。通过这种方式，雨生红球藻的诱导可以在高浓度下进行，雨生红球藻的诱导积累虾青素可以全年稳定进行生产。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种诱导环境可控、制造成本低、占地面积小的雨生红球藻高浓度诱导虾青素积累的装置及方法。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的方案为：

一种雨生红球藻高浓度诱导虾青素积累的装置，所述装置由支架、诱导组件和热交换设备组成，诱导组件设置于支架上；所述诱导组件包括依次叠置的调温层、诱导层和光照层；所述调温层为具有进液口和出液口的密封壳体，其具有良好的导热性，调温层的进液口和出液口分别与热交换设备连接；诱导层由透明材料制成，其呈屉形结构或是顶上可打开的盒形结构，诱导层内设有混合耙，所述混合耙由耙头和耙柄组成，耙头上设有软毛；光照层为若干阵列排列的光源，诱导层与光照层间设有隔离板，所述隔离板采用透明材料制成。

该装置，结构简单、操作方便，可极好的控制诱导中环境条件，使藻在高浓度下进行诱导，且诱导环境可控，不受到外界环境的影响，避免了目前虾青素诱导设备昂贵和占地面积过大的不足。

优选地，所述光源为蓝光或蓝光和白光的混合光，且光强大于400μmol/m².s；更佳地，光强大于1000μmol/m².s；最佳地，所述光强为诱导层内部实际的光强而非光源发出的光强，为此，可以在诱导层内部设置光强测量装置。这样的胁迫条件有利于增加诱导效果，提高产量。

优选地，所述诱导层和隔离板由透明的树脂材料或玻璃组成。

优选地，所述诱导层的高度不超过5cm，隔离板的厚度不超过5mm。此规格的装置透光效果好，诱导效率高。

优选地，所述诱导层中设有若干温度传感器，其与热交换设置的控制系统电连接。通过设置于诱导层中的温度传感器可以使该装置的温度控制更准确，更有利于不同批次诱导条件的统一性。

优选地，所述光源为植物生长灯、LED灯带、太阳灯、LED灯泡、灯管、灯盘。

优选地，，所述诱导组件可以是阵列排列的，每一层有若干个，总有若干层。

优选地，所述诱导层内部设有光强测量装置。