[发明专利]一种高含量虾青素血球藻的规模化生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物培养技术领域，具体涉及一种高含量虾青素血球藻培养方法。

背景技术

虾青素具有超强的抗氧化和捕获自由基的能力，能有效淬灭在剧烈活动过程中肌肉内产生的大量单线态氧和自由基等废物。自由基的化学性质非常活泼，极易参加氧化还原反应，能触发链式反应而导致生物膜上的脂质发生过氧化，从而破坏膜的结构和功能；它能引起蛋白质变性和交联，使酶和激素失活；使机体的免疫能力降低，破坏核酸的结构并导致代谢异常等。虾青素分子有很长的共轭双键，有羟基和位于共轭双键链末端的不饱和酮基，其中羟基和酮基又构成a- 羟基酮（见图1），这些结构都具有活泼的电子效应，能向自由基提供电子或吸引自由基的未配对电子，易与自由基反应而清除自由基，起到抗氧化作用。许多类胡萝卜素都具有生物抗氧化剂的功能，但虾青素的抗氧化作用比一般的类胡萝卜素更强，其还原活性是其它类胡萝卜素的10倍，为维生素E 的100~550 倍，被称为超级维生素E。虾青素具有增强免疫力，抗癌症，防止皮肤衰老，维护眼睛及中枢神经系统健康等多种生理功能。

虾青素进入生物体后可以不经修饰或生物转化直接贮存在组织中，使一些水生动物的皮肤和肌肉出现健康而鲜艳的颜色，使禽的羽毛、皮肤、脚及禽蛋呈现金黄色或红色。此外，在增加养殖对象着色，提高存活率，促进生长、繁殖、发育等方面也具有显著作用。欧美及日本等国已批准将其作为安全的动物饲料。近年，虾青素已广泛应用于水产养殖中。此外，在保健品、化妆品及医药方面，虾青素强大的生理功效和广阔的市场前景也引起了国际上的普遍关注。

目前，国外已成功实现了虾青素的商业化生产，其市场售价约为每千克2500美元，且需求量正在迅速上升中。美国Cyanotech公司已从雨生红球藻中提取虾青素，生产出了BioAstin天然虾青素胶囊，并通过了美国食品及药品管理局认证，达到GMP 标准。该产品在美国、俄罗斯、澳大利亚、日本等地区已成为人们首选的纯天然补充食品。

国际上已具备的虾青素生产工艺有化学合成和生物提取两种，但化学合成的虾青素在结构、功能、应用及安全性等方面均较天然虾青素逊色。目前，世界各国对化学合成虾青素的管理越来越严，如美国已禁止其进入保健食品市场。动物和人体实验的结果表明，天然虾青素无任何致病效应或毒副作用，对人体绝对安全。因此，开发天然虾青素及其生物来源已成为虾青素生产研究的一项重要课题。

如今，在天然虾青素的生物来源中，雨生红球藻中的虾青素含量最高，该藻在逆境中可积累虾青素，其细胞内积累的虾青素占类胡萝卜素总量的90% 以上，虾青素含量可达藻体干重的8%。所含虾青素的结构形式亦与水生动物所需一致，所以被公认为自然界中生产虾青素最好的生物来源，并已成为近年来国内外虾青素研究的热点。

雨生红球藻Haematococcus pluvialis是一种生活在淡水中的单细胞绿藻，隶属于绿藻门(Chlorophyta)、绿藻纲（Chlorophyceae)、团藻目(Volvocales)、红球藻科(Haematococceae)、红球藻属(Haematococcus)，是目前已知的虾青素含量最高的生物。雨生红球藻因自身所积累虾青素物质可高达干重的1.5%～3.0%，被视为天然虾青素的“浓缩品”。因此规模化培养雨生红球藻成为获取天然虾青素的最佳途径，是目前得到各国大力推进的新型生物技术产业。