[发明专利]诱导藻细胞高效合成虾青素的方法

说明书

本发明提供诱导藻细胞高效合成虾青素的方法，属于虾青素合成技术领域，包括：a)沉降并浓缩处于对数生长期的高产虾青素藻液；b)在浓缩藻液中加入冻存液后除上清，预冷冻后迅速冷冻保藏；c)420～440nm的蓝光辐照下诱导培养藻液；d)在含有葡萄糖的无碳源组合培养基中加入发酵助剂进行振荡发酵培养。有益效果为：本方法有助于在藻液冻藏过程中降低藻细胞收到的损伤，首先在培养过程中以特定波长的蓝光辐照诱导细胞形态改变，促进虾青素的合成，然后再发酵过程中加入助剂以丙酮酸和乙酰CoA的通量，强化PP途径和TCA循环，提高对虾青素的代谢合成。

技术领域

本发明属于虾青素合成技术领域，具体涉及诱导藻细胞高效合成虾青素的方法。

背景技术

虾青素(astaxanthin)，又名虾黄质、龙虾壳色素，是一种类胡萝卜素，也是类胡萝卜素合成的最高级别产物，是一种精细深紫褐色粉末，熔点216℃，沸点774℃，密度1.071g/cm3，不易溶于水，易溶于丙酮、乙醇、二氯甲烷、乙醚、正己烷等有机溶剂，其化学结构类似于β-胡萝卜素。化学名称：3,3′-二羟基-4，4′-二酮基β-胡萝卜素，色素Aj067-69，CAS No:472-61-7，分子式C₄₀H₅₂O₄，分子量为596.86。虾青素分子是由4个异戊二烯双键首位连接而成，共有11个共轭双键，是典型的类胡萝卜素碳链结构，由于在虾青素分子中碳原子共轭双键链的两端有不饱和羰基和羟基构成α-羟基酮结构，而α-羟基酮结构具有非常活泼的电子效应，易于清楚自由基等氧化成分，所以天然虾青素应避免受到光热酸碱氧化剂的影响而被氧化成虾红素。

现代研究表明虾青素不仅可以作为色素添加剂，还具有抗衰老、抗氧化、预防心脑血管、抗肿瘤疾病等多种生物活性作用，因此在制药、食品和化妆品行业深受大家的青睐，具有广阔的应用前景。

由于两端的羟基(-OH)旋光性原因，虾青素具有3S-3'S、3R-3'S、3R-3'R(也称为左旋、内消旋、右旋)这3种异构型态，其中人工合成虾青素为3种结构虾青素的混合物(左旋占25％、右旋占25％，内消旋50％左右)，极少抗氧化活性，与鲑鱼等养殖生物体内的虾青素(以反式结构—3S-3S型为主)截然不同。酵母菌源的虾青素是100％右旋(3R-3'R)，有部分抗氧化活性；上述两种来源虾青素主要用在非食用动物和物资的着色上。虾青素中只有藻源的虾青素是100％左旋(3S-3'S)结构，具有最强的生物学活性。除人工化学合成方法之外，天然虾青素的生物来源一般有3种：水产品加工工业的废弃物、红发夫酵母(Phaffiarhodozyma)和微藻(雨生红球藻)。其中，废弃物中虾青素含量较低，且提取费用较高，不适于进行大规模生产。天然的红发夫酵母中虾青素平均含量也仅为0.40％。相比之下，雨生红球藻中虾青素含量却高达1.5～3.0％，因此被看作是天然虾青素的“浓缩品”。尽管雨生红球藻中的虾青素含量最高，但是占比依然较低，因此寻求诱导藻细胞合成更多虾青素的方法具有显著的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供诱导藻细胞高效合成虾青素的方法，本方法有助于在藻液冻藏过程中降低藻细胞收到的损伤，首先在培养过程中以特定波长的蓝光辐照诱导细胞形态改变，促进虾青素的合成，然后再发酵过程中加入助剂以丙酮酸和乙酰CoA的通量，强化PP途径和TCA循环，提高对虾青素的代谢合成。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

马来酸二钠盐作为发酵助剂在诱导藻细胞高效合成虾青素中的应用，其特征在于包括：在培养基中加入发酵助剂对藻细胞进行发酵培养。

为应用上述应用，本发明还提供一种诱导藻细胞高效合成虾青素的方法，包括：

a)沉降并浓缩处于对数生长期的高产虾青素雨生红球藻藻液；

b)在浓缩藻液中加入冻存液后除上清，预冷冻后冷冻保藏；

c)420～440nm的蓝光辐照下诱导培养藻液；