[发明专利]一种基于兼养雨生红球藻γ-氨基丁酸的富集方法

说明书

本发明公开了一种基于兼养雨生红球藻γ‑氨基丁酸的富集方法，主要包括：首先利用乙酸钠作为有机碳源培养雨生红球藻至对数培养期后期，经新鲜BBM培养基稀释重悬浮后作为诱导培养液。用纯水配制1g/L NaCl母液，将NaCl母液添加到已经稀释好的诱导藻液中稀释NaCl母液，并将藻液置于高光照下培养；隔天收集藻液，并利用有机溶剂浸提藻细胞内γ‑氨基丁酸(γ‑GABA)，检测γ‑GABA含量。本发明操作简单易行，能够缩短藻细胞生长周期，提高雨生红球藻生物量并大幅提高雨生红球藻中γ‑GABA的含量。

技术领域

本发明属于微藻生物技术领域，具体地说，涉及一种基于兼养雨生红球藻γ-氨基丁酸的富集方法。

背景技术

微藻因其生长速率快且生命力旺盛被广泛关注，微藻可用来生产多种副产物，主要包括油脂、蛋白质、碳水化合物、天然色素、抗氧化剂、氨基酸等。γ-GABA因其具有抗焦虑、抗氧化和生殖生理功能，从而成为学者广泛关注的焦点，但目前天然γ-GABA基本从植物中提取，微藻与植物相比有生长周期短的优势，我们通过检测发现雨生红球藻中也含有γ-GABA，但含量不高，如何提高雨生红球藻的γ-GABA含量和γ-GABA产率是亟待解决的问题。

雨生红球藻属于一种单细胞绿藻，它具有特殊的生物学性质，其生长周期分为快速生长繁殖的游动细胞阶段和积累次级产物的不动细胞(孢子)阶段，这两个阶段所需的适宜培养条件差别较大。在游动细胞阶段，藻体生长繁殖快，需要充足的营养、弱光和适宜的温度，此外，研究表明植物在冷害、热激、盐、机械刺激和低氧等胁迫条件下能够增强谷氨酸脱羧酶(glutamatedecarboxylase,GAD)的活性，从而富集γ-GABA；其中盐胁迫方法简单易行、安全环保。陈春旭等在NaCl浓度为133.5mM、培养温度为33℃胁迫条件下诱导糙米发芽，发现外源NaCl处理能刺激GAD活性，提高γ-GABA含量(陈春旭,王利勤,郭元新,等.盐胁迫对发芽糙米富集γ-氨基丁酸及蛋白组分变化的影响[J].食品科学,2018,39(5):87-92.)。雨生红球藻同植物一样可进行光合作用，推测盐胁迫同样可以提高雨生红球藻中γ-GABA含量。Malcolm R.Brown发现很多海藻细胞中也含有γ-GABA(Brown M R.The amino-acidand sugar composition of 16 species of microalgae used in mariculture[J].Journal of Experimental Marine Biology&Ecology,1991,145(1):79-99.)。雨生红球藻是淡水藻，相较于海藻来说，生存环境最大的差异在于盐浓度的不同，推测盐浓度的提高有利于雨生红球藻中γ-GABA的富集。

现有生物技术中的天然γ-GABA的富集主要采用基因工程改造技术，通过发酵改造过的工程菌株提高γ-GABA的产量。此方法成本较高，且存在一定的食品安全性问题。而植物中γ-GABA的富集一般采用化学诱导剂诱导植物积累γ-GABA，但其含量和产率仍较低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于兼养雨生红球藻γ-氨基丁酸的富集方法，结合兼养-光诱导两步法培养策略，采用可兼养的雨生红球藻，进行藻种兼养的培养使藻细胞在短时间内快速生长，随后稀释至适当的浓度进行光诱导培养，同时结合NaCl诱导藻细胞大量积累γ-GABA，然后利用有机溶剂提取藻细胞内γ-GABA。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于兼养雨生红球藻γ-氨基丁酸的富集方法，包括以下步骤：

步骤1、诱导藻液的制备：在光照条件下，以醋酸钠为碳源的基础BBM培养基兼养培养雨生红球藻，待雨生红球藻生长至对数生长期后期收集藻细胞，用新鲜的BBM培养基稀释重悬浮藻细胞作为诱导藻液；

步骤2、诱导藻细胞积累γ-GABA：用纯水配制1g/L的NaCl母液，将NaCl母液添加到诱导藻液中调节NaCl浓度，并置于高光照条件下诱导培养；

步骤3、隔天收集藻细胞，检测γ-GABA含量。