[发明专利]一种提高钝顶螺旋藻β-胡萝卜素和玉米黄质积累的方法

说明书

本发明涉及一种提高钝顶螺旋藻β‑胡萝卜素和玉米黄质积累的方法，具体的说是一种通过在培养基添加氮掺杂碳点，氮源减量，采用合适的接种密度，光照、温度、pH条件培养螺旋藻，使其β‑胡萝卜素和玉米黄质积累。与全程采用基础培养基培养相比，本发明在β‑胡萝卜素和玉米黄质积累阶段采用氮掺杂碳点氮源减量基础培养基使玉米黄质增加了29～92％，β‑胡萝卜素增加了45～97％。

技术领域：

本发明属于螺旋藻发酵技术领域，涉及一种提高钝顶螺旋藻β-胡萝卜素和玉米黄质积累的方法，具体的说是一种通过在培养基添加氮掺杂碳点，采用合适的接种密度，光照、温度、pH及胁迫条件培养螺旋藻，使其β-胡萝卜素和玉米黄质积累。

背景技术：

钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)是一种营养成分丰富的微型蓝藻，富含蛋白质、多糖、不饱和脂肪酸、类胡萝卜素(β-胡萝卜素和玉米黄质)等，特别是β-胡萝卜素的含量是胡萝卜中β-胡萝卜素含量的15倍。螺旋藻光合效率高、生长繁殖快、对环境适应性强且易采收，是目前工业化规模培养的主要微藻之一。螺旋藻被认为是21世纪最理想的保健品，目前国内外已将螺旋藻广泛应用于食品、保健品、化妆品、医药、饲料等行业。

类胡萝卜素在自然界广泛存在，在人体中发现的类胡萝卜素主要包括α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、叶黄素、玉米黄质、隐黄质和番茄红素。其中β-胡萝卜素等是V_A的前体，是人体内维生素A的主要来源。玉米黄质是一种含氧的天然类胡萝卜素，它与叶黄素属于同分异构体，在自然界中分布广泛，大部分存在于自然界中的玉米黄质为全反式异构体。人体内不能合成玉米黄质，需要通过日常饮食获得。大量研究表明：玉米黄质具有抗氧化、预防黄斑衰退、治疗白内障、预防心血管疾病、增强机体免疫力、减缓动脉粥样硬化等健康功效，和人类健康密切相关。

发明内容：

本发明旨在提供一种同时提高钝顶螺旋藻中β-胡萝卜素和玉米黄质积累的方法。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：将培养至指数生长期的螺旋藻细胞转入添加氮掺杂碳点的培养基，发明人通过对螺旋藻生长条件的优化，采用合适的接种密度、光照、温度及胁迫条件培养螺旋藻，使其β-胡萝卜素和玉米黄质积累量得以提高。

进一步地，培养基中氮掺杂碳点的添加浓度为5～40mg/L；

更进一步地，培养基中氮源浓度为1.25-2.5g/L；

具体地，操作步骤如下：

1)藻种的培养

钝顶螺旋藻细胞在基础培养基中培养，初始接种密度OD₅₆₀为0.2，培养温度28℃，光照强度为3000Lux，培养至指数生长期；

基础培养基组成如下：碳酸氢钠13.6～16.8g/L，碳酸钠2.4～4.03g/L，磷酸氢二钾0.5-1.0g/L，硝酸钠2.5-5.0g/L，硫酸钾1.0g/L，氯化钠1.0g/L，七水和硫酸镁0.2g/L，二水和氯化钙0.04g/L，七水合硫酸亚铁0.01～0.20g/L，A5组分1mL/L，其余为水，pH值8～10，；

其中A5组分配方如下：硼酸2.86g/L，四水氯化锰1.86g/L，七水硫酸锌0.22g/L，二水钼酸钠0.39g/L，五水硫酸铜0.08g/L，四水硝酸钴0.05g/L，其余为水；

2)钝顶螺旋藻细胞β-胡萝卜素和玉米黄质的积累

将培养至指数生长期的螺旋藻细胞作为藻种，将藻种液经离心或过滤洗涤后得到藻泥，接入新鲜添加氮掺杂碳点氮源减量基础培养基，并调整初始接种密度至OD₅₆₀为0.2～0.4；温度26～30℃，pH值8～10，人工光暗比12h：12h光照，培养液受光面光照强度1500～4500Lux，培养9～12天至稳定期收获藻细胞；