[发明专利]一种光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及催化剂技术领域，公开了一种光催化剂及其制备方法，将含有歧化烷基的邻苯二甲腈、磷酸酯基邻苯二甲腈与Zn(Ac)subgt;2/subgt;混合，向混合物中加入正戊醇和DBU，在氩气保护下，回流反应，减压蒸出正戊醇后提纯得光催化剂，并公开了光催化剂在提高雨生红球藻微生物油脂虾青素含量中的应用。在应用中，可同时兼顾生物量增长和虾青素积累，生物量可达1.0g/L(以干菌丝体计算)，干菌丝体的油脂含量可达40％，其中虾青素含量可达13％。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

虾青素被认为是最强的天然抗氧化物质，获取虾青素的主要方法有化学合成和生物提取法，雨生红球藻生物发酵方法是工业上获取虾青素的重要方式之一。现阶段，生物发酵法在工业生产中遇到的主要问题有两点，一是发酵时间过长(10-15天左右)，二是雨生红球藻生物量大约只能达到0.8-0.9克(干菌丝体重/每升发酵液)，干菌丝体中虾青素含量只有4％左右。对比裂殖壶菌发酵制备DHA，其生物量可达3-5克(干菌丝体重/每升发酵液，发酵时间5-7天)，干菌丝体中DHA含量高达16％。过长的发酵时间意味着过多的能耗成本，含量较低的虾青素则会造成提取成本上升和其作为原料使用量的增加，这些都不利于工业生产的盈利和商业应用的开展。即使考虑到菌种差异，雨生红球藻发酵也有着相当大的差距和改进空间。

为了解决上述的问题，利用各种不利环境胁迫的方式给予雨生红球藻一定的生存压力，使其为了应对外界压力而更快更多的合成虾青素，成为一种常用的策略。现有研究发现的胁迫条件主要包括物理和化学方式，专利(CN202111333052.7、CN202111072243.2、CN202110803610.5)利用叶黄素、草酰乙酸钠、延胡索酸钠等化学物质促进雨生红球藻积累虾青素,但化学胁迫会造成持续存在的有毒发酵环境，从而减缓雨生红球藻的增殖造成产量下降，另外对代谢途径的改动可能产生一些内外毒素，这些都会影响到其微生物油脂的后续应用安全。

高光胁迫是常用的物理方式，专利(CN202111205985.8)利用LED光照(强度约5000lx)协同碳酸钠等碱性物质诱导能够提高虾青素的积累效率，但高光带来的问题是：在工业生产中的能耗过高且会发热造成发酵液升温，有时需要外加降温设备，这些都会大幅增加生产成本。因此在实际工业应用上，还是需要开发一种高效率低能耗的物理方式来进行环境胁迫。