[發明專利]利用植物激素和鐵離子誘導小球藻合成蝦青素的方法

有效

• 申請號: 201110321005.0
• 申請日: 2011-10-14
• 公開（公告）號: CN103045709A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 王艷;秦松
• 申請（專利權）人: 中國科學院煙臺海岸帶研究所
• 主分類號: C12P23/00
• 分類號: C12P23/00;C12R1/89
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 周秀梅;李穎

技術領域

本發明屬于微藻生物技術領域，特別涉及一種利用植物激素和鐵離子誘導小球藻合成蝦青素的方法。

背景技術

蝦青素(Astaxanthin)是一種鮮紅色脂溶性色素，屬于酮式類胡蘿卜素。大量實驗表明，蝦青素不但具有獨特的著色功能，而且還表現出超強的抗氧化特性和多種生物活性。由于突出的生理功能，蝦青素在水產及家禽養殖、食品、化妝品、醫藥等領域具有廣闊的應用前景，因此幾十年來利用各種途徑生產蝦青素一直是國內外普遍關注的熱點問題。

目前蝦青素的規模化生產主要依靠化學手段人工合成，或是從甲殼類動物及其加工后的廢物、紅法夫酵母(Xanthophyllomyces?dendrorhous，即以前的Phaffia?rhodozyma)及雨生紅球藻(Haematococcus?pluvialis)中提取生物合成的天然蝦青素。由于生產技術難度高及菌種和藻種本身的限制，蝦青素的產量有限，遠遠不能滿足市場需求，這也在一定程度上制約了天然蝦青素的廣泛應用。

小球藻Chlorella?zofingiensis合成蝦青素的能力自二十世紀90年代報道后引起了廣泛關注，被認為有可能成為新的天然蝦青素工業來源。1994年，Rise等首次報道了C.zofingiensis在高光和氮缺乏的協同作用下，能夠在胞內大量合成并積累蝦青素，用以抵御光氧化損傷。隨后，C.zofingiensis的蝦青素合成模式、合成途徑、及其合成途徑上關鍵基因的表達調控機制陸續被報道出來。2005年，Ip和Chen首次發現了光照不是誘導C.zofingiensis蝦青素積累的必要條件，在黑暗條件下C.zofingiensis仍然能以較快的速度合成蝦青素，提出了暗異養培養C.zofingiensis生產蝦青素的概念，并申請了美國專利(US2005214897-A1)。上述研究進展暗示，雖然小球藻C.zofingiensis和雨生紅球藻H.pluvialis一樣同屬單細胞綠藻，但二者的細胞生理生化特性和蝦青素合成機制截然不同。因此，C.zofingiensis源蝦青素的生產工藝不能照搬照抄現有的H.pluvialis源蝦青素的生產模式和調控技術，必須專門針對C.zofingiensis細胞特性及其蝦青素代謝調控機制建立一套新的工藝流程和設備，這是C.zofingiensis源蝦青素產業化生產前必須首先完成的任務。

發明內容

本發明提供一種利用植物激素和鐵離子誘導小球藻合成蝦青素的方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種利用植物激素和鐵離子誘導小球藻合成蝦青素的方法：

(1)活化培養：將小球藻(Chlorella?zofingiensis)在液體培養基中活化培養，獲得同步化生長的藻液，待用；

(2)誘導培養：取步驟(1)中生長到處于指數生長期的藻液，并向藻液中添加植物激素和鐵離子，同時補充碳源和氮源進行培養，直至藻體細胞內蝦青素的積累量最高時培養結束(取樣采用液相色譜法測定蝦青素積累量)，收集菌株細胞破壁提取蝦青素。

所述活化培養是將小球藻(C.zofingiensis)培養于液體培養基中振蕩發酵養，培養條件為溫度20-30℃，光強0-200μmol?m^-2s^-1，轉速100-200rpm，光暗比為12-24h/12-24h。所述液體培養基為Kuhl、BG-11、BBM、Basal、CZ-M1、KM1中的一種。所述Kuhl培養基為：10g/L葡萄糖、1g/L硝酸鉀、89mg/L十二水磷酸氫二鈉、621mg/L二水磷酸二氫鈉、246mg/L七水硫酸鎂、9.3mg/L?EDTA、6.9mg/L七水硫酸亞鐵、14.7mg/L二水氯化鈣、0.29mg/L七水硫酸鋅、0.17mg/L一水硫酸錳、0.06mg/L硼酸、0.002mg/L五水硫酸銅、0.012mg/L四水鉬酸銨、1000ml水，pH?6.5。

所述誘導培養為取步驟(1)中生長到處于指數生長期的藻液，并向藻液中添加植物激素和鐵離子，同時補充碳源和氮源進行振蕩發酵養培養，培養條件為溫度20-30℃，光強0-200μmol?m^-2s^-1，轉速100-200rpm，光暗比為12-24h/12-24h；直至藻體細胞內蝦青素的積累量最高時培養結束(取樣采用液相色譜法測定蝦青素積累量)，采收細胞破壁提取蝦青素。