[發(fā)明專利]煙氣CO2馴化促進雨生紅球藻生長和蝦青素積累的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610103822.1
• 申請日: 2016-02-25
• 公開（公告）號: CN105586262B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程軍;岑可法;王智化;周俊虎;劉建忠;黃鎮(zhèn)宇;周志軍;楊衛(wèi)娟;張彥威
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: C12N1/12
• 分類號: C12N1/12;C12P23/00;C12R1/89
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

本發(fā)明涉及生物活性保健品開發(fā)技術(shù)，旨在提供煙氣CO₂馴化促進雨生紅球藻生長和蝦青素積累的方法。該煙氣CO₂馴化促進雨生紅球藻生長和蝦青素積累的方法包括步驟：將雨生紅球藻液體依次用體積濃度為6％的高濃度CO₂氣體、體積濃度為10％的高濃度CO₂氣體馴化培養(yǎng)；然后再用燃煤電廠煙氣迭代馴化培養(yǎng)，獲得目標藻株；將目標藻株用燃煤電廠煙氣，依次在3000～3500Lux的低光照強度、7500～10000Lux的高光照強度下培養(yǎng)后，將藻液離心和冷凍干燥得到雨生紅球藻干藻粉。本發(fā)明顯著提高了生長速率和蝦青素產(chǎn)量，其生長速率比空氣條件下提高了47％，蝦青素含量提高了25％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于生物活性保健品開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及煙氣CO₂馴化促進雨生紅球藻生長和蝦青素積累的方法。

背景技術(shù)

蝦青素是目前已知的自然界最強的抗氧化劑，其抗氧化性是維生素C的6000倍，維生素E的1000倍，茶多酚的200倍，葡萄籽提取物的50倍。蝦青素可以增強機體的抗衰老、消炎、抗紫外線和免疫功能，因此，被用于保健品、化妝品、食品和飼料添加劑等多種功能產(chǎn)品中。自然蝦青素來源中，雨生紅球藻的蝦青素含量最高，約占其干重的1-5％(Minxi Wana，2014)，并且，其所含蝦青素的結(jié)構(gòu)與生物體所需蝦青素結(jié)構(gòu)一致，這是合成蝦青素和其他天然蝦青素所不能比擬的，被公認為天然蝦青素最好的生物來源，是目前投入蝦青素商業(yè)化應(yīng)用的唯一藻類。然而，雨生紅球藻生長緩慢，比生長速率約為0.15/d-0.64/d(Orosa,2005；Kaewpintong,2006；Imamoglu,2010)。緩慢的生長速率帶來其它藻類入侵、原生動物污染等多種問題，是雨生紅球藻大規(guī)模生產(chǎn)中存在的主要難題。

由于空氣中低濃度CO₂在水中的傳質(zhì)速率較低，微藻養(yǎng)殖40％的能耗用于空氣泵持續(xù)提供空氣維持微藻生長，而利用煙氣高濃度CO₂養(yǎng)殖微藻，不僅可以將微藻養(yǎng)殖的能源投入降低70％(Lam et al,2012)，還可以促進微藻生長和蝦青素積累。借助平板反應(yīng)器、連續(xù)管式反應(yīng)器等，雨生紅球藻對2％-5％高濃度CO₂的固碳效率可達到13.55％to 49.15％，生物質(zhì)和蝦青素產(chǎn)量顯著提高(Kang，2010；Lee，2015；Giannelli，2015； Kwak,HS，2015)。以5％CO₂為碳源培養(yǎng)雨生紅球藻可將蝦青素的產(chǎn)量提高至175.7mg/l，是以醋酸鹽為碳源的異養(yǎng)培養(yǎng)的2.7倍(Kang等，2005)。此外，高濃度的CO₂可以代替缺氮培養(yǎng)基和醋酸鹽培養(yǎng)基誘導(dǎo)蝦青素的合成和積累，降低成本。向蒸餾水中間歇性通入純二氧化碳可促使蝦青素積累，其含量與缺氮培養(yǎng)基中蝦青素含量相近 (Imamoglu，2009)。但是，在燃煤電廠煙氣的高濃度(12～15％)CO₂條件下，雨生紅球藻生長會受到抑制。Cheng等人(2016)利用高濃度CO₂培養(yǎng)雨生紅球藻核誘變突變藻株發(fā)現(xiàn)，當(dāng)CO₂濃度由空氣提高至6％，生物生產(chǎn)力提高了82％。但是，當(dāng)CO₂濃度提高至10％以上時，雨生紅球藻的生長受到抑制。Yin等人(2015)將20％CO₂通入生物膜反應(yīng)器中培養(yǎng)雨生紅球藻發(fā)現(xiàn)其生物量比1.5％CO₂降低了15％，蝦青素含量降低了40％，將直接導(dǎo)致工業(yè)生產(chǎn)時間的延長和生產(chǎn)效益的降低，所以，如何利用燃煤電廠煙氣CO₂提高雨生紅球藻的生長速率和蝦青素產(chǎn)量仍是一個技術(shù)難題，如果能有所突破將對提高蝦青素生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種利用燃煤電廠煙氣CO₂馴化提高雨生紅球藻生長速率和蝦青素含量的方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的解決方案是：