[發明專利]一種富含精氨酸的螺旋藻培養方法

有效

• 申請號: 201611042390.4
• 申請日: 2016-11-24
• 公開（公告）號: CN108102998B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 薛松;姚長洪;劉瑞國;曹旭鵬;陸洪斌;姜君鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C12N1/38
• 分類號: C12N1/38;C12N1/20;C12R1/01
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發明涉及螺旋藻培養積累精氨酸，具體的說是一種通過控制營養鹽的添加培養螺旋藻，使其積累精氨酸。將培養至指數生長期的螺旋藻細胞轉入硫限制的培養基，自然光照或人工光照，培養至穩定期收獲藻細胞，其精氨酸含量和產量分別達到藻干重的5％～8％和65mg/L～140mg/L，比營養豐富條件下螺旋藻分別提高2～3倍和20％～40％。本發明實現了光合自養固碳快速高效地生產富含精氨酸螺旋藻，所涉及的培養方法具有營養鹽消耗少、生產成本低、獲得的精氨酸產量和含量高、與碳減排過程相耦合等優點，擁有良好的經濟效益和環境效益。

技術領域

本發明涉及螺旋藻培養積累精氨酸，具體的說是一種通過控制營養鹽的添加，采用合適的接種密度、光照、溫度和pH值培養螺旋藻，使其積累精氨酸。可用于富含精氨酸的螺旋藻培養、生產以及以精氨酸為原料的食品、保健品、醫藥、精細化學品制造等相關領域。

背景技術

精氨酸是一種半必需氨基酸，在人體內具有重要的生理、代謝和營養作用。具體功能表現在：精氨酸是鳥氨酸循環中的一個組成成分，它能夠增加肝臟中精氨酸酶的活性，對高氨血癥，肝臟機能障礙等有利；精氨酸是精子蛋白的主要成分，有促進精子的質量，提高精子運動能量的作用；精氨酸可有效提高免疫力、對抗癌細胞及預防病毒感染。目前精氨酸廣泛應用于食品、保健品、化妝品、醫藥等行業。精氨酸可以用動物羽毛進行酸水解來生產，這種方法在中國由于原料豐富、成本低等因素而廣泛應用，但是這種方法會產生比較嚴重的環境污染問題。和其他氨基酸一樣，精氨酸也可以微生物發酵生產。Corynebacteriumglutamicum是生產精氨酸的工程菌，可以利用它發酵生產精氨酸。但是采用發酵方法生產精氨酸需要添加有機碳源，生產成本高，并且發酵過程釋放大量CO₂，同時發酵廢液含有高濃度的有機碳/氮化合物，對環境污染嚴重，因此開發新的環境友好型可持續生產精氨酸的工藝方法是精氨酸產業重要的發展方向。

螺旋藻是一種的多細胞絲狀藍藻(Blue Green Algae)，又稱藍細菌(Cyanobacteria)，屬藍藻門(Cyanophyta)、藍藻綱(Cyanophyceae)、顫藻目(Oscillatoriales)、顫藻科(Osciallatoriaceae)、節旋藻屬(Arthrospira)。螺旋藻是光合自養微藻，可以利用太陽光能吸收無機碳源，進行光合作用，其生長速度快，光合效率高，且耐高鹽堿環境，在熱帶、亞熱帶地區淡水或鹽堿性湖泊中均有分布，生長繁殖能力強，是目前世界上規模最大的商業化生產微藻。螺旋藻含有豐富的蛋白質、不飽和脂肪酸、色素、多糖、維生素和微量元素，被認為是21世紀最理想的保健品。螺旋藻細胞含有精氨酸，然而正常培養條件下螺旋藻精氨酸的含量很少，不到細胞干重的3％，達不到保健的功能，同時也影響了螺旋藻精氨酸的產量，增加了后續加工提取的成本，使其難于產業化生產。因此，利用螺旋藻高效光合固碳的綠色環境友好特性，開發一種積累精氨酸的螺旋藻培養方法，是目前亟待解決的問題。

發明內容

本發明旨在提供一種富含精氨酸的螺旋藻培養方法。為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

將培養至指數生長期的螺旋藻細胞轉入硫限制性培養基，通過控制營養鹽的添加，采用合適的接種密度、光照、溫度和pH值培養螺旋藻，使其積累精氨酸。可按如下步驟具體操作：

1)藻種的培養