[發明專利]一種添加胡蘿卜汁誘導雨生紅球藻高效積累蝦青素的方法

有效

• 申請號: 201710013292.6
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN106834405B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 孟春曉;陳國強;高政權;吳冠勛;郭艷蕓;杜煥敏;張瑞豪;林彬;王苗苗;崔猛
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: C12P23/00
• 分類號: C12P23/00;C12R1/89
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種添加胡蘿卜汁誘導雨生紅球藻高效積累蝦青素的方法，采用如下步驟：（1）制備藻液：培養雨生紅球藻細胞到對數生長期，獲得誘導培養的藻液；（2）積累蝦青素：先將胡蘿卜洗凈、消毒，在無菌環境下去皮，加等質量無菌水勻漿，用四層滅菌紗布除去碎渣，10000r/min離心10min，取上清制成母液。將母液添加到已培養好的藻液中至胡蘿卜汁最終含量為0.025±0.005L/L藻液；然后將藻液在28±2℃、光強4800±200lx、光暗比為24h/0h及營養鹽饑餓的復合脅迫條件下培養18±1d。本發明簡單易行、成本低廉、環保安全、能大幅提高蝦青素產量，從而顯著提高雨生紅球藻生產蝦青素的效率。

技術領域

本發明提供一種添加胡蘿卜汁誘導雨生紅球藻高效積累蝦青素的方法，屬于生物技術領域。

背景技術

天然蝦青素（3，3'-二羥基-4，4'-二酮基-β，β'-胡蘿卜素，C₄₀H₅₂O₄）是一種具有極強著色和抗氧化作用的紅色類胡蘿卜素，它在醫藥、化妝品、食品及養殖工業中有廣泛應用（Guerin M et al, 2003）。與其它類胡蘿卜素一樣，它有一個很長的共軛雙鍵，但該雙鍵末端還含有不飽和的α-羥基酮，這種結構使得蝦青素比普通類胡蘿卜素具有一些特殊的生理功能（Kamath et al, 2008）。主要體現在兩個方面：首先，具有超強的抗氧化活性。有研究顯示蝦青素抗氧化活性顯著高于β-胡蘿卜素（10倍以上）、玉米黃素、角黃質、維生素C和維生素E（550倍）等常見抗氧化物質；其次，大量研究表明，蝦青素能大幅提高人和動物的免疫力，還能防治癌癥，有被開發成為抗腫瘤藥物的潛能（Hussein et al, 2005）。對天然蝦青素生物學功能和藥理藥效研究表明它是安全健康的天然色素，在日本、美國、歐盟、加拿大已被批準為安全的人類食品添加劑，用于食品的著色、保鮮、營養補充及用作珍貴魚類和甲殼類動物和家禽的飼料添加劑（Hussein et al, 2006）。

雨生紅球藻（Haematococcus pluvialis）在多種脅迫條件下，如強光、高溫、營養鹽（氮、磷）饑餓、高鹽等，能夠迅速合成并大量積累蝦青素，其積累量最高可達藻細胞干重的4.0%，遠遠高于從水產品廢棄物（蝦蟹等甲殼）提取和利用紅發夫酵母（Phaffia rhodoxyma）發酵生產蝦青素的產量（0.15%—0.4%），因此被公認是目前自然界中生產天然蝦青素最理想的工具（Boussiba, 2000）。

過去關于刺激雨生紅球藻積累蝦青素的誘導因子研究大多集中在物理因子和化學因子。添加含有蝦青素前體的天然生物質誘導雨生紅球藻高效合成蝦青素的應用還未見報道，同上述誘導因子相比較，含有蝦青素前體的天然生物質具有制備簡單、效益高、無毒無激素類物質殘留等優勢。胡蘿卜（Daucus carrot），又稱甘荀，是傘形科胡蘿卜，屬二年生草本植物，以肉質根作蔬菜食用。胡蘿卜中含有大量由4個異戊二烯雙鍵首尾相連而成的β-胡蘿卜素（C₄₀H₅₆），屬四萜類化合物，在分子的兩端各有1 個β-紫蘿酮環，中心斷裂可產生2個維生素A 分子，有多個雙鍵且雙鍵之間共軛。它是自然界中最普遍存在也是最穩定的天然色素，也是形成天然蝦青素的前體物質。這個過程可由兩條路徑產生：一條是β-胡蘿卜素經羥基化反應在 C-3，3'位形成β-隱黃質和玉米黃素兩種中間產物，C-4再氧化形成3-二羥基-2-酮-β-胡蘿卜素，進一步氧化形成蝦青素；另一條路徑是β-胡蘿卜素在 C-4,4'位經過氧化反應生成海膽酮和角黃質，以兩種物質為中間產物，經過羥基化，形成4-二酮-3-羥基-β-胡蘿卜素，進一步在C-3羥基化位形成蝦青素（Margalith et al, 1999）。