[發明專利]一種利用旋轉生物膜反應器貼壁培養雨生紅球藻生產蝦青素的方法

有效

• 申請號: 201710315181.0
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN107058440B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 魏雪團;葉成蔭;溫志友;冀志霞;陳守文
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: C12P23/00
• 分類號: C12P23/00;C12N1/12;C12R1/89
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 江麗麗;王敏鋒

本發明公開了一種利用旋轉生物膜反應器貼壁培養雨生紅球藻生產蝦青素的方法，包括以下步驟：1、種子液制備；2、貼壁培養；3、生物量積累：達到穩態之后，將旋轉生物膜反應器的培養液更換為含2.1 g/L硝酸鈉的BG11培養液，進行分批或補料?分批培養；4、蝦青素誘導：采用缺氮脅迫或/和高光強脅的方式誘導雨生紅球藻積累蝦青素，即將上述培養液更換為不含硝酸鈉的BG11培養液或/和將光照強度提高至4500~10500 lx；5、蝦青素提取。本方法充分發揮了旋轉生物膜反應器中雨生紅球藻快速貼壁生長的優勢，可以收獲較高濃度的生物質，提高了蝦青素的生產效率，降低采收成本。

技術領域

本發明屬于微藻應用領域，具體涉及一種利用旋轉生物膜反應器貼壁培養雨生紅球藻生產蝦青素的方法。

背景技術

蝦青素是一種類胡蘿卜素，具有強烈的抗氧化作用，它淬滅單線態氧和捕捉自由基的能力比β-胡蘿卜素高10余倍，比維生素E強100多倍(詳見參考文獻1：Capelli B,Bagchi D,Cysewski G.Synthetic astaxanthin is significantly inferiorto algal-based astaxanthin as an antioxidant and maynot be suitable as a humannutraceutical supplement.Nutrafoods,2013,12:145-152)，且可以增強免疫反應、提高抗癌活性。蝦青素常作為食品添加劑廣泛應用于食品、保健品行業。蝦青素可由藻類合成，目前國內外報道最多的生產藻是雨生紅球藻。雨生紅球藻生產蝦青素的優點是：單細胞生物繁殖快、培養簡單、易于提取，且藻粉可直接應用于食品及飼料工業，雨生紅球藻已成為國際上天然蝦青素生產的研究熱點。

傳統方法多通過液體懸浮培養體系培養雨生紅球藻生產蝦青素，這種培養方法存在雨生紅球藻生長速度慢，生物質濃度低，占地面積大，資源利用率低，采收困難等問題。旋轉生物膜反應器可貼壁培養藻類，可緩解傳統液體懸浮培養中資源利用率低、采收成本較高等問題(詳見參考文獻2：Gross M,Henry W,Michael C,Wen Z.Development of arotating algal biofilm growth system for attached microalgae growth with insitu biomass harvest.Bioresource Technology.2013,150,195-201)。藻細胞固定在材料表面形成生物膜，完全暴露在空氣中，可以直接從大氣中獲得二氧化碳，避免了傳統懸浮液體培養中氣液交換的限制，大大地提高了藻細胞的光合效率，可以提高藻生物量，獲得較高濃度的生物質；反應器可向高空發展，占地面積小，采收容易。然而，旋轉生物膜反應器還未用于培養雨生紅球藻生產蝦青素。本發明利用旋轉生物膜反應器貼壁培養雨生紅球藻生產蝦青素，有望解決雨生紅球藻生長緩慢、蝦青素產率低的難題，具有重要的應用價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用旋轉生物膜反應器貼壁培養雨生紅球藻生產蝦青素的方法，以加快雨生紅球藻生長，獲得較高濃度的生物質和蝦青素，提高蝦青素產率，并降低收獲成本。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種利用旋轉生物膜反應器貼壁培養雨生紅球藻生產蝦青素的方法，包括以下步驟：

1)種子液制備：將雨生紅球藻藻種接種至含BG11培養液的三角瓶中，在光照強度1000～4000lx、室溫下，培養5-7d，制備種子液；其中BG11培養液組成為：硝酸鈉1500mg/L，磷酸氫二鉀40mg/L，七水硫酸鎂75mg/L，二水氯化鈣36mg/L，檸檬酸6mg/L，檸檬酸鐵銨6mg/L，乙二胺四乙酸二鈉1mg/L，碳酸鈉20mg/L，硼酸2.86mg/L，四水氯化錳1.86mg/L，七水硫酸鋅0.22mg/L，二水鉬酸鈉0.39mg/L，五水硫酸銅0.08mg/L，六水硝酸鈷0.05mg/L；