[發(fā)明專(zhuān)利]用于藍(lán)綠藻培養(yǎng)的光生物反應(yīng)器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202080010114.8
• 申請(qǐng)日: 2020-01-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113383065A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 克里斯蒂亞諾·加比亞蒂
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 克里斯蒂亞諾·加比亞蒂
• 主分類(lèi)號(hào): C12M1/00
• 分類(lèi)號(hào): C12M1/00
• 代理公司: 深圳市弘為力創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44751
• 代理人: 康曉春

本發(fā)明涉及用于人類(lèi)直接食用的藍(lán)綠藻的高效、質(zhì)量控制生產(chǎn)領(lǐng)域，用于提取蛋白質(zhì)、維生素和氨基酸，以及用于生產(chǎn)裝載有特殊同位素13C的有機(jī)材料。本發(fā)明的目的是描述一種高效光生物反應(yīng)器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于人類(lèi)直接食用的藍(lán)綠藻的高效、質(zhì)量控制生產(chǎn)領(lǐng)域，用于提取蛋白質(zhì)、維生素和氨基酸，以及用于生產(chǎn)裝載有特殊同位素¹³C的有機(jī)材料。

背景技術(shù)

本領(lǐng)域技術(shù)人員已知藍(lán)綠藻，一種被稱(chēng)為藍(lán)細(xì)菌的細(xì)菌，負(fù)責(zé)地球大氣的早期氧化：它們繁殖消耗二氧化碳(CO₂)并產(chǎn)生氧氣(O₂)，因此它們是進(jìn)行光合作用的和自養(yǎng)的。藍(lán)綠藻天然存在于淡水湖泊和熱帶或亞熱帶水域中。一些天然存在的藍(lán)綠藻在墨西哥和非洲地區(qū)用于人類(lèi)食用。當(dāng)在受控條件下生長(zhǎng)時(shí)，例如確保不存在產(chǎn)生毒素的細(xì)菌和重金屬的任何污染，藍(lán)綠藻可用作膳食蛋白質(zhì)、維生素、氨基酸和礦物質(zhì)的極好來(lái)源。今天，它們被用于減肥計(jì)劃，作為素食或純素飲食的補(bǔ)充，以及對(duì)抗許多疾病，如注意力缺陷多動(dòng)障礙、糖尿病、壓力、疲勞、焦慮、抑郁、花粉熱和經(jīng)前綜合癥。兩種特殊的藍(lán)細(xì)菌，鈍頂節(jié)旋藻和極大節(jié)旋藻，也稱(chēng)為螺旋藻，對(duì)人類(lèi)食用特別有用。螺旋藻通過(guò)二元裂變繁殖，并具有小氣泡，使其在水生環(huán)境中漂浮。螺旋藻的營(yíng)養(yǎng)成分(維生素、蛋白質(zhì)、必需氨基酸、礦物質(zhì)、無(wú)脂肪)含量非常高，是宇航員飲食的理想補(bǔ)充劑；它含有大量的C-藻藍(lán)蛋白，這是一種來(lái)自捕光藻膽蛋白家族的色素蛋白復(fù)合物，具有強(qiáng)大的抗氧化和抗炎作用，可以降低癌癥的風(fēng)險(xiǎn)，并鍛煉護(hù)腦護(hù)肝的功能，尤其是通過(guò)減少活性氧(ROS)誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激；螺旋藻還能降低壞的LDL(低密度脂蛋白)，提高好的HDL(高密度脂蛋白)，控制導(dǎo)致糖尿病的血糖，有據(jù)可查的抗高血脂和抗高血壓作用；它保護(hù)壞的低密度脂蛋白免受氧化，氧化是許多疾病的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素，包括心血管、神經(jīng)系統(tǒng)和非酒精性脂肪肝疾病和糖尿病；眾所周知，它可以在動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中減少癌癥的發(fā)生，并逆轉(zhuǎn)人類(lèi)的口腔黏膜白斑；它降低血壓；它可以對(duì)抗貧血、疲勞和改善免疫功能；提高肌肉力量和耐力；它降低血糖水平；最后但并非最不重要的是，螺旋藻降低了糖尿病并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)[Shih:2009gb,Farooq:2014hy,Kamarei:1985gk,Parikh:2001fs,Mazokopakis:2013bu,TorresDuran:2007ba,Park:2008ks,Ismail:2015hf,Ku:2013ck,Lee:2008fy,Ismail:2009up,Akao:2009hp,Mathew:1995fj,Bhavana:2013hp,Selmi:2011im,Kalafati:2010ho,Lu:2006je,Ou:2012jw,Ou:2013gf,Jarouliya:2012uy]。螺旋藻還可用作肥料的添加劑。

鑒于其能夠輕松消耗CO₂并產(chǎn)生有機(jī)物質(zhì)，螺旋藻的生長(zhǎng)是生產(chǎn)以稀有穩(wěn)定同位素¹³C標(biāo)記的有機(jī)物質(zhì)的首選方法，從以¹³C標(biāo)記的供給碳源開(kāi)始，這些碳源通常以無(wú)機(jī)形式¹³CO和¹³CO₂進(jìn)行利用。¹³C標(biāo)記的蛋白質(zhì)、維生素和氨基酸可以直接從¹³C-螺旋藻中提取，并在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)一步加工以產(chǎn)生數(shù)千個(gè)¹³C標(biāo)記的有機(jī)分子。¹³C標(biāo)記的分子在分子生物學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和先進(jìn)藥物開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的測(cè)試程序中具有廣泛的用途。作為最近引入的程序的一個(gè)例子，由于¹³C的強(qiáng)核磁矩，¹³C標(biāo)記的物質(zhì)可以通過(guò)動(dòng)態(tài)核極化將它們的核磁矩排列在優(yōu)選方向上而被超極化，然后以液體溶液的形式被注射至活生物體中，在那里它們可以通過(guò)超極化磁共振成像(HP-MRI)被追蹤，這提供空間和化學(xué)信息，允許探測(cè)和研究特定的代謝和蛋白質(zhì)組學(xué)途徑。