[發明專利]一種培養用于制造蝦青素的紅球藻屬生物的方法

在審

• 申請號: 202111314239.2
• 申請日: 2016-09-09
• 公開（公告）號: CN113862323A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: B·波多拉;M·麥爾可尼恩;A·科斯塔基佩爾斯多克;P·塞巴斯蒂
• 申請（專利權）人: 星際探索公司
• 主分類號: C12P23/00
• 分類號: C12P23/00;C12N1/12;C12R1/89
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 徐迅;崔佳佳

一種培養紅球藻屬(Haematococcus)生物用于制造蝦青素的方法，包括以下步驟：?準備一基材?將紅球藻屬生物排列在基材表面?從培養過程的開始，將排列在基材上的紅球藻屬生物暴露于高光照強度下，和避免紅球藻屬生物的兩步培養過程，這種兩步法的第一步初始培養是將紅球藻屬生物暴露于低光能下培養，接著第二步繼續培養紅球藻屬生物，將紅球藻屬生物暴露于相對于前一步驟中更強的光能下，從而誘導蝦青素的合成，并且任選地；?收獲培養的紅球藻屬生物；和/或?分離蝦青素。

本申請是申請日為2016年9月9日，申請號為2016800528556，發明名稱為“一種培養用于制造蝦青素的紅球藻屬生物的方法”的發明申請的分案申請。

本發明涉及一種改進的培養制造蝦青素所用的紅球藻屬(Haematococcus)生物的方法。

微藻，雨生紅球藻(Haematococcus pluvialis)因為它的次級代謝化合物蝦青素而被熟知，蝦青素具有高染色和抗氧化性能。它的著色作用主要被運用在水產養殖業，以增強三文魚和蝦肉的粉紅色(Lorenz和Cysewski 2000)。作為抗氧化劑，蝦青素已經投入市場作為人類健康補品(例如AstaReal，Algatechnologies公司，賽安諾科技公司，紐力克斯夏威夷公司，富士健康科學公司)。目前，蝦青素主要的來源是化學合成(例如CARDAX和BASF，只能用于飼養動物)。

然而，天然來源的蝦青素引起了人們越來越多的關注，并且有著很高的價值，這是因為一些研究發現天然的或者“生物學”的蝦青素產物具有更好的生物利用率和抗氧化性，并且普遍能得到消費者們更多的青睞(Nguyen 2013)。

但是，從雨生紅球藻產生蝦青素仍是一昂貴的并且富有挑戰性的技術。在一定程度上，這是由于只有在細胞停止分裂時雨生紅球藻中才能產生蝦青素的事實。因為蝦青素的產生只有在一定的壓力因素下被誘導，例如高光強度(大于200μmol光子m^-2s^-2)、鹽脅迫和營養素缺乏(Aflalo等，2007)。

基于此，現有技術包括兩個階段：(i)“綠相”，此階段中的培養參數對于產生高細胞密度以提供足夠的生物量是最佳的(光強度：50-200μmol光子m^-2s^-1；溫度：20-25℃；pH6.5-8)；(ii)“紅相”，此階段中應用壓力增強蝦青素的產量和累積，同時伴有細胞分裂的顯著減少或停止。于是，對產物蝦青素監測可發現，此已經建立的技術方案中，約占用了50％生產周期的綠相沒有任何的蝦青素產出(Suh等.2006；Aflalo等.2007)。并且，由于要求兩個獨立的生物反應系統，包含兩步驟的方法有更高的技術要求：為提供弱光強度，綠相通常需要在室內進行，用人造光源進行照射來避免光化學應激；而紅相則需要在室外光生物反應器中發現的高太陽能輻照度。

兩步法除了這些顯而易見的缺陷之外，此現有技術培養技術還是基于管式反應器和開放池中的懸浮生長(Lorenz和Cysewski，2000)。然而，熟知這些系統的建立、運行和維護需要很高的成本(Ozkan等，2012)。生物反應器設計的最新進展表明，基于生物膜的生物反應器可能克服懸浮型生物反應器的一些缺點(例如Berner等，2014)。具體來說，在低光強下，利用多孔基材生物反應器，雨生紅球藻能夠在生物膜中成功地生長(Wan等，2014；Yin等，2015；Zhang等，2014)。在溶膠-凝膠固定的活微藻中也能檢測到蝦青素的形成(Fiedler等，2007)。

本發明的目的是在一步過程中利用生物膜(固定的)培養紅球藻來改進蝦青素生產方法，該方法利用高光強度以提高生物產量，從而誘導和增加蝦青素的產量。本發明的另一個目的是避免現有技術的兩步過程的缺點。

發明概述

本發明的目的通過培養用于制造蝦青素的紅球藻屬生物的方法得以解決，所述方法包括以下步驟：

-提供基材，