[发明专利]培养雨生红球藻及生产虾青素的方法

说明书

技术领域  

本发明涉及工业规模培养雨生红球藻的方法，本发明还涉及工业规模生产虾青素的方法。所述的雨生红球藻属于淡水藻类。

背景技术

雨生红球藻又叫做湖生红球藻或湖生血球藻，属于团藻目，红球藻科。

在1899年发现这种藻经常以一种血红色外壳的形式附着在水坛或靠海的周期性有水的浅水湾边上，这种藻的生命历程是经过一个红色的休眠阶段，之后是一个绿色的游动阶段，再之后又是一个红色的休眠阶段。

1934年，Elliot从细胞形态学的角度补充了这种藻类的生长史的细节。在整个生命周期中出现四种典型的细胞形态：小虫体、长有鞭毛的大虫体、没有运动能力的胶鞘体、带有坚硬细胞壁的红色大细胞——红孢囊（Haematocysts）。在有充足营养的清洁环境中，大虫体占主导地位；一旦环境恶化就会转化为叫胶鞘体，之后转化为具有抵抗力的红孢囊，并开始积累虾青素。随后，当周围的环境又变得营养充足适宜的时候，红孢囊变成可运动的小虫体，这些小虫体长成胶鞘体或者大虫体。

雨生红球藻中虾青素含量为1．5%～3．0%，被看作是天然虾青素的“浓缩品”。雨生红球藻对虾青素的积累速率和生产总量较其它绿藻高，而且雨生红球藻所含虾青素及其酯类的配比(约70%的单酯，25%的双酯及5%的单体)与水产养殖动物自身配比极为相似，这是通过化学合成和利用红发夫酵母等提取的虾青素所不具备的。此外，雨生红球藻中虾青素的结构以3S-3’S型为主，与鲑鱼等水产生物体内虾青素结构基本一致；而红发夫酵母中虾青素结构则为3R一3’R型。当前，雨生红球藻被公认为自然界中生产天然虾青素的最好生物，因此，利用这种微藻提取虾青素无疑具有广阔的发展前景，已成为近年来国际上天然虾青素生产的研究热点。在与红球藻相关的文献中没有任何有毒性的报道。

雨生红球藻于 在2010年11月11日 “中华人民共和国卫生部第17号公告 ”中获得“准生证”。从此在抗氧化剂行业，天然虾青素的生产及其研发将进入快车道，天然虾青素将对氧化应激类疾病，如糖尿病、痛风、高血压等的防治产生革命性的改变。

与螺旋藻、小球藻等人类常用保健的微藻相比，雨生红球藻有着更加令人惊异的抗氧化作用，同时也有着更加高难度的养殖与保存技术。

雨生红球藻这种淡水藻类不同于海藻，后者主要含有叶绿素a和叶绿素b，雨生红球藻细胞中含有的光合作用色素主要是叶绿素a和虾青素。雨生红球藻这种淡水藻类不同于海藻和其它淡水藻类的特征之一是：其生活史由绿色和红色两个阶段组成。

雨生红球藻这种淡水藻类不同于海藻和其它淡水藻类的另一个特征是：在绿色阶段细胞内虾青素含量低，繁殖速度快，需光弱，不耐28℃以上的高温；而在红色阶段虾青素含量高，繁殖慢，生长快，喜高光照，耐28℃至36℃的相对高温。

因此，雨生红球藻的培养比较困难，对温度和光照等培养条件要求十分苛刻。目前的科研和生产中大多采用的自然光照方法，很难做到精确控温。特别是在夏季和冬季，大量的能源被浪费于夏季的降温和冬季的加热升温。

发明内容  

本发明所要解决的技术问题是，提供一种雨生红球藻生产方法，在有效节约能源的前提下，通过严格控制温度和光照等培养条件，使得雨生红球藻繁殖较快，以进一步提高生产效率，并得到更高的细胞浓度。本发明还提供一种利用雨生红球藻生产虾青素的方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

雨生红球藻培养生产方法，其特征在于：

培养过程在大型容器内进行，采用人工LED光源对雨生红球藻照光培养；

该LED光源发出的单色光的波长范围在450nm带宽30nm和640nm带宽30nm，优选475nm和663nm；同时使用两种上述不同波长的光源，总光照强度为30μE/m².s～3000μE/m².s，优选500～2000μE/m².s；LED光源光照时间6～24h/天，优选12-～24 h /天；

培养过程利用通气方式使细胞在培养液中保持悬浮，温度保持在１５～２８℃，优选23-26℃；ｐＨ保持在6.8～8.5。

利用雨生红球藻生产虾青素的方法，其特征在于：

第一步：积累虾青素：在容器中，采用人工LED光源对绿色藻液进行光照，积累虾青素；