[发明专利]一种利用雨生红球藻生产虾青素的方法

说明书

本发明公开了一种利用雨生红球藻生产虾青素的方法，包括以下步骤：将雨生红球藻置于附着式培养系统中进行培养，并在雨生红球藻的培养过程中利用人工光源，同时人工控制其他生长因素，使雨生红球藻在与外界隔离的情况下生长并积累虾青素。本发明利用人工照明代替阳光，在与外界完全隔离的情况下利用附着式培养系统培养雨生红球藻以生产虾青素，完全避免了天气等外界因素对雨生红球藻的生长和虾青素生长的影响，达到全年不间断的稳定生产，不再局限于年日照量高，气候温和的地理位置，可以在任何地方进行。本发明单位占地面积产出率高，生产效率远高于现有雨生红球藻培养系统系统。

技术领域

本发明属于生物物质制备技术领域，具体为一种利用雨生红球藻生产虾青素的方法。

背景技术

天然虾青素是目前已知的最强抗氧化剂，可被作为一种新型的活性因子应用在食品、饮料、化妆品、护肤品、药品之中。因此天然虾青素具有巨大的市场潜力。目前公认的最佳的天然虾青素的生产方法是利用雨生红球藻。雨生红球藻是属于绿藻门，绿藻纲，团藻目，红球藻科，红球藻属的微生物。在有利的环境下为绿色的虫体细胞，以分裂的方式生殖，而在不利的环境下，虫体细胞会停止分裂并转化为红包囊，同时开始大量的产生并积累虾青素。据文献报告，某些雨生红球藻红包囊的虾青素含量可以达到细胞干重的5％以上。鉴于雨生红球藻的上述特点，使用雨生红球藻的培养来获得虾青素的方法一般需要两个阶段：1)绿色虫体培养阶段以积累细胞数量；2)红色包囊阶段以积累虾青素(即绿-红两段培养)。而目前大规模的雨生红球藻生产均使用光照作为诱发红色包囊形成的因素，即在绿色虫体培养阶段使用弱光，再使用强光诱发红色包囊的产生，这种类型的培养方法在近十年中并没有重大的改进。

目前，雨生红球藻的工业化生产均使用日光作为最主要的光源，雨生红球藻在生产过程中需要被直接或间接的暴露在外界环境中。因此，外界环境(如天气变化)会直接影响雨生红球藻的生长，从而导致虾青素产量的不稳定等一系列问题，严重时还可能导致雨生红球藻的大量死亡。同时，雨生红球藻的培养和天然虾青素的生产被限制在了全年阳光比较充沛且温度比较恒定的地理位置。同样的，目前雨生红球藻的工业化生产均使用浸没式培养系统，相对于附着式培养系统，浸没式培养系统有着细胞浓度低、占地面积大、易受污染、细胞后处理能耗高、耗水量大等缺点。

于2011年10月20日申请的、专利号为201110319768.1的中国发明专利提供了一种使用LED培养雨生红球藻的方法，但此方法只是用红色、蓝色两种单色的LED光源，且只适用于浸没式的培养系统。

于2005年5月11日申请的、专利号为200510043526.9的中国发明专利也提供了一种仅适用于浸没式培养系统的红色、蓝色两种单色的LED光源进行雨生红球藻培养的方法。

于2015年申请的、专利号为201580017963.5的中国发明专利给出了另一种只使用红色、蓝色两种单色的LED培养雨生，红球藻的方法。以上方法相较于使用阳光作为光源的培养方法，其虾青素的产量有一定提高，但仍无法达到理想的产量。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供一种利用雨生红球藻生产虾青素的方法，包括以下步骤：

将雨生红球藻置于附着式培养系统中进行培养，并在雨生红球藻的培养过程中利用人工光源，同时人工控制其他生长因素，使雨生红球藻在与外界隔离的情况下生长并积累虾青素。

作为本发明的一种优选技术方案，雨生红球藻是指属于绿藻门、绿藻纲、团藻目、红球藻科、红球藻属的微生物。

作为本发明的一种优选技术方案，附着式培养系统是指将雨生红球藻附着在浸有液体培养基的固体载体表面进行培养的培养系统，固体载体附着有雨生红球藻细胞的表面直接接触气体相。

作为本发明的一种优选技术方案，固体载体是指任意一种有吸水性的多孔固体材料、或吸水性的多孔固体材料与其他材料构成的结构；