一種培養雨生紅球藻生產蝦青素的轉化方法，包括固定化轉化細胞的制備、固定化轉化細胞與營養生長細胞相結合、相關的環境條件控制等，步驟如下：①制備高密度的雨生紅球藻轉化細胞；②制備固定化凝膠載體；③制備固定化雨生紅球藻轉化細胞凝膠載體，④根據需要的藻種濃度，加入步驟③制備的雨生紅球藻轉化細胞凝膠載體，固定化凝膠載體與需要轉化的培養細胞；⑤采用光照，溫度控制在24℃—26℃，控制光照在8000Lux，通過調節水位的方法，控制水位在0.5m，采用流水的方法，實現固定化轉化細胞的誘導轉化；本發明專利技術提供的方法具有誘導效果明顯，運行穩定可靠。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及。
技術介紹
雨生紅球藻Zfeeaaiococcm是一種單細胞綠藻,是目前已知的奸青素含量最高的生物。雨生紅球藻因自身所積累蝦青素物質可高達干重的1. 5% 3. 0%，被視為天然蝦青素的“濃縮品”。雨生紅球藻所含的蝦青素是自然界中發現的抗氧化能力最強的物質，在人類緩解疲勞、延緩衰老以及預防和治療心腦血管疾病方面有顯著的效果。由于天然蝦青素結構的穩定性和安全性，規模化培養雨生紅球藻成為未來獲取天然蝦青素的最佳途徑，是目前得到各國大力推進的新型生物技術產業。目前在培養雨生紅球藻生產蝦青素過程通常采用一步法，即在同一培養裝置中完成全部的生產工藝。光生物反應器技術應用于雨生紅球藻生產蝦青素通常采取一步法的生產模式(ZL02138827. X)，即在同一生物反應器中需要完成雨生紅球藻營養細胞的培養擴增，轉化及蝦青素累積，導致了一次性成本投入極高，調控復雜，產品效益不明顯。如公告 號為CN1966660，為“大規模培養雨生紅球藻和轉化蝦青素的裝置及其方法”的專利技術專利，公開了一種設置在固定架上的光生物反應器系統的培養裝置。少數采用二步法，即在生產工序上，培養環節屬于營養生長，需要常溫、弱光、高營養鹽，碳/氮比小，而轉化與累積過程需要高溫、強光、高營養鹽，碳/氮比大，二步法具有更高的培養效率。其實，無論采用一步法還是二步法，培養雨生紅球藻生產蝦青素的關鍵環節之一是轉化過程。轉化的誘導與促進方法主要有三類其一是光因子的誘導，公告號為CN1966660,為“大規模培養雨生紅球藻和轉化蝦青素的裝置及其方法”的專利技術專利，公開了人工LED光源對雨生紅球藻照光培養。也有光因子與溫度影響相結合的誘導方法。其二是營養的誘導，公告號為CN101586140，為“一種培養雨生紅球藻生產蝦青素的簡易方法”的專利技術專利，公開了調節和控制氮、磷含量，PH值，培養溫度，光照強度，光照時間，添加礦鹽，實現生長與轉化。其三是利用植物生長調節劑，如公告號為CN101803600A，為“雨生紅球藻細胞生長促進劑及其使用方法”的專利技術專利，公開了萘乙酸、3-吲哚丁酸加入到雨生紅球藻細胞的培養基中，促進生長。 如公告號為CN101974599A，為“利用油菜素內酯刺激雨生紅球藻快速生產蝦青素的方法”的專利技術專利，公開了一種利用油菜素內酯刺激雨生紅球藻快速生產蝦青素的方法， 類似的還有茉莉酸甲酯、茉莉酸促進雨生紅球藻生產蝦青素的方法。上述的方法均是通過改變整個培養條件，實現轉化，較為復雜，且難于實施。
技術實現思路
本專利技術提出，在培養雨生紅球藻營養生長到轉化并累積蝦青素的過程中，通過改變局部的藻際生長的微環境，誘導局部藻細胞先發生轉化，從而提高迅速轉化的效率與穩定性。本專利技術是這樣實現的，包括固定化轉化細胞的制備、固定化轉化細胞與營養生長細胞相結合、相關的環境條件控制等，其特征是步驟如下 ①制備高密度的雨生紅球藻轉化細胞培養后的雨生紅球藻轉化細胞的藻液先離心濃縮，離心濃縮條件為1500——3000 r/ min, 3-5 min ;濃縮液經無菌的蒸餾水洗滌后，再一次在離心濃縮條件為1500—3000 r/ min, 3-5 min離心濃縮，并添加2%氯化鈣溶液，配制得藻密度每平方厘米為500萬一 1000萬的高密度藻液。②制備固定化凝膠載體采用體積濃度5%褐藻酸鈉溶液，并按褐藻酸鈉溶液的重量添加0. 5%硫酸亞鐵、0. 01%-0. 03%寡糖和適量的海藻酸鈉凝膠溶液，混勻得到混合液，煮沸 3 min。③制備固定化雨生紅球藻轉化細胞凝膠載體，步驟②獲得的混合液冷卻成膠體后，在室溫下用滴管向膠體內加入3-5滴步驟①獲得的高密度的雨生紅球藻轉化細胞，在 鈣離子的作用下，形成褐藻酸鈣固定化凝膠，產生直徑為0. 1-1厘米的固化小球。固化小球內部為雨生紅球藻轉化細胞，通過加固強化可減少雨生紅球藻轉化細胞的泄漏量。④根據需要的藻種濃度，加入步驟③制備的雨生紅球藻轉化細胞凝膠載體，固定化凝膠載體與需要轉化的培養細胞，其分布的密度達到每平方厘米0. 2-2. 0個時共培養。⑤采用光照，溫度控制在24 °C — 26 °C，控制光照在8000LUX，通過調節水位的方法，控制水位在0. 5m，采用流水的方法，實現固定化轉化細胞的誘導轉化。本專利技術的固定化轉化細胞的誘導方案，通過對固定化轉化細胞迅速固定去除氮磷等營養物質，轉化細胞固定化凝膠載體的微觀結構四面通透，十分有利于內部的雨生紅球藻轉化細胞對對磷酸鹽、氨氮等營養物質的吸收，使PH值升高，有利于轉化的發展。培育后，雨生紅球藻細胞體積產量高達0. 1-0. 7g/L，天然蝦青素含量可高達細胞干重的0.8-2. 2%。比常規方法提早12-36小時。按常規技術經分離收獲藻細胞及低溫干燥等工序獲取富含蝦青素的藻細胞。本專利技術通過改變局部的藻際生長微環境，誘發轉化，并保證培養產物的安全性，是高效培育雨生紅球藻和轉化蝦青素的途徑之一。本專利技術簡單易行、成本低廉，并能縮短雨生紅球藻細胞轉紅的時間，從而提高雨生紅球藻累積蝦青素的效率，具有良好的產業化前景。本專利技術的方法對于培養液體中局部的氮、磷等營養物質的去除效果高，因此反應效率高，誘導效果明顯，運行穩定可靠，固定化轉化細胞易于收獲重復利用，沒有使用鹽類產生的廢水處理困難的現象，具有良好的經濟效益。具體實施例方式以下結合實施例對本專利技術作進一步詳細描述。實施例1 利用固定化轉化細胞的誘導培養雨生紅球藻轉化、生產蝦青素的方法，包括下述步驟 I)獲得高密度的雨生紅球藻轉化細胞。培養后的雨生紅球藻轉化細胞的藻液離心濃縮，離心濃縮條件3000 r/ min, 3 min ;濃縮液經無菌的蒸餾水洗滌、在同樣條件下再離心，并添加2%氯化鈣溶液，配制得藻密度每平方厘米為500萬一1000萬的高密度藻液。2)獲得固定化凝膠載體。取體積濃度5%的褐藻酸鈉溶液，并按重量添加O. 5%硫酸亞鐵、O. 03%寡糖和適量的海藻酸鈉凝膠溶液，混勻得到混合液，煮沸3 min。3)制備固定化雨生紅球藻轉化細胞凝膠載體，待步驟2)的混合液冷卻后成膠體， 室溫條件下用滴管在膠體中加入3-5滴步驟I)獲得的高密度雨生紅球藻轉化細胞，在鈣離子的作用下，形成褐藻酸鈣固定化凝膠，產生直徑為O. 1-1厘米的固化小球。4)在需要誘導的紅球藻培養液中，其細胞密度為每毫升12萬的藻種濃度，加入步驟3)獲得的固定化雨生紅球藻轉化細胞凝膠載體，使凝膠載體在培養液分布的密度達到每平方厘米2個時共培養。5)采用光照，溫度控制在24°C—26°C，控制光照 在8000Lux，通過調節水位的方法，控制水位在O. 5m，采用流水的方法，實現固定化轉化細胞的誘導轉化。培養18 — 25天，雨生紅球藻細胞體積產量高達O.1—O. 7g/L，經分離收獲藻細胞及低溫干燥等工序獲取富含蝦青素的藻細胞，天然蝦青素含量可高達細胞干重的 O. 8-2. 2%。權利要求1.一種雨生紅球藻的轉化方法，其特征是利用固定化雨生紅球藻轉化細胞的誘導培養雨生紅球藻轉化、生產蝦青素，步驟如下①制備高密度的雨生紅球藻轉化細胞培養后的雨生紅球藻轉化細胞的藻液先離心濃縮，離心濃縮條件為1500——3000 r/ min, 3-5 min ;濃縮液經無菌的蒸餾水洗滌后，再一次本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種雨生紅球藻的轉化方法，其特征是利用固定化雨生紅球藻轉化細胞的誘導培養雨生紅球藻轉化、生產蝦青素，步驟如下：①制備高密度的雨生紅球藻轉化細胞：培養后的雨生紅球藻轉化細胞的藻液先離心濃縮，離心濃縮條件為1500——3000?r/?min,?3?5?min；濃縮液經無菌的蒸餾水洗滌后，再一次在離心濃縮條件為1500—3000?r/?min,?3?5?min離心濃縮，并添加2%氯化鈣溶液，配制得藻密度每平方厘米為500萬—1000萬的高密度藻液；②制備固定化凝膠載體：采用體積濃度5%褐藻酸鈉溶液，并按褐藻酸鈉溶液的重量添加0.5%硫酸亞鐵、0.01%?0.03%寡糖和適量的海藻酸鈉凝膠溶液，混勻得到混合液，煮沸3?min；③制備固定化雨生紅球藻轉化細胞凝膠載體，步驟②獲得的混合液冷卻成膠體后，在室溫下用滴管向膠體內加入3?5滴步驟①獲得的高密度的雨生紅球藻轉化細胞，在鈣離子的作用下，形成褐藻酸鈣固定化凝膠，產生直徑為0.1?1厘米的固化小球。固化小球內部為雨生紅球藻轉化細胞，通過加固強化可減少雨生紅球藻轉化細胞的泄漏量；④根據需要的藻種濃度，加入步驟③制備的雨生紅球藻轉化細胞凝膠載體，固定化凝膠載體與需要轉化的培養細胞，其分布的密度達到每平方厘米0.2?2.0個時共培養；⑤采用光照，溫度控制在24℃—26℃，控制光照在8000Lux，通過調節水位的方法，控制水位在0.5m，采用流水的方法，實現固定化轉化細胞的誘導轉化；培育后，雨生紅球藻細胞體積產量高達0.1?0.7g/L，天然蝦青素含量高達細胞干重的0.8?2.2％。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐青山，駱其君，嚴小軍，譚應宏，陳海敏，
申請(專利權)人：麗江程海保爾生物開發有限公司，
類型：發明
國別省市：
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