对雨生红球藻中虾青素CO2超临界提取工艺研究

1、雨生红球藻生产虾青素产业化的研究进展总结虾青素产业化：雨生红球藻的生物量、虾青素积累程度、虾青素的保存及生产过程消耗的时间。一、雨生红球藻产业化关键因素一、雨生红球藻产业化关键因素1、雨生红球藻的生物量（1）藻种选择：藻细胞生长系数（2）藻种的生长繁殖：培养基、培养模式、培养方式（1）藻种选择 不同品系藻种在生长速率、虾青素积累方面不同。（不同培养基对雨生红球藻生长和虾青素积累的影响，吴忠兴等，福建师范大学生物工程学院，2002）（2）藻种的生长繁殖 培养基：培养基：OHM（三倍BBM基效果）、BBM、HGZ、MAV及CBBM等。 培养模式：培养模式：分批培养（batch culture）、补

2、料培养（fed-batch culture）、半连续培养（semi-continuous culture）、两步培养（two-stage culture）等。分批培养：分批培养：一次性添加营养物质（如有机碳等），先获得高生物量，然后在胁迫产生虾青素。生物量2.6 g/L（细胞干重），虾青素含量4%（干重），耗时814天。补料培养：补料培养：流加碳源（乙酸钠）获得高生物量的同时，逐步提高光照强度胁迫产生虾青素的模式。生物量2.652.74 g/L（细胞干重），虾青素5364 mg/L。半连续培养：半连续培养：采用在试管内大量培养藻细胞，每24h取一部分用于胁迫产生虾青素，试管内继续添加营养盐培养

3、。虾青素含量49mg/L，耗时15天。 两步培养法：连续采用异养-光合自养培养，先连续流加营养盐（碳源：乙酸钠），提高生物量，再将藻细胞转移至没有乙酸钠的反应器中进行光合自养，并提高光照胁迫产生虾青素。生物量7g/L，虾青素含量114 mg/L。虾青素产率4.4 mg/(L.d)。国外垄断企业多用两步法进行生产。培养方式：培养方式：人为补充营养盐培养：氮源、碳源、维生素类、铁元素、微量元素等。2、虾青素的积累程度 藻种：不同藻种，虾青素的积累效率略有差别。 胁迫条件：光、营养盐等胁迫。 3、虾青素的保存 实验室皂化反应：KOH，10 mg/ml，耗时3h。 产业研究方面多使用：与亲水脂肪酸的酯

4、化结合、与两亲分子的酯化结合。 微囊化：使用淀粉、明胶微囊化等，但是类胡萝卜素容易损失且不稳定。目前比较成功的是壳聚糖微囊化技术。 4、耗时 实验室内：710天（微藻培养-虾青素胁迫），更多为15天左右。二、雨生红球藻产业化工艺二、雨生红球藻产业化工艺国外技术垄断：国外技术垄断：Cynotech 公司、公司、Aqua search公司、公司、法国的法国的Confidence未来食品研究所、瑞典的未来食品研究所、瑞典的AstaCarotene AB公司等。公司等。国内：荆州市天然虾青素有限公司国内：荆州市天然虾青素有限公司Cynotech （西亚诺泰克西亚诺泰克）公司）公司Cynotech 雨生

5、红球藻虾青素生产总流程雨生红球藻虾青素生产总流程2021/11/11成熟阶段无菌实验室 藻种培养车间 生长积累阶段干燥养殖池（绿藻阶段）管道反应器气升反应器深加工处理，提高产品附加值深加工处理，提高产品附加值藻粉国内工艺流程图示国内工艺流程图示雨生红球藻藻生产模式分为两个阶段：雨生红球藻藻生产模式分为两个阶段：管道式光生物反应器进行营养细胞繁殖（核心技术），开放跑道式胁迫。水平放置的气升式管状光生物反应器螺旋盘绕管式光生物反应器环形管式光生物反应器10cm平板式光生物反应器平行塑料管，管径平行塑料管，管径1841 cm。管道动。管道动力系统：桨叶、蠕力系统：桨叶、蠕动泵和气升管，温动泵和气升管，温控使用控使用600m下冷海下冷海水，使用富含水，使用富含CO2搅拌，保持搅拌，保持pH等，全智能控制。等，全智能控制。（图片仅供参考，并非红色胁迫阶段）（图片仅供参考，并非红色胁迫阶段）荆州xxx有限公司采用的反应器跑道池：平均水深15cm，叶轮搅拌，池温16（夜）34（白），正午光强2000 umol.photon.m-2.s-1三、虾青素结构修饰（保存问题）三、虾青素结构修饰（保存问题）虾青素遇热、光、酸碱