杜氏藻突变体和使用其生产色素的方法技术

本发明专利技术涉及一种具有改进的色素产量的新型藻类突变体。根据本发明专利技术的突变体可以通过使用少量能量用于生产基于类胡萝卜素的色素，特别是叶黄素，因此可以在工业水平上有效地生产色素。此外，本发明专利技术可以用作含有色素的食品、保健功能食品和药物的来源。此外，考虑到广盐性微藻杜氏藻的生理特征和韩国的地质特征，韩国三面与海接触，海水可以用作培养基，期望降低生产成本并带动相关工业的发展。

Dunaliella mutant and its method of producing pigments

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】杜氏藻突变体和使用其生产色素的方法
本专利技术涉及具有色素生产能力的藻类、包含其的色素组合物以及生产该色素的方法。
技术介绍
黄斑变性是一种疾病，其可以导致由黄斑变性引起的视觉障碍，黄斑是位于眼睛视网膜内部中心的神经组织。黄斑是大多数感光细胞聚集的地方，并且由于物体的图像也是黄斑的中心，因此黄斑在视敏度中扮演着非常重要的角色。黄斑变性的最常见原因可能是衰老(与年龄相关的黄斑变性)，并且已知与家族史、种族和吸烟有关。由于黄斑负责中枢视觉，当黄斑发生变性时，会出现视物变形、视力丧失、中央暗点形式的视觉扭曲。黄斑变性主要分为非渗出性(干性)黄斑变性和渗出性(湿性)黄斑变性。虽然除了晚期视网膜和脉络膜萎缩外，非渗出性黄斑变性对视敏度几乎没有影响，并且在黄斑中有称为玻璃疣的黄色沉积物；但是由于渗出性黄斑变性病变的位置在早期阶段处于黄斑下或与黄斑直接接触，因此其中出现视网膜下出血、视网膜下积液和色素上皮脱离的渗出性黄斑变性降低了视敏度。渗出性黄斑变性占黄斑变性总病例的约10至20％，如果渗出性黄斑变性未得到治疗，在大多数情况下，视敏度在诊断后两年内迅速下降并导致失明。为了预防黄斑变性，通过定期的眼底检查早期发现黄斑异常并减少诸如肥胖、吸烟、高血压等可控因素是非常重要的。吸烟损害脉络膜循环，使血液抗氧化物质减少并且发生脉络膜血管收缩，导致缺氧损伤，因此，有黄斑变性风险的患者必须戒烟。此外，由于黄斑色素(黄体素或玉米黄质)有助于减少年龄引起的损伤以保持黄斑健康，因此可以通过食用足够的蔬菜和水果或服用市售维生素来帮助预防黄斑变性。黄斑色素可减少衰老引起的视网膜中心区域视敏度降低，并防止亮光对视网膜组织造成损害，该色素的代表性实例是类胡萝卜素色素，称为叶黄素，其包含在类胡萝卜素组中并通过类胡萝卜素的氧合作用产生。叶黄素包括黄体素和玉米黄质。黄体素是一种抗氧化剂，可以保护被体内天然存在的氧自由基损伤的眼睛内部，并且已知它可以通过抑制供应肿瘤的血管的生长来杀死癌细胞，并且在预防乳腺癌、结肠癌、肺癌和卵巢癌以及皮肤癌方面具有一些作用。动物不能产生叶黄素，因此只能通过摄取食物来获得。这些叶黄素存在于植物的叶子、花和果实中，还含有叶绿素和类胡萝卜素。最近，包括叶黄素在内的用于眼睛健康的保健功能食品正在引起关注。传统上使用万寿菊花瓣作为玉米黄质和黄体素的原料，并且还研究了从其他高等植物中提取这些色素。此外，玉米黄质和黄体素也通过遗传修饰色素合成机制在细菌中生产。还进行了研究以从微藻中获得这些色素。在这些传统使用的原料中，万寿菊花瓣的缺点在于培育用于生产的植物需要很长时间，并且生产成本高，因为与生产用地面积相比产量不高。为了解决这些问题，已经尝试开发生产玉米黄质和黄体素的藻类，其中插入了使用替代高等植物系统的细菌系统的色素合成机制，但是从细菌获得的色素最终被确定为不适合用作食品添加剂。此外，由于在韩国，使用基因插入技术的转基因生物(GMO)不是优选的，因此这种细菌生长的色素在消费者的意识很重要的食品添加剂市场中具有致命的缺点，并且细菌培养基、生物反应器的维护等以及高等植物系统需要高成本。在从微藻中获得这些色素的方法的情况下，传统的微藻是野生型，未经修饰。它们含有一定量的黄体素，但根据光照量的玉米黄质的含量非常低，因此它们在最佳生产中的使用具有局限性。因此，持续需要生产或替代食品原料的方法的开发。
技术实现思路
技术问题本专利技术旨在提供一种可以替代传统上用作食品原料的叶黄素的原料，或者一种可以替代传统的原料制造方法的方法，并且具体地，一种具有优异的叶黄素生产能力具体地优异的生产黄体素和玉米黄质的能力的微生物、一种包含其的组合物、以及使用其生产叶黄素的方法。技术解决方案为了达到上述目的，本专利技术人尝试使用诱变开发了可以提高野生型或现有微藻的生产力的藻类，而不是使用可能引起食品工业问题的遗传重组，并开发出具有比传统的杜氏藻属(Dunaliellasp.)藻类更高的黄斑色素产量的突变体和使用其生产最佳色素的方法。因此，本专利技术已经完成。在一个方面，本专利技术提供了杜氏藻属黄斑色素3(MP3)(KCTC12990BP)藻类。杜氏藻属MP3藻类可以具有生产叶黄素的能力。杜氏藻属MP3藻类可以具有生产一种或多种色素的能力，所述一种或多种色素选自由黄体素和玉米黄质；叶绿素b、叶绿素a和β-胡萝卜素组成的组。在另一方面，本专利技术提供了一种杜氏藻属MP3(KCTC12990BP)藻类的培养物。在另一方面，本专利技术提供了一种色素组合物，其包括选自由杜氏藻属MP3(KCTC12990BP)藻类、所述藻类的培养物、所述培养物的干燥产物和所述培养物的提取物组成的组中的一种或多种。在另一方面，本专利技术提供了一种用于口服给药的组合物，其包括选自由杜氏藻属MP3(KCTC12990BP)藻类、所述藻类的培养物、所述培养物的干燥产物和所述培养物的提取物组成的组中的一种或多种。在另一方面，本专利技术提供了一种用于饲料或饲料添加剂的组合物，其包括选自由杜氏藻属MP3(KCTC12990BP)藻类、所述藻类的培养物、所述培养物的干燥产物和所述培养物的提取物组成的组中的一种或多种。在另一方面，本专利技术提供了一种用于食品或食品添加剂的组合物，其包括选自由杜氏藻属MP3(KCTC12990BP)藻类、所述藻类的培养物、所述培养物的干燥产物和所述培养物的提取物组成的组中的一种或多种。在另一方面，本专利技术提供了一种生产色素的方法，其包括培养杜氏藻属MP3(KCTC12990BP)藻类。在另一方面，本专利技术提供了一种生产食品或饲料的原料的方法，其包括培养杜氏藻属MP3(KCTC12990BP)藻类。有益效果使用本专利技术的突变体能够以低能量生产大量的玉米黄质和黄体素，因此玉米黄质和黄体素可以在工业水平上有效地生产和提供。本专利技术的组合物可以用作食品、保健功能食品和含有玉米黄质和黄体素色素的药物的原料。此外，考虑到广盐性微藻杜氏藻(Dunaliella)的生理特征和韩国的地质特征，韩国三面与海接触，海水可以用做培养基，因此有望降低生产成本和发展相关工业。附图说明图1A是本专利技术的突变体、野生型(WT)杜氏藻属藻类、本专利技术突变体的基础藻类(Zea1)和MP3突变体的一组显微镜图片(放大倍数：1000倍)。这些图片中的标尺表示10μm。图1B是显示当野生型藻类、Zea1和MP3突变体生长至相同细胞密度(500×104个细胞/mL)时的培养状态的一组图片。上图显示了含琼脂的固体培养基中的培养状态，下图显示了液体培养基中的培养状态。图2是含有液体培养基的烧瓶的一组图片，用于比较光强度为100μmol光子/m2s下的生长。图3是显示野生型杜氏藻属藻类、Zea1和本专利技术的MP3突变体的细胞密度增加的模式的图。横轴表示培养时间(天)，纵轴表示细胞密度(×104个细胞/mL)，数字表示处理每组时的光强度(单位：μmol光子/m2s)。图4A是显示每100×104个细胞的野生型藻类、Zea1和MP3突变体的干细胞的重量(g)的一组图，并且图4B是以每升(L)野生型藻类、Zea1和MP3突变体的干细胞重量(g)来测量生物量的一组图。图5是显示野生型杜氏藻属藻类、Zea1和MP3突变体的色素谱的一组HPLC分析图(1：新黄素，2：紫黄质，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有叶黄素生产能力的杜氏藻属黄斑色素3(MP3)(KCTC 12990BP)藻类。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.01 KR 10-2016-00682171.具有叶黄素生产能力的杜氏藻属黄斑色素3(MP3)(KCTC12990BP)藻类。2.根据权利要求1所述的藻类，其中所述杜氏藻属MP3具有生产以下的能力：黄体素和玉米黄质；以及选自由叶绿素b、叶绿素a和β-胡萝卜素组成的组中的一种或多种色素。3.一种杜氏藻属MP3(KCTC12990BP)藻类的培养物。4.一种色素组合物，其包含：选自由根据权利要求1所述的杜氏藻属MP3(KCTC12990BP)藻类、所述藻类的培养物、所述培养物的干燥产物和其提取物组成的组中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的色素组合物，其包含相对于100重量份的总色素的10至15重量份的玉米黄质。6.一种用于口服给药组合物，其包含：选自由根据权利要求1所述的杜氏藻属MP3(KCTC12990BP)藻类、所述藻类的培养物、所述培养物的干燥产物和其提取物组成的组中的一种或多种。7.一种饲料或饲料添加剂组合物，包含：选自由根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈彦先，金敃材，
申请(专利权)人：汉阳大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国,KR