一种提高鼠尾藻合成岩藻甾醇效率的工艺制造技术

本发明专利技术属于藻类生物培养技术领域，公开了一种提高鼠尾藻合成岩藻甾醇效率的工艺，其包括如下步骤：将鼠尾藻接种到鼠尾藻培养液中进行培养，收集藻体；所述鼠尾藻培养液是在f/2培养基的基础上，额外添加九水偏硅酸钠和磷酸三铵制得。本发明专利技术在鼠尾藻幼苗的培育过程中，对培育环境的营养物质和光照条件进行有目的性的调控，设置适宜的营养盐浓度及配比，可以实现较高的岩藻甾醇合成速率。

A process to improve the efficiency of fucosterol synthesis by Sargassum muriatum

【技术实现步骤摘要】
一种提高鼠尾藻合成岩藻甾醇效率的工艺
本专利技术属于藻类生物培养
，具体涉及一种提高鼠尾藻合成岩藻甾醇效率的工艺。
技术介绍
甾类化合物在医药领域的市场需求仅次于抗生素，全球总产值已达百亿美元规模，有几百种甾类药物在流通，而且未来的需求还会递增。甾类化合物是重要的生命元素，具有重要的生理医药功能。甾类药物最初是从动物肾上腺提取的，但是实际应用意义并不大。后来也有研究者尝试以有机小分子为原料出发通过化学方法全合成工艺的探索，虽然理论上可行，但是由于合成路线太长、收率低、反应性差且副产物处理困难，加之环境污染问题，严重缺乏工业生产应用价值。岩藻甾醇（Fucosterol）广泛存在于褐藻、海带类生物中，白色粉末，溶于非极性有机溶剂，难溶于乙醇，丙酮，不溶于水。岩藻甾醇具有十分重要的生理功能，如保持生物内环境稳定、控制糖原和矿物质的代谢、调节应激反应、防治癌症、明显降低血中胆固醇等。因此，岩藻甾醇的作用已引起各国科学家的注意。同时，岩藻甾醇可作为生产重要的医药甾药化合物中间体，如雌激素、雄激素、氢化可的松等，可调节人的生长、生殖、发育，并具有消炎、止痛等功效。甾醇类物质的合成方法主要包括生物法和化学法。化学法以有机小分子为原料出发通过化学方法全合成工艺的探索，虽然理论上可行，但是由于合成路线太长、收率低、反应性差且副产物处理困难，加之环境污染问题，严重缺乏工业生产应用价值。生物法主要是从微生物、藻类中分离提取纯化获得，具备较好的环境友好性，而且不会产生毒副作用。岩藻甾醇生物转化合成是利用生物细胞酶系进行化学反应产生新的产物。岩藻甾醇生物转化主要基于几个方面特性：生物体表现为快速生产、易于培养增殖；含有转化合成岩藻甾醇的酶系，对底物进行主动摄取。岩藻甾醇大多来源于海洋藻类，但是由于海洋藻类中岩藻甾醇含量较少，提取工艺复杂，导致岩藻甾醇价格昂贵。而现有技术对岩藻甾醇生物合成调控机制的研究较少，无法对岩藻甾醇的规模化生产带来借鉴和指导意义。鼠尾藻属褐藻门、圆子纲、墨角藻目、马尾藻科、马尾藻属，是我国沿海常见的野生种。鼠尾藻在我国分布范围比较广，其踪迹遍布辽宁、山东、江苏、浙江、福建、广东等省。鼠尾藻是海参、鲍鱼的优质饵料，营养丰富，还能够作为医药原料或中间体的来源。近年来，随着海参、鲍鱼养殖业的发展，自然生长的鼠尾藻被大量采收利用，资源几近枯竭。鼠尾藻含有甾醇和多糖类物质，但是含量较低，如何通过优化鼠尾藻的培养条件来提高有用物质的含量是我们需要解决的技术问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供了一种提高鼠尾藻合成岩藻甾醇效率的工艺，本专利技术在鼠尾藻幼苗的培育过程中，对培育环境的营养物质和光照条件进行有目的性的调控，设置适宜的营养盐浓度及配比，可以实现较高的岩藻甾醇合成速率。本专利技术是通过如下技术方案来实现的：一种提高鼠尾藻合成岩藻甾醇效率的工艺，其包括如下步骤：将鼠尾藻接种到鼠尾藻培养液中进行培养，收集藻体；所述鼠尾藻培养液是在f/2培养基的基础上，额外添加九水偏硅酸钠和磷酸三铵制得。优选地，所述鼠尾藻培养液为：f/2培养基+九水偏硅酸钠20-300mg/L+磷酸三铵10-200mg/L。优选地，所述培养的条件为：光照强度3000lux，温度为22-23℃，光暗比为12-14:10-12，通气量为10-20ml/min·L。优选地，所述工艺进一步包括制备藻粉的步骤。具体地，所述工艺包括如下步骤：选择健康的鼠尾藻幼苗，接种到含有鼠尾藻培养液的小型反应池中，接种密度为60-80株/㎡，反应池中培养液的深度为30-50cm，每4d更换1次鼠尾藻培养液，培养时间为24d；培养条件为：光照强度3000lux，温度为22℃，光暗比为12:12，通气量为10-20ml/min·L；采收鼠尾藻藻体，通风处自然干燥5d，然后置于粉碎机粉碎，过50目筛，得到鼠尾藻藻粉。优选地，所述鼠尾藻培养液为：f/2培养基+九水偏硅酸钠50-200mg/L+磷酸三铵20-120mg/L。更优选地，所述鼠尾藻培养液为：f/2培养基+九水偏硅酸钠200mg/L+磷酸三铵120mg/L。另一方面，本专利技术还提供了岩藻甾醇生产和粗提工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：1）选择健康的鼠尾藻幼苗，接种到含有鼠尾藻培养液的小型反应池中，接种密度为80株/㎡，反应池中培养液的深度为30cm，每4d更换1次培养液，培养时间为24d；培养条件为：光照强度3000lux，温度为22℃，光暗比为12:12，通气量为15ml/min·L；采收鼠尾藻藻体，通风处自然干燥5d，然后置于粉碎机粉碎，过50目筛，得到鼠尾藻藻粉；2）将鼠尾藻藻粉添加到醇提罐中，藻粉和85%乙醇的比例为1g：5ml，升温至50℃，保温条件下，超声波辅助醇提30min，停止超声波处理，继续保温9h；然后真空抽滤，收集滤渣和滤液，将滤液置于65℃条件下减压浓缩回收乙醇，直到浓缩至原体积的五分之一，硅胶柱层析，采用体积比为5:1的乙酸乙酯-石油醚混合液进行洗脱，收集岩藻甾醇洗脱液，将岩藻甾醇洗脱液进行减压浓缩蒸干，即得岩藻甾醇粗品。优选地，所述鼠尾藻培养液为：f/2培养基+九水偏硅酸钠200mg/L+磷酸三铵120mg/L。优选地，所述超声波的功率为300W，频率为25kHZ。与现有技术相比，本专利技术取得的有益效果主要包括但是并不限于以下几个方面：本专利技术将先进的藻类生物制造理念引进岩藻甾醇药物生产工业，从而提高资源利用率，降低能耗，实现绿色制造可持续发展。营养控制是最为简便最为有效的调控代谢途径的方式；在鼠尾藻培育合成岩藻甾醇的过程中，对培育环境的营养物质进行有目的性的调控，设置适宜的营养盐浓度及配比，可以实现较高的岩藻甾醇生产速率。藻类通过二氧化碳固定以及光合作用来合成脂肪酸、生育酚、甾醇等化合物的合成。鼠尾藻合成岩藻甾醇过程中，二价镁离子是酶促激动剂，适量添加镁离子能够激活酶活力，从而促进甾醇类物质的合成，而本专利技术选用f/2培养基，海水作为溶剂含有大量的镁离子。高强度的光照能够促进藻类细胞快速合成脂肪酸，申请人尝试通过降低光强度的方式来减少脂肪酸合成途径的代谢流，以验证是否能够提高甾醇类物质的合成。为了平衡岩藻甾醇合成和藻类生长的关系，选择3000lux的光照强度最为合适。硅是藻类细胞壁的主要组分，在藻类合成脂肪酸的过程中，有研究发现，硅缺乏会激活乙酸辅酶A羧化酶的活力，从而促使脂肪酸的合成，还可以促进非脂类物质转化为脂类物质；而甾醇代谢和脂肪酸合成之间存在着协同作用机制，通过抑制甾醇类物质的合成可显著提高胞内的脂肪酸含量，反之亦然。本研究尝试通过添加过量的硅来调整甾醇类物质和脂肪酸的合成平衡，通过调控脂肪酸的合成来优化岩藻甾醇合成路径，使得更多的碳源流向甾醇类物质的合成，而对藻体的生产量并没有明显影响。低氮胁迫会影响鼠尾藻生长增殖，但是对脂肪酸的合成并没有不利影响，而氮源选择中，较为适合藻类脂肪酸积累的硝酸盐和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高鼠尾藻合成岩藻甾醇效率的工艺，其包括如下步骤：将鼠尾藻接种到鼠尾藻培养液中进行培养，收集藻体；/n所述鼠尾藻培养液是在f/2培养基的基础上，额外添加一定量的九水偏硅酸钠和磷酸三铵制得。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高鼠尾藻合成岩藻甾醇效率的工艺，其包括如下步骤：将鼠尾藻接种到鼠尾藻培养液中进行培养，收集藻体；
所述鼠尾藻培养液是在f/2培养基的基础上，额外添加一定量的九水偏硅酸钠和磷酸三铵制得。


2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述鼠尾藻培养液为：f/2培养基+九水偏硅酸钠20-300mg/L+磷酸三铵10-200mg/L。


3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述培养的条件为：光照强度3000lux，温度为22-23℃，光暗比为12-14:10-12，通气量为10-20ml/min·L。


4.根据权利要求1-3任其一所述的工艺，其特征在于，所述工艺进一步包括制备藻粉的步骤。


5.根据权利要求1-3任其一所述的工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：
选择健康的鼠尾藻幼苗，接种到含有鼠尾藻培养液的反应池中，接种密度为60-80株/㎡，反应池中培养液的深度为30-50cm，每4d更换1次鼠尾藻培养液，培养时间为24-40d；培养条件为：光照强度3000lux，温度为22℃，光暗比为12:12，通气量为10-20ml/min·L；采收鼠尾藻藻体，通风处自然干燥5d，然后置于粉碎机粉碎，过50目筛，得到鼠尾藻藻粉。


6.根据权利要求2所述的工艺，其特征在于，所述鼠尾藻培养液为：f/2培养基+九水偏硅酸钠50-200mg/L+磷酸三铵...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘加林，霍萧勇，刘加海，方朝杰，张渊源，
申请(专利权)人：杭州巴洛特生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33