稳定由小球藻属的微藻产生的氧化敏感性代谢物的方法
【专利说明】稳定由小球藻属的微藻产生的氧化敏感性代谢物的方法
[0001] 本发明涉及一种稳定由微藻、更特别地是小球藻属（Chlorella)产生的氧化敏感 性代谢物的方法。
[0002] 最熟知的氧化敏感性代谢物包含，例如，类胡萝卜素。
[0003]类胡萝卜素是通常为橙色或黄色且广泛存在于诸多活有机体中的色素。它们具有 脂溶性，由此通常易于由有机体同化。
[0004] 它们属于类萜的化学种类，形成自具有脂肪族或脂环族结构的异戊二烯单元的聚 合。通常假设它们遵循类似于脂质的代谢路径。
[0005] 它们是由所有绿色植物和许多真菌、细菌（包含蓝细菌）和所有微藻合成的。
[0006] 它们由动物从其食物吸收。
[0007] 已研究将类胡萝卜素用于预防癌症和其他人类疾病，这是因为其具有突出的抗氧 化剂性质。
[0008]另外，抗氧化剂性质使得类胡萝卜素对氧化尤其敏感，正如所属领域技术人员熟 知一种抗氧化剂物质必须自身可易于氧化以执行此作用。
[0009] 类胡萝卜素的代表性实例包括a_胡萝卜素、P_胡萝卜素和番茄红素。
[0010] 番茄红素和(6-胡萝卜素通常是以一种游离、未组合形式存在，该形式包含于植 物细胞的叶绿体内。
[0011] 叶黄质是通过添加氧原子（醇、酮、环氧基和其他官能团）从胡萝卜素衍生的黄色 分子。它们属于类胡萝卜素种类。
[0012] 叶黄质富含于某些黄色或橙色水果和蔬菜（例如桃子、芒果、木瓜、李子、南瓜和 柑橘）中。
[0013] 它们还存在于植物细胞的叶绿体或有色体中，尤其是某些黄色、橙色或红色花的 花瓣中和藻类（例如褐藻（褐藻纲（Phaeophyceae)))中，它们在其中遮蔽叶绿素。
[0014] 叶黄质是尤其有助于眼睛健康的抗氧化剂。
[0015] 叶黄质的实例包括叶黄素、虾青素、角黄素、玉米黄素、隐黄质等。
[0016] 游离形式的类胡萝卜素允许当其在食品中或以一种食物补充物形式消费时被更 好地吸收。
[0017] 叶黄素是一种具有式4[18_(4_羟基_2,6,6_三甲基环 己-1-烯-1-基）-3, 7, 12, 16-四甲基十八-1，3, 5, 7, 9, 11，13, 15, 17-九 烯-1-基]-3, 5, 5-三甲基环己-2-烯-1-醇的叶黄质色素，其以高浓度发现于眼睛黄斑和 视网膜中心部分中。
[0018] 其中，它在过滤紫外波长的光以避免伤害眼睛晶状体和黄斑中具有重要作用。
[0019]另外，叶黄素具有抗氧化剂性质，这也会保护富含多不饱和脂肪酸的黄斑免受光 诱导自由基的伤害。
[0020] 叶黄素不能由机体产生且因此必须在饮食中供应。
[0021] 因此，叶黄素越来越多地用于食物补充物中以预防和/或治疗由年龄相关性黄斑 变性（或ARMD)、白内障和色素性视网膜炎所致的视力损失。
[0022] 已提出将缪里尔藻属（Muriellopsissp.)、阿尔默瑞栅藻（Scenedesmus almeriensis)、祖芬氏小球藻（Chlorellazofingiensis)、耐热性小球藻（Chlorella sorokiniana)和原壳小球藻（Chlorellaprotothecoides)类型的微藻作为潜在叶黄素 源。
[0023] 从调控观点出发，叶黄素是通过溶剂提取从可食用品种的水果和蔬菜以及草、紫 花苜蓿与万寿菊（Tageteserecta)获得的。
[0024] 还可存在不同量的胡萝卜素。
[0025] 叶黄素可含有天然存在于原始植物材料中的脂肪物质和蜡。
[0026] 仅允许将下列溶剂用于提取：甲醇、乙醇、丙醇-2、己烷、丙酮、甲基乙基酮和二氧 化碳。
[0027] 叶黄素的某些商业制剂是以具有"5%或10%叶黄素"的形式出售。这些制剂实际 上为以5%到15%的比例添加到一种惰性稳定剂中以使其稳定的经纯化叶黄素（酯化或游 离）。
[0028] 因为它对光和氧化敏感，因此必须储存于一个抵抗光和氧的密封容器中，并且储 存在凉爽、干燥的地方。尽管有这些防范措施，但并不保证这些化合物的稳定性。
[0029] 另外，这些储存和处置条件一点也不容易。
[0030] 叶黄素以高比例存在于某些微藻（例如小球藻）中；因此，优选选择这种微生物源 来研发用于有益地获得较大量叶黄素的生产工艺，并且补偿此类分子的脆性固有的损失。
[0031] 另外，小球藻属的微藻含有独特范围的组分，除上述类胡萝卜素外这些组分还包 含所有必需氨基酸、饱和和不饱和脂肪酸、大量维生素、矿物质和痕量元素，以及高浓度的 有价值的组分（包含叶绿素）。
[0032] 微藻还是一种富含蛋白质和其他必需营养素的有吸引力的潜在食物源；在干燥 时，其通常代表供应约45%蛋白质、20%脂肪物质、20%碳水化合物、5%纤维和10%矿物 质和维生素。
[0033] 然而，正如类胡萝卜素一样，这些不饱和脂肪酸随着其不饱和度增加而对氧化具 有甚至更高的敏感性；因此，多不饱和亚油酸比油酸和棕榈油酸类型的单不饱和酸对氧化 更为敏感。
[0034] 这同样适用于叶绿素色素，其对光氧化的敏感性已为所属领域技术人员所熟知。
[0035] 因此，已知叶绿素的可溶性盐的抗氧化剂活性比黄嘌呤大超过1000倍，并且比白 藜芦醇（存在于某些水果（例如葡萄、桑椹等）中的均二苯乙烯种类的多酚）大20倍。
[0036] 因此，叶绿素补充物是以液体形式、作为片剂或作为胶囊出售。叶绿素通常以粉末 形式包含于绿色食品配方中。
[0037] 对于维生素来说，水溶性B维生素（例如维生素B9或维生素B12)具有天然脆性 (对光、热和氧化敏感）。
[0038] 维生素A、C和E作为抗氧化剂在活有机体的生物化学中的重要性也已充分记载。
[0039] 为增加所有这些营养素的抗性，需要保护它们免受"外部侵袭因素"（也就是光和 氧）影响。
[0040] 现在，制备这些化合物的经典途径是通过从其基础生物介质对其进行提取/纯 化，且然后将它们包封于密封容器中。
[0041] 因此，推荐抗氧化添加剂和惰性气氛下的储存条件。然而，除了实际上这些技术实 施起来复杂且昂贵以外，它们并非极其有效，并且从营养和健康的角度考虑并非完全令人 满意。
[0042] -种替代技术方案特别呈现于美国专利2005/0186298中，该方案是由稳定产生 类胡萝卜素的微藻生物质中的类胡萝卜素组成。
[0043] 在此情形下，更特别地是指稳定产生奸青素的雨生红球藻（Haemotococcus pluvialis)的生物质。
[0044] 然而，这种技术方案推荐：
[0045]-产生干燥生物质（通常在光营养条件中实施-在存在光和CO2下生长-但还 可在异养中产生-在黑暗中在含有可同化碳的来源存在下发酵），且然后
[0046] _组合这种生物质与至少两种生育酚类型的抗氧化剂的混合物。
[0047] 因此，本发明待解决的潜在问题在于提出一种替代方法，该方法通过一种简单方 法在无需添加化学物质（例如抗氧化剂或稳定剂）的情况下稳定氧化敏感性代谢物，且更 特别地是通过微藻所产生的那些、尤其是小球藻属所产生的那些。
[0048] 为了研发一种比现有技术中已知的那些方法更为有效的方法，申请人进行了自己 的研究并且成功改进在异养中产生微藻的技术以实现此目的。
[0049] 已知以一般方式在异养条件中培养绿藻且更特别地是小球藻以用于制备富含所 关注代谢物（包含叶黄素）的生物质。
[0050] 因此，从20世纪60年代以来已假设，甚至可能获得产量远高于使用更传统地在照 明营养缺陷条件中培养相同微藻所获得的色素。
[0051] 如上所述，这种异养产生途径的选择具体地旨在产生叶黄素的最高可能含量，由 此补偿其因氧化降解所致的损失。
[0052] 在其于2007年于综述世界微生物学与生物技术期刊（WorldJ.Microbiol. Biotechnol.)，第23卷，第1233-1238页中出版的论文中，吴（Wu)等人由此对通过以分批 模式和进料-分批模式异养发酵培养来产生叶黄素进行建模，以优化叶黄素的产生。
[0053] 然而，就申请人所知，并无现有技术文件描述或提出使用在异养条件中产生的生 物质本身作为一种稳定所关注代谢物的载体。
[0054] 恰恰相反