一种高产虾青素的突变菌株及其应用的制作方法

本发明涉及微生物筛选，具体涉及一种高产虾青素的突变菌株及其应用。

背景技术：

1、近几十年来，微生物和植物源性天然生物活性成分备受消费者青睐。类胡萝卜素是一种天然生物活性分子，可替代传统化学合成品，在人类饮食中发挥抗氧化剂、抗菌剂、抗衰老和抗肿瘤药物、免疫系统调节剂以及预防心血管和眼部疾病等作用。现在已鉴定出超过1000多种天然类胡萝卜素，其中叶黄素类中的虾青素(axt)具有强大的抗氧化活性，是一种最有价值的类胡萝卜素。

2、虾青素（astaxanthin）是β-胡萝卜素的3，3’-二羟基化和4,4’-二酮化衍生物，是一种抗氧化活性极强脂溶性酮类胡萝卜素。研究表明，其抗氧化活性是β-胡萝卜素的10倍、维生素e和维生素c的800和6000倍，可以清除二氧化氮、硫化物、二硫化物等，也可降低脂质过氧化作用，有效的抑制自由基引起的脂质过氧化作用，增强免疫力，清除体内自由基等多方面的生理作用，因此虾青素在食品营养、制药、化妆品和饲料领域具有广阔的应用前景。产品形式有胶囊、软凝胶、乳膏、能量饮料和粉末。这种类胡萝卜素也被用作人类饮食的食物成分以减少几种癌症的风险，还可以通过抑制对细胞的氧化损伤来减少诱变和致癌作用，如可抑制纤维肉瘤、乳腺癌和前列腺癌细胞和胚胎成纤维细胞的生长。

3、虾青素的生产主要有3种方法：化学合成法、提取法和微生物发酵法。由于化学合成的虾青素多为顺式结构，吸收利用率较差，近年来多用生物技术来获得天然虾青素引起了广泛的额关注。2020年全球市场规模为5.25亿美元，预计2020年至2030年复合年增长率(cagr)将达到近14% (gvr 2021)。但市场上商用 axt大部分是化学合成的(占比约95%) ，但由于消费者对化学合成品作为食品或药物成分有明显的安全担忧，以及由于生产到引发的环境问题。因此天然 axt的产品需求越来越高(gvr 2021; musagy，khan 和 kot 2021)。

4、通常，多采用胡萝卜素副球菌等细菌、红发夫酵母和雨生红球藻等微藻类来发酵生产虾青素，以雨生红球藻和红发夫酵母发酵生产所得虾青素生物量积累水平最高。由于微藻类发酵具有季节性且依赖自然光，大量需水和大规模微藻培养物污染的高风险相关的技术问题，市场占有率较差。红发夫酵母发酵法生产虾青素具有无需光照、培养简单成本低、发酵周期短（180小时）、能够在发酵罐中实现高密度培养、生物量较高等优点。红发夫酵母发酵不但具有可将农业工业残留物或废物的碳转化为附加值生物产品的天然能力，且菌体单细胞蛋白可作为饵料和饲料添加剂等，因其综合成本低等特点可作为虾青素良好生产的微生物细胞工厂，但野生型发酵所得天然虾青素的表达量较低。因此，亟需不断优化酵母的生长条件，选育获得高产虾青素、耐高温、发酵温度高、不易退化的优良菌种，以提高虾青素的产量，降低工业规模的生产成本，提高天然虾青素的市场竞争力。

技术实现思路

1、本发明为解决现有技术问题，提供了一种高产虾青素的红发夫酵母（ phaffia  rhodozyma）及其应用。所述红发夫酵母是通过超声波诱变的方法筛选出的突变株，能大大提高虾青素的产量，为低成本、规模化生产虾青素奠定了基础。

2、本发明一方面涉及一种突变菌株红发夫酵母vxt-2（ phaffia rhodozyma vxt-2），已于2023年5月4日保存于中国武汉 武汉大学的中国典型培养物保藏中心，保藏编号为cctcc no：m2023671。

3、本发明还涉及上述红发夫酵母在虾青素生产中的应用。

4、一种生产虾青素的方法，是以上述红发夫酵母为发酵菌株。

5、本发明从落叶上筛选到的自然菌株红发夫酵母vxt（ phaffia rhodozymavxt），其虾青素产量为55.77mg/ml。申请人进一步通过超声波诱变和2-脱氧-d-葡萄糖筛选获得的突变菌红发夫酵母vxt-2，其虾青素产量显著提高，高达168.42 mg/ml，比出发菌红发夫酵母vxt提高了201.99%，且遗传性状稳定，取得了意料不到的技术效果。所述突变菌株可广泛应用于虾青素的生产，有利于降低生产成本，增加天然虾青素的市场竞争力和推广使用。

技术特征：

1.一种红发夫酵母（phaffia rhodozyma），其特征在于，所述红发夫酵母已于2023年5月4日保存于中国武汉 武汉大学的中国典型培养物保藏中心，保藏编号为cctcc no：m2023671。

2.权利要求1所述红发夫酵母在虾青素生产中的应用。

3.一种生产虾青素的方法，其特征在于，所述方法是以权利要求1所述红发夫酵母为发酵菌株。

技术总结
本发明涉及微生物筛选技术领域，具体涉及一种虾青素高产菌株及其应用。该菌株是以自然菌株红发夫酵母VXT（Phaffia rhodozyma VXT）为出发菌株，通过超声波诱变和2‑脱氧‑D‑葡萄糖筛选获得的突变菌，命名为红发夫酵母VXT‑2，保藏编号为CCTCC NO：M2023671，其虾青素产量得到显著提高，高达168.42 mg/mL，比出发菌提高了201.99%，且遗传性状稳定。所述突变菌株可广泛应用于虾青素的生产，有利于降低其生产成本，增加天然虾青素的市场竞争力和推广使用。

技术研发人员：徐雪梅,黄亦钧,金融,宋清清
受保护的技术使用者：青岛蔚蓝生物集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15