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      雨生紅球藻的技術先進性與應用前景

      時間:2016-04-19 來源:原創


      一、簡要技術說明及主要技術性能指標

      雨生紅球藻(Haematococcus pluvialis)是一種單細胞綠藻,在一定條件下細胞增大,轉變為厚壁孢子,其中積累大量的蝦青素(Astaxanthin)。雨生紅球藻被公認為是自然界中最能夠大量合成和積累蝦青素的生物。蝦青素是一種超強的天然抗氧化劑,抗氧化能力是天然β—胡蘿卜和維生素E的數倍,具有極強的去除自由基的能力,保護細胞和組織免受脂質氧化和過氧化的損傷,顯著提高人體免疫力,具有抗疲勞,抗衰老作用。規?;囵B雨生紅球藻生產天然蝦青素是國際上新興的微藻生物技術產業。

      國外培養雨生紅球藻的生產工藝都采用“兩步法”,第一步是在封閉系統中培養紅球藻綠色細胞,積累生物量,第二步是在封閉系統或開放系統中誘導紅球藻形成孢子,積累蝦青素。本項目使用中科院武漢植物園的“一步法”專利技術,生產的全過程,包括綠色細胞的生長、游動細胞向不動孢子的轉化和蝦青素在孢子中的積累,都在開放式的培養池中完成,使用投資較少的開放池系統,而不是昂貴的封閉式系統進行生產,降低了投資和生產成本,為實現大規模的工業化生產創造了有利的條件。項目在以下幾方面取得創新性突破:

      1.首次篩選出適合于云南程海湖天然堿水培養的雨生紅球藻藻種,蝦青素含量達到干重的3.0%,大面積養殖達到2%以上。

      2.建立了獨特的大規模培養雨生紅球藻生產天然蝦青素的技術體系:(1)“一步法”生產模式:雨生紅球藻綠色細胞的生長繁殖、生物量的積累、孢子的轉化和天然蝦青素的積累在同一個光生物反應器中完成;(2)“池擴池”藻種培養工藝:藻種擴大培養是在一系列藻種池中逐步擴大培養完成的, 25m2-200m2-750m2;(3)開放式大池生產技術:利用750平米開放池規?;囵B紅球藻,產品中天然蝦青素含量達到2.23%。使用投資較少的開放池系統,而不是昂貴的封閉式系統進行生產,降低了投資和生產成本,提高了生產效率,為實現大規模的工業化生產提供了先進生產技術體系。

      3建立了環境友好的生產工藝:紅球藻的廢培養液經過處理后,用于培養螺旋藻,紅球藻生產過程中無廢水排放,對于紅球藻生物技術產業的可持續發展具有重要意義。

      4建立了化學法測定紅球藻孢子破壁率的方法,準確、定量地反映紅球藻孢子粉有效成分蝦青素(Astaxanthin)的生物可利用性,為雨生紅球藻孢子粉生產過程的質量控制和產品流通過程的質量監管提供可靠的技術方法。

      5.發表相關研究論文6篇,其中3篇(英文)屬于SCI刊源論文。并獲授權發明專利一項(專利號:ZL200910063306.0)。

      6.在國內首次進行了雨生紅球藻食品新資源申報,并獲得國家衛生部批準。

      7在云南綠A程海螺旋藻養殖廠建成了50000平方米紅球藻養殖基地,生產規模達到2.14/月。并制定了雨生紅球藻粉、飼料用雨生紅球藻粉、雨生紅球藻軟膠囊的企業標準。

      二、推廣應用前景與措施

      蝦青素是用作水產養殖飼料添加劑的最主要的類胡蘿卜素,2005年,水產養殖業已經占到全球漁業的1/3。從上世紀80年代開始,全球捕撈漁業不再增長,水產養殖業必須快速發展以滿足全球范圍內對水產品日益增長的需求。FAO統計數據顯示,在過去的50年中,全球水產養殖業以平均8.85%的年度增長率發展,到2004年,總產量達到5940萬噸(包括水產植物),產值達到703億美元。全球的三文魚養殖業每年需要130噸蝦青素,其中90%以上的蝦青素是由兩大公司(Hoffman-La Roche和BASF)化學合成的, 價格是2500美元/公斤。

      目前,全球蝦青素市場約每年4億美元。隨著食品安全問題日益受到重視,合成色素的使用受到越來越嚴格的限制,對于天然產物的需求日益增加,蝦青素市場越來越“偏愛”天然蝦青素,天然蝦青素代替化學合成品勢在必行。

      天然蝦青素卓越的抗氧化活性備受關注。研究表明,蝦青素抑制人體內氧化性的低密度脂蛋白的形成,并且,蝦青素具有消除脂質過氧化的功能。臨床前研究表明,蝦青素具有抗氧化、抗炎癥特性,有可能被開發成為治療心腦血管疾病和炎癥的藥物,將為天然蝦青素開辟一個全新的市場-人類醫藥品,目前,藥品級的蝦青素的價格是10萬美元/公斤。業內人士認為,在未來幾年內蝦青素作為抗氧化劑僅在北美的市場預計每年8億美元,在全球將會達到上百億美元。

      云南綠A 公司紅球藻產品的市場定位主要是保健品,已經研制成功紅球藻軟膠囊,2010年和2011年上半年進行試銷售,銷售額累計超過2000萬。 紅球藻市場開拓的策略是通過技術創新,實現優質、高產,以質量取勝。綠A公司有21個銷售分公司,在國內140多個大中城市建有專賣店,銷售網絡遍布全國,在國外,綠A產品暢銷美國、德國、韓國、日本、澳大利亞和東南亞等國家和地區,綠A 公司已經建成的銷售網絡,為紅球藻產品在國內、國際的銷售提供了一個有效的平臺。


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