高壓均質(zhì)機助力微生物發(fā)酵法合成蝦青素

底盤細胞在合成生物學(xué)中起到代謝反應(yīng)的宿主細胞作用，因此選擇合適的底盤細胞，可以優(yōu)化代謝路徑，實現(xiàn)對生物產(chǎn)品的高效合成。

1.藻類

自然界中許多藻類都可以生產(chǎn)蝦青素，如雨生紅球藻、衣藻（Chlamydomonas）、 傘藻（Acetabularia）、裸藻（Euglena）等。雨生紅球藻是一種淡水單細胞綠藻，其蝦青素含量可達到細胞干重的5%，是蝦青素生產(chǎn)的主要藻類，但雨生紅球藻生產(chǎn)蝦青素的高昂成本限制了其大規(guī)模應(yīng)用。

2.酵母

自然界中天然生產(chǎn)蝦青素的酵母主要有紅法夫酵母、黏紅酵母（Rhodotorula rubra ）、海洋紅酵母（R. benthica ）以及深紅酵母 （R. glutinis）等。隨著合成生物學(xué)的發(fā)展，基于基因工程構(gòu)建的工程酵母也可以生產(chǎn)蝦青素，如解脂耶氏酵母、釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）、馬克斯克魯維酵母（Kluyveromyces marxianus）。相對于藻類等微生物而言，酵母生產(chǎn)蝦青素的底物來源廣泛、生長速度快、發(fā)酵周期短以及具有相對成熟的基因修飾工具。因此，酵母是目前蝦青素工業(yè)化生產(chǎn)的有潛力的底盤細胞之一。

3.細菌

由于細菌合成蝦青素的產(chǎn)量較低，因此國內(nèi)外研究蝦青素主要集中在藻類和真菌，對細菌合成蝦青素的研究相對較少。盡管大多數(shù)細菌的蝦青素含量遠低于一些藻類及真菌，但通過在細菌中引入合成蝦青素的相關(guān)基因，可以極大地提升蝦青素的產(chǎn)量。同時相比于真菌和藻類，利用細菌發(fā)酵更容易提取蝦青素，可大大簡化后續(xù)的提取工藝。

蝦青素是胞內(nèi)產(chǎn)物，因此從微生物中提取蝦青素分為兩個步驟：細胞的破壞和蝦青素的收集。相較于細菌，藻類和酵母的細胞壁堅韌且厚實，不易破碎，給產(chǎn)物的提取帶來了很大的困難。因此蝦青素的提取重點在于細胞的破壁處理。