虾青素作为一种具有高抗氧化活性的萜类物质，在食品、医疗、化妆品和饲料等领域展现出了巨大的应用潜力。随着消费者健康意识的提升，对天然虾青素的需求日益增加，微生物发酵法作为实现虾青素工业化生产的有效途径，其生产效率与成本控制成为了研究重点。

虾青素的合成方法

目前，生产虾青素的方法主要包括天然提取法、化学合成法以及微生物发酵法。天然提取法是从龙虾、螃蟹等甲壳类废弃物中提取虾青素，但产量极低、过程复杂、成本高昂，且提取过程易受污染，在经济上不可行。化学合成法生产周期较长且过程复杂，合成的产物是多种构型混合的虾青素并且还积累多种副产物，在生物体内吸收利用率低于天然提取的虾青素，因此不被批准用于人类使用。微生物发酵法是利用基因工程和发酵过程调控手段提高虾青素产量，具有构型明确、环境友好、副产物少等优点。

虾青素合成底盘细胞

底盘细胞在合成生物学中起到代谢反应的宿主细胞作用，因此选择合适的底盘细胞，可以优化代谢路径，实现对生物产品的高效合成。

1.藻类
自然界中许多藻类都可以生产虾青素，如雨生红球藻、衣藻（Chlamydomonas）、 伞藻（Acetabularia）、裸藻（Euglena）等。雨生红球藻是一种淡水单细胞绿藻，其虾青素含量可达到细胞干重的5%，是虾青素生产的主要藻类，但雨生红球藻生产虾青素的高昂成本限制了其大规模应用。

2.酵母
自然界中天然生产虾青素的酵母主要有红法夫酵母、黏红酵母（Rhodotorula rubra ）、海洋红酵母（R. benthica ）以及深红酵母 （R. glutinis）等。随着合成生物学的发展，基于基因工程构建的工程酵母也可以生产虾青素，如解脂耶氏酵母、酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）、马克斯克鲁维酵母（Kluyveromyces marxianus）。相对于藻类等微生物而言，酵母生产虾青素的底物来源广泛、生长速度快、发酵周期短以及具有相对成熟的基因修饰工具。因此，酵母是目前虾青素工业化生产的最有潜力的底盘细胞之一。

3.细菌
由于细菌合成虾青素的产量较低，因此国内外研究虾青素主要集中在藻类和真菌，对细菌合成虾青素的研究相对较少。尽管大多数细菌的虾青素含量远低于一些藻类及真菌，但通过在细菌中引入合成虾青素的相关基因，可以极大地提升虾青素的产量。同时相比于真菌和藻类，利用细菌发酵更容易提取虾青素，可大大简化后续的提取工艺。

虾青素是胞内产物，因此从微生物中提取虾青素分为两个步骤：细胞的破坏和虾青素的收集。相较于细菌，藻类和酵母的细胞壁坚韧且厚实，不易破碎，给产物的提取带来了很大的困难。因此虾青素的提取重点在于细胞的破壁处理。

ATS安拓思凭借其二十多年的行业经验，可以快速有效地破碎微生物细胞壁，大肠杆菌破壁率达99%，酵母破壁率超95%，使细胞内的虾青素得以充分释放，提高提取效率。

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参考文献：
周强，周大伟，孙敬翔，王靖楠，姜万奎，章文明，蒋羽佳，信丰学，姜岷. 微生物发酵法合成虾青素的研究进展［J］. 合成生物学，2024，5（1）：126-143