蝦青素作為一種具有高抗氧化活性的萜類物質，在食品、醫(yī)療、化妝品和飼料等領域展現出了巨大的應用潛力。隨著消費者健康意識的提升，對天然蝦青素的需求日益增加，微生物發(fā)酵法作為實現蝦青素工業(yè)化生產的有效途徑，其生產效率與成本控制成為了研究重點。

蝦青素的合成方法

目前，生產蝦青素的方法主要包括天然提取法、化學合成法以及微生物發(fā)酵法。天然提取法是從龍蝦、螃蟹等甲殼類廢棄物中提取蝦青素，但產量極低、過程復雜、成本高昂，且提取過程易受污染，在經濟上不可行�；瘜W合成法生產周期較長且過程復雜，合成的產物是多種構型混合的蝦青素并且還積累多種副產物，在生物體內吸收利用率低于天然提取的蝦青素，因此不被批準用于人類使用。微生物發(fā)酵法是利用基因工程和發(fā)酵過程調控手段提高蝦青素產量，具有構型明確、環(huán)境友好、副產物少等優(yōu)點。

蝦青素合成底盤細胞

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

1.藻類
自然界中許多藻類都可以生產蝦青素，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%，是蝦青素生產的主要藻類，但雨生紅球藻生產蝦青素的高昂成本限制了其大規(guī)模應用。

2.酵母
自然界中天然生產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。隨著合成生物學的發(fā)展，基于基因工程構建的工程酵母也可以生產蝦青素，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)化生產的最有潛力的底盤細胞之一。

3.細菌
由于細菌合成蝦青素的產量較低，因此國內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基因，可以極大地提升蝦青素的產量。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。

蝦青素是胞內產物，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。

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參考文獻：
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