這些(xie)小(xiao)小(xiao)的(de)酵母(mu)細(xi)胞，即將成為改(gai)變(bian)農業(ye)食品領域游(you)戲規則(ze)的(de)關(guan)鍵(jian)——全(quan)左旋蝦青素的(de)高效生產者。

圖1：元育發酵生產左旋蝦秦素

技術創新：全左旋蝦青素的合成生物學突破

在生物科技日新月異的今天，合成生物學作為一門新興的交叉學科，正引領著生物制造領域的深刻變革。談及全左旋蝦青素的合成生物學研究，基因編輯與發酵工程無疑是兩大核心“鑰匙”，元育生物首席研究員屈玉嬌如是說。

基因編輯技術能(neng)夠為酵(jiao)(jiao)母細胞“安裝”上全新的(de)功能(neng)，通過增強某些基(ji)因(yin)(yin)的(de)活性（基(ji)因(yin)(yin)過表達），或是移除(chu)那些不再需要的(de)基(ji)因(yin)(yin)（基(ji)因(yin)(yin)敲除(chu)），以(yi)此賦予(yu)酵(jiao)(jiao)母新的(de)生命力。解脂耶氏酵(jiao)(jiao)母，在自然狀態下并不具備合成類胡蘿卜素，尤其(qi)是蝦青素的(de)能(neng)力。然而，元育生物以(yi)基(ji)因(yin)(yin)編輯技術(shu)為突(tu)破口(kou)，成功解鎖(suo)了酵(jiao)(jiao)母合成蝦青素的(de)奧(ao)秘(mi)，開啟了生物制造(zao)領域的(de)新篇章(zhang)。

在探索酵母合成蝦青素的道路上，元育生物的科研團隊精心布局了三大策略。一是向酵母中引入微藻的蝦青素代謝相關基因，為酵母構建了一條全新的代謝通路。通路的成功建立，標志著酵母從此擁有了合成蝦青素的能力。二是增加代謝途徑中關鍵酶的基因拷貝數，提升酶的表達水平，增強代謝流中關鍵中間體的供應，穩步提高蝦青素的產量。三是調控各轉化步驟中不同酶的使用比例，確保中間產(chan)物能夠(gou)充分轉化(hua)，避(bi)免資源(yuan)浪(lang)費，進一步保證最終產(chan)物蝦(xia)青(qing)素的高效轉化(hua)。這(zhe)三個策略(lve)為蝦(xia)青(qing)素高產(chan)菌株(zhu)的建立奠定了堅實的基(ji)礎。

圖2：元育生物生物合成蝦青素菌株

發酵工程則是通過(guo)優化培養(yang)條件，如(ru)調(diao)整(zheng)培養(yang)基(ji)配方、溫度、pH值、氧氣供應和底(di)物濃度，以及改進發酵策略，以此提升酵母的生長速率和蝦青素(su)的產量(liang)。

元育生物在發酵工程領域的關鍵技術創新體現在以下方面。一是開發了與特定菌株完美匹配的發酵培養基及工藝，為酵母生長與蝦青素合成提供了最優環境。二是實施兩段式發酵策略，巧妙地區分了細胞增殖與產物累積兩個階段，有效減輕了產物對細胞生長的抑制作用，進一步推動了蝦青素的高效生產。三是配合菌株的特性對酵母內部的代謝流程進行了精細的調整與優化，使得整個生產過(guo)程(cheng)變得更(geng)加流(liu)暢(chang)且(qie)高效。

基(ji)因(yin)編(bian)輯(ji)與發(fa)(fa)酵(jiao)(jiao)工程的(de)攜手合(he)作是發(fa)(fa)掘酵(jiao)(jiao)母生(sheng)產蝦(xia)(xia)青素的(de)潛力(li)的(de)關鍵。通(tong)過基(ji)因(yin)編(bian)輯(ji)技術(shu)改良的(de)酵(jiao)(jiao)母菌株給了發(fa)(fa)酵(jiao)(jiao)提(ti)高蝦(xia)(xia)青素產量更(geng)多的(de)可(ke)能(neng)性。同時，發(fa)(fa)酵(jiao)(jiao)過程中收集(ji)的(de)數(shu)據可(ke)以(yi)用來進一步指導基(ji)因(yin)編(bian)輯(ji)策略(lve)，以(yi)實現更(geng)精(jing)細的(de)代謝調(diao)控。

“兩種(zhong)技術(shu)的(de)結(jie)合使用，讓我們整(zheng)個生產(chan)(chan)過程(cheng)在高效與穩定之(zhi)間找到(dao)了完美的(de)平衡點。”元(yuan)育生物首(shou)席(xi)生產(chan)(chan)工程(cheng)師韓柱(zhu)表示。

應用探索：全左旋蝦青素在農業食品領域的變革力量

全左旋蝦青(qing)素有著(zhu)“超級抗氧化劑”的(de)美譽(yu)，因其特定的(de)立體化學(xue)結構而具備更優的(de)生物(wu)活性和生物(wu)利用度，因此，其能夠(gou)顯著(zhu)提(ti)升農(nong)業食(shi)品(pin)的(de)品(pin)質(zhi)與健康水平(ping)。

在水(shui)產(chan)(chan)飼料行(xing)業中，蝦青(qing)素的(de)(de)添加不僅能增強(qiang)水(shui)產(chan)(chan)動(dong)(dong)物的(de)(de)免疫(yi)力，還能提高其生(sheng)長(chang)速(su)度和(he)存(cun)活率。以三(san)(san)文(wen)(wen)(wen)魚(yu)為(wei)例(li)，蝦青(qing)素能夠賦予三(san)(san)文(wen)(wen)(wen)魚(yu)鮮艷的(de)(de)橙紅色，提升其外觀品質。蝦青(qing)素極強(qiang)的(de)(de)抗氧化(hua)能力有(you)助(zhu)于保(bao)持三(san)(san)文(wen)(wen)(wen)魚(yu)的(de)(de)新鮮度和(he)營(ying)養(yang)價值。蝦青(qing)素可以提高魚(yu)類的(de)(de)免疫(yi)力和(he)成活率，對其正常生(sheng)長(chang)和(he)健康養(yang)殖(zhi)及生(sheng)長(chang)和(he)繁殖(zhi)具(ju)有(you)重(zhong)要作(zuo)用。蝦青(qing)素對三(san)(san)文(wen)(wen)(wen)魚(yu)、蝦、蟹(xie)等水(shui)產(chan)(chan)動(dong)(dong)物的(de)(de)生(sheng)長(chang)和(he)養(yang)殖(zhi)過程具(ju)有(you)多方面的(de)(de)積極作(zuo)用。

以蝦飼料為例，每噸飼料中通常會添加大約兩公斤的蝦青素，據此估算，僅這一項產品線每年就需要約一萬六千噸的蝦青素。然而，當前市場上實際使用的蝦青素總量僅為所需量的八分之一，市場存在巨大的缺口和增長空間。

在(zai)食品(pin)添(tian)加(jia)劑領域，蝦青素(su)的(de)(de)應(ying)用也在(zai)不斷擴展。作(zuo)為(wei)一(yi)種天(tian)然(ran)色素(su)，它不僅能為(wei)食品(pin)提供鮮(xian)艷的(de)(de)色澤(ze)，還能增(zeng)強食品(pin)的(de)(de)營養價(jia)值。隨著消費者對食品(pin)添(tian)加(jia)劑安(an)全性和健康性的(de)(de)日(ri)益關(guan)注，蝦青素(su)作(zuo)為(wei)一(yi)種天(tian)然(ran)、安(an)全的(de)(de)替代品(pin)，其(qi)市場需求有望進一(yi)步增(zeng)長。

在傳統蝦青(qing)素(su)領域(yu)中(zhong)，主要包括化學(xue)合成品(pin)以(yi)及通過(guo)紅(hong)法夫酵母(mu)生(sheng)(sheng)產的(de)右旋蝦青(qing)素(su)。然而，這(zhe)兩種形(xing)式的(de)蝦青(qing)素(su)的(de)生(sheng)(sheng)物活(huo)性極(ji)低。相比(bi)之下(xia)，元(yuan)育生(sheng)(sheng)物研發的(de)蝦青(qing)素(su)則具(ju)備極(ji)高生(sheng)(sheng)物活(huo)性，其(qi)活(huo)性與源自紅(hong)球藻(zao)的(de)左旋蝦青(qing)素(su)活(huo)性相當(dang)。

技(ji)術的(de)進步(bu)為蝦青素的(de)生(sheng)(sheng)產(chan)提(ti)供了(le)新(xin)的(de)可能性，政(zheng)策的(de)支持更(geng)是推(tui)動(dong)蝦青素市場發(fa)展(zhan)的(de)重要因素。當(dang)前，許多(duo)國家已(yi)經(jing)開始重視(shi)生(sheng)(sheng)物科技(ji)產(chan)業的(de)發(fa)展(zhan)，并出臺了(le)一系列(lie)扶持政(zheng)策。

圖3：與生物科技相關的國家政策（部分）

著眼未(wei)來，隨著市場(chang)需求(qiu)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)長、技術的(de)(de)(de)(de)進(jin)步以及政策的(de)(de)(de)(de)支持(chi)，全(quan)左旋蝦青(qing)素有望(wang)在未(wei)來的(de)(de)(de)(de)市場(chang)中占(zhan)據更大(da)的(de)(de)(de)(de)份額(e)，還能為農業(ye)(ye)和食品(pin)行(xing)業(ye)(ye)帶來新的(de)(de)(de)(de)增(zeng)長點，推(tui)動行(xing)業(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)可持(chi)續發(fa)展。

合成生物平臺優勢：元育生物的研發實力與產品特色

在探索(suo)自然界的奧秘與(yu)生(sheng)命的奇跡中(zhong)，元育(yu)生(sheng)物(wu)以其(qi)卓(zhuo)越的技(ji)術與(yu)創新(xin)理(li)念，在合成生(sheng)物(wu)領域樹立了新(xin)的標(biao)桿。

“全左旋結(jie)構、極(ji)高的(de)(de)純(chun)凈(jing)度、高蝦青素(su)含(han)量(liang)以(yi)及(ji)高效的(de)(de)生產能力，構成了元(yuan)育(yu)生物在蝦青素(su)領域(yu)的(de)(de)核心優(you)勢。”韓柱表(biao)示。

全左旋蝦(xia)青素，這種特(te)定構(gou)型的(de)(de)(de)蝦(xia)青素具(ju)有更高(gao)(gao)的(de)(de)(de)生(sheng)物利用度(du)和更強的(de)(de)(de)抗(kang)氧化能(neng)力，使其在(zai)行業(ye)飼料等領域展(zhan)現出極高(gao)(gao)的(de)(de)(de)應用價值(zhi)。“我們始終(zhong)致力于提供純(chun)度(du)與性(xing)價比更高(gao)(gao)的(de)(de)(de)合成生(sheng)物產(chan)品，這正(zheng)是元育生(sheng)物生(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)全左旋蝦(xia)青素帶給(gei)客戶的(de)(de)(de)獨特(te)價值(zhi)。”韓柱(zhu)強調。

在純凈度方面，元育生物通過高效液相色譜（HPLC）技術嚴格監控，確保蝦青素占總類胡蘿卜素的比例達到高標準。“基于元育的三大合成生物技術平臺，通過近20個月的不懈努力。當前，元育生物所生產的蝦青素占總類胡蘿卜素比例為82.9%（以峰面積計），全左旋蝦青素占比93.4%。”這種對產品指標的極致追求要求，是企業對產品質量嚴苛要求的具體體現。特別值得一提的是，元育生物的產品中反式蝦青素的比例高達93.3%，均(jun)顯著超(chao)越行業平均(jun)水(shui)平。

圖4：元育生物合成蝦青素的HPLC峰圖

在生(sheng)產(chan)(chan)效(xiao)率方面，元(yuan)育(yu)生(sheng)物同樣表現非凡(fan)。傳統(tong)的(de)(de)雨生(sheng)紅(hong)球藻(zao)生(sheng)產(chan)(chan)左(zuo)旋蝦(xia)青(qing)素(su)的(de)(de)產(chan)(chan)率為(wei)(wei)5-25 mg/L，元(yuan)育(yu)生(sheng)物利用酵(jiao)母生(sheng)產(chan)(chan)左(zuo)旋蝦(xia)青(qing)素(su)的(de)(de)產(chan)(chan)率最高為(wei)(wei)3000 mg/L，這(zhe)意味著(zhu)左(zuo)旋蝦(xia)青(qing)素(su)的(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)效(xiao)率提高了(le)120至300倍。相比傳統(tong)的(de)(de)左(zuo)旋蝦(xia)青(qing)素(su)生(sheng)產(chan)(chan)方式，元(yuan)育(yu)生(sheng)物的(de)(de)蝦(xia)青(qing)素(su)生(sheng)產(chan)(chan)成本(ben)降低了(le)一半以上，使得高品質蝦(xia)青(qing)素(su)更(geng)加“親民”，也為(wei)(wei)市場帶來了(le)更(geng)具(ju)競爭力的(de)(de)產(chan)(chan)品選擇。

圖5：生物合成蝦青素大型生產體系

每(mei)一(yi)次基因調整都(dou)(dou)是對(dui)未知領域(yu)的(de)勇敢邁進，每(mei)一(yi)次參數調整都(dou)(dou)可能開(kai)啟(qi)新的(de)可能性。實驗室里，微小的(de)生(sheng)命(ming)體(ti)們(men)正展開(kai)一(yi)場意義(yi)深遠的(de)華(hua)麗蛻變(bian)，如同一(yi)直(zhi)深耕在生(sheng)物(wu)技術領域(yu)的(de)元育生(sheng)物(wu)一(yi)般，正迎來屬(shu)于自己的(de)創新變(bian)革(ge)。