ИСТИНА

Кетокаротиноид астаксантин (Аст) — мощнейший природный антиоксидант с противо-воспали¬тельным, противоопухолевым, кардио- и нейропротекторным эффектами. Аст широко используется для производства пищевых добавок, функционального питания и кормов для аквакультуры. Разработаны подходы к химическому синтезу Аст, преобладающего на рынке кормовых добавок, для употребления человеком разрешен только натуральный Аст, рынок которого исчисляется сотнями миллионов долл. США. Богатейший источник натурального Аст — зеленая микроводоросль Haematococcus pluvialis Flotow, культивируемая в промышленных масштабах для получения этого пигмента. В благоприятных условиях H. pluvialis существует в виде зеленых вегетативных клеток, которые при действии стрессоров (свет высокой интенсивности, дефицит азота и (или) фосфора, экстремальные температуры) превращаются в обогащенные Аст (до 5–6% сухого веса) неподвижные апланоспоры — гематоцисты, исключительно толерантные к неблагоприятным условия среды. Вегетативные клетки метаболически активны, быстро делятся и не содержат Аст, тогда как гематоцисты характеризуются замедленным метаболизмом и приспособлены для переживания длительных периодов неблагоприятных условий. Для достижения максимального выхода Аст применяют т.н. двухфазное культивирование. На первой фазе культивируют вегетативные клетки в благоприятных для деления клеток условиях. По достижении высокой плотности культуру подвергают стрессам, вызывающих накопление Аст и превращение вегетативной клетки в гематоцисту. Трудности биотехнологического получения Аст из микроводорослей связаны с медленным ростом большинства известных штаммов H. pluvialis и уязвимости культур для контаминации. Как следствие, промышленное культивирование H. pluvialis возможно только в закрытых системах (фотобиореакторах), и только вторая фаза может осуществляться в открытых прудах. Чрезмерная интенсивность стрессового воздействия может приводить к высокой смертности клеток. Найдены новые штаммы микроводорослей — эффективных продуцентов Аст. Так, новый штамм H. pluvialis IPPAS H-2018 пригоден для культивирования в солоноватых водах, что существенно снижает себестоимость культивирования. Альтернативные продуценты, такие как Chromochloris zofingiensis, более стабильны в интенсивном культивировании. Новые данные о физиологии вторичного каротиногенеза у H. pluvialis позволяют правильно рассчитать интенсивность стрессового воздействия и свести к минимуму смертность клеток. В докладе обсуждаются физиологические и фотобиологические основы устойчивого культивирования каротиногенных микроводорослей для эффективного биотехнологического получения Аст. Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и образования РФ (проект 14.616.21.0080).