项目背景
虾青素（3,3′-二羟基-4,4′-二酮基-β,β′-胡萝卜素，C40H52O4）是一种脂溶性红色类胡萝卜素，具有左旋（3S-3'S）、消旋 3R-3'S、右旋 3R-3'R 三种结构。人工化学合成的虾青素为三种结构混合物（左旋占 25%、右旋占 25%，内消旋 50%左右），极少抗氧化活性；酵母菌源的虾青素是 100%右旋（3R-3'R），有部分抗氧化活性；这些来源虾青素主要用在非食用动物和物资着色上。转基因大肠杆菌获得的虾青素则受市场准入限制。
而非转基因雨生红球藻虾青素含量高，被看作是天然虾青素的"浓缩品"，是当下应用最成熟的原料来源。同时，其作为国家批复的新资源食品，生产的虾青素是 100%左旋（3S-3'S）结构，具有最强的生物学活性，比维生素 E 强 100 倍，在抗衰老、抗癌、抗炎、免疫调节、神经保护、预防机体患病方面有着显著作用，国际上已将其应用于保健食品、高档化妆品、药品等领域中，有着广阔的市场前景。
市场前景
全球雨生红球藻产量每年约 800 吨，100%虾青素产量大约 12 吨，由于产量的限制市场供不应求，价格处于高位。虾青素市场已到 11 亿美元规模，到 2025 年，预计虾青素的年增长率将超过 12%。此外，欧盟食品安全局在 2020 年再次强调雨生红球藻是虾青素的唯一来源，而且提高了虾青素的摄入量，从 2014 年的 0.034 mg/公斤体重提高到0.2mg/公斤体重的每日建议摄入量。市场潜力不断扩大，具有很好的市场前景。
技术特点
目前虾青素的生产方法是通过两步法培养雨生红球藻获得。当前主流的光自养-诱导模式，因占地范围广、受天气环境影响大、细胞密度低（＜2 g/L）、周期长，而逐渐不能满足日益增大的市场需求。近年来，先采用发酵模式积累高密度生物量，再通过稀释、光诱导等策略促进虾青素积累成为热点，但尚未有工业化报道。同时，第二步过程复杂，涉及发酵废液清洗、细胞稀释、藻株适应光诱导模式等环节，不仅面临光自养-诱导模式中的系列难题，同时经过发酵培养的藻细胞在适应光诱导过程中容易死亡，导致操作复杂、生产受限。
本项目首次实现雨生红球藻发酵一锅法生产，在 5L 发酵罐，发酵 18 天，虾青素含量可达到 600-1000mg/L，其结构和光诱导雨生红球藻所产虾青素一致。与传统两步法相比，一锅法生产具有占地少、用水少、产量高、时间短等特点，降低了生产成本和环境污染，具有很好的应用前景。
投资与效益分析
项目投资主要为基础设施建设和运营费用，具体规模大小各不尽同。当前雨生红球藻生产虾青素成本每个百分点约 250 元/公斤。本项目以目前的发酵水平 600mg/L 计算，雨生红球藻虾青素发酵综合成本约 100 元/公斤。以 10 吨生产规模计算，毛利润可达到6500 万元/年。中等规模年产 50 吨，毛利润可达 3 个亿。
研究阶段
目前项目已完成小试实验。项目关键技术已申请多项专利。