アスタキサンチンのバイオプロダクション：微生物合成と下流抽出に関する包括的なレビュー

アスタキサンチンは、農業、食物、化粧品、医薬品、栄養補助食品地域に幅広い用途がある貴重なオレンジ色のカロテノイドです。現在、アスタキサンチンの生物学的合成は、主にヘマトコッカスpluvialisおよびXanthophyllomyces樹状突起に依存しています。合成生物学の急速な発展により、大腸菌、サッカロミセス・セレビシア、ヤロウィア・リポリティカなど、より組換え微生物宿主がアスタキサンチン生産のために遺伝的に構築されています。複数の遺伝子（15）がアスタキサンチン合成に関与していたため、アスタキサンチン合成に向けた代謝の流れのバランスをとるために、さまざまな戦略を採用することが特に重要です。さらに、アスタキサンチンは細胞内で保存された脂肪可溶性化合物であるため、アスタキサンチンの経済的生産には効率的な抽出方法も不可欠です。スーパーフルイド抽出、イオン液体抽出、マイクロ波アシスト抽出など、アスタキサンチンの効率的で緑色の抽出方法が近年報告されています。したがって、このレビューは、異なる微生物宿主と戦略を使用してアスタキサンチンの合成と抽出効率を改善することにより、アスタキサンチンの産生と抽出の進歩を包括的に導入します。

Astaxanthin is a valuable orange-red carotenoid with wide applications in agriculture, food, cosmetics, pharmaceuticals and nutraceuticals areas. At present, the biological synthesis of astaxanthin mainly relies on Haematococcus pluvialis and Xanthophyllomyces dendrorhous. With the rapid development of synthetic biology, more recombinant microbial hosts have been genetically constructed for astaxanthin production including Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae and Yarrowia lipolytica. As multiple genes (15) were involved in the astaxanthin synthesis, it is particularly important to adopt different strategies to balance the metabolic flow towards the astaxanthin synthesis. Furthermore, astaxanthin is a fat-soluble compound stored intracellularly, hence efficient extraction methods are also essential for the economical production of astaxanthin. Several efficient and green extraction methods of astaxanthin have been reported in recent years, including the superfluid extraction, ionic liquid extraction and microwave-assisted extraction. Accordingly, this review will comprehensively introduce the advances on the astaxanthin production and extraction by using different microbial hosts and strategies to improve the astaxanthin synthesis and extraction efficiency.