碳源和乙醇调控雨生红球藻生长与虾青素积累

[目的]雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)生长速率和虾青素积累量决定着雨生红球藻商业化生产的经济效益。本文旨在建立提高雨生红球藻生长和虾青素积累的新方法。[方法]以BG-11为基础培养基,分别以乙酸钠和二氧化碳为碳源,添加少量乙醇,探讨乙醇和碳源对雨生红球藻生长及虾青素积累的效应。[结果]添加乙醇显著提高了雨生红球藻生长及虾青素积累。(BG-11+乙酸钠)+乙醇培养的雨生红球藻生长迅速,在第4天细胞密度上升到1.587×106 cells·mL~(-1),而对照组(BG-11+乙酸钠)在第8天细胞密度才上升到1.187×106 cells·mL~(-1)。(BG-11+乙酸钠)+乙醇培养的雨生红球藻在第14天生物量和虾青素含量分别达2.74g·L-1和3.51%(干重),分别是对照组的2.98倍和1.71倍,显著高于对照组。同样,(BG-11+CO2)+乙醇培养的雨生红球藻在第6天细胞密度上升到1.236×106cells·mL~(-1),在第14天生物量和虾青素含量分别达2.59g·L-1和3.1%(干重),均高于对照组(BG-11+CO2)的生物量(0.7g·L-1)和虾青素含量(1.43%,干重)。[结论]研究结果为建立基于添加乙醇提高雨生红球藻生长速率和虾青素积累量的简单易行规模化技术体系提供了科学参考。     

雨生红球藻虾青素的亚甲基蓝促积累诱导及定性分析

在BBM培养基的基础上对雨生红球藻培养基进行了改良,采用亚甲基蓝对雨生红球藻虾青素进行了促积累诱导.结果表明,亚甲基蓝能有效促进雨生红球藻生长后期虾青素的积累.对皂化后的虾青素提取液进行薄层色谱分析和高效液相色谱分析表明,皂化液含有游离虾青素和虾青素单酯.     

雨生红球藻中虾青素的提取工艺优化

[目的]探索大规模工业生产适用的虾青素提取方法。[方法]从原料的状态入手,采用常规的有机溶剂——丙酮作提取剂,对新鲜雨生红球藻膏和干藻粉中虾青素的提取率进行比较。[结果]使用目前采用的提取条件,从干藻粉中得到的虾青素提取率为新鲜藻膏的2倍多。[结论]烘干后的雨生红球藻在虾青素的提取中具有更大的优势。     

Fe2+,醋酸盐和双氧水对雨生红球藻积累虾青素的影响

研究了亚铁离子、醋酸盐和双氧水三种化学因子对雨生红球藻积累虾青素的交叉影响和虾青素积累过程中藻体总可溶性蛋白的变化.结果表明,在营养盐缺乏的前提下,添加45 mM醋酸盐和450 μM亚铁离子,25 ℃,24 h连续光照,6 000 lx光强下进行逆境胁迫诱导,能够大大缩短雨生红球藻虾青素积累周期,比空白对照提前一个月使藻细胞完全变红（显微观察）.但诱导过程中会造成部分藻细胞白化,自溶或破壁死亡,虾青素产量比空白对照下降了7.4%;在雨生红球藻虾青素积累过程中,藻体总可溶性蛋白含量逐渐降低,说明雨生红球藻中虾青素的积累可能以蛋白质的消耗为基础.     

Fe2+,醋酸盐和双氧水对雨生红球藻积累虾青素的影响

研究了亚铁离子、醋酸盐和双氧水三种化学因子对雨生红球藻积累虾青素的交叉影响和虾青素积累过程中藻体总可溶性蛋白的变化.结果表明,在营养盐缺乏的前提下,添加45 mM醋酸盐和450 μM亚铁离子,25 ℃,24 h连续光照,6 000 lx光强下进行逆境胁迫诱导,能够大大缩短雨生红球藻虾青素积累周期,比空白对照提前一个月使藻细胞完全变红（显微观察）.但诱导过程中会造成部分藻细胞白化,自溶或破壁死亡,虾青素产量比空白对照下降了7.4%;在雨生红球藻虾青素积累过程中,藻体总可溶性蛋白含量逐渐降低,说明雨生红球藻中虾青素的积累可能以蛋白质的消耗为基础.     

利用雨生红球藻生产虾青素的研究进展及其产业化现状

本文综述了国内外雨生红球藻培养及虾青素积累的研究进展,介绍了利用雨生红球藻生产虾青素的产业化现状,并对国内虾青素的产业化前景进行了展望,以期推动国内雨生红球藻生产虾青素的产业化进程。     

雨生红球藻生产虾青素的研究进展

虾青素是一种红色的类胡萝卜素衍生物,具有广泛的用途.文中综述了近年来增强雨生红球藻中虾青素积累的方法如胁迫培养方法、诱变育种方法、植物激素协助方法和基因工程方法的进展,以及一步式和两步式规模化培养雨生红球藻生产虾青素的现状和特点,为虾青素的进一步开发利用提供依据.     

硝酸钠浓度对雨生红球藻生长及虾青素积累的影响

研究了0.15、0.30、0.75、1.50 g/L 4种不同硝酸钠营养浓度条件对雨生红球藻生长状况的影响,同时探究了该试验条件对雨生红球藻中虾青素起始积累期和后期积累量的影响,以寻找既能使雨生红球藻在氮源用尽后细胞密度达到或接近最大,同时又能最快直接进入虾青素积累阶段的硝酸钠营养添加浓度。试验结果表明,硝酸钠浓度为0.15 g/L时雨生红球藻细胞生长状况最好,细胞浓度最高可以达到5.19×105个/ml。此条件下细胞尚未停止生长即已有细胞开始积累虾青素,变红(培养的第23天)。使用有机溶剂萃取法以丙酮提取虾青素,硝酸钠浓度为0.15 g/L时,最终虾青素浓度达到19.136 mg/L,是其他硝酸钠浓度下的虾青素含量最大值。     

最新发现与创新：我国研制出世界首例能高产虾青素的番茄新品种

一种富含虾青素的番茄在中科院昆明植物研究所问世，这是世界首例能高产虾青素的番茄新品种。虾青素是自然界中最强的抗氧化剂。医学研究证明，虾青素具有保护皮肤和眼睛，提高免疫力，抗心血管疾病、抗炎、抗肿瘤、抗衰老等生物学功能。专家预测虾青素是未来50年最引人瞩目的天然活性物质。然而，虾青素的生物合成只发生于少数生物且其产量通常很低。雨生红球藻是自然界中虾青素含量最高的生物，是目前唯一用于商业化生产天然虾青素的单细胞真核绿藻。但受制于雨生红球藻自身的遗传特性，     

响应面法优化雨生红球藻培养基

雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)是生产高值天然虾青素(Astaxanthin,AST)的优质藻种,优化培养基营养盐组成对提高藻细胞密度和虾青素产量具有重要意义。以雨生红球藻为受试藻株,BG11为基础培养基,作单因素试验筛选NaNO₃、MgSO₄·7H₂O、K₂HPO₄·3H₂O和Na₂CO₃共4种营养盐最适浓度范围,采用响应面法优化培养基关键营养盐浓度,并作验证试验。结果表明,(1)雨生红球藻相对适宜营养盐NaNO₃、MgSO₄·7H₂O、K₂HPO₄·3H₂O和Na₂CO₃质量浓度范围分别为1 500～2 000、80～640、20～60和20～80 mg·L^-1,对藻细胞密度的影响强弱依...     

极具经济价值的微藻——雨生红球藻

<正>进入21世纪,随着科技的发展,经济微藻类已广泛应用于各种保健食品、化妆品、生物医药制剂以及饲料添加剂等领域。雨生红球藻是继螺旋藻、小球藻之后的又一高经济价值的微藻,其虾青素的含量为1.5%~3.0%。目前,人们公认的天然虾青素的生物来源有3种:虾、蟹等水产品的废弃物、红发夫酵母及雨生红球藻。其中,虾、蟹等水产品的废弃物中虾青素不仅含量低,而且提取费用高,而天然红发夫酵母中虾青素的平均含量仅为0.4%。因此,雨生红球藻被确认为自然界中生产天然虾青素的最好生物来源。虾青素是一种最高效的纯天然抗氧化剂,其主要作用是清除人体内的自由基,     

探究乙醇-丙酮不同比例对雨生红球藻中虾青素提取速率的影响

[目的]探究了用不同配比的有机溶剂浸提法提取雨生红球藻中虾青素的效果。[方法]在乙醇和丙酮的不同比例下(1∶0、1∶1、1∶2、2∶1、0∶1,V/V),比较雨生红球藻提取得到虾青素的含量,并且用分光度计法检测OD值,计算出虾青素的含量。[结果]在试验条件下,乙醇/丙酮为1∶2(V/V)时虾青素的的提取率为15.59 mg/g,丙酮的提取率为15.06 mg/g,乙醇/丙酮为1∶1(V/V)时提取率为12.72mg/g,乙醇/丙酮为2∶1(V/V)时提取率为12.47 mg/g,乙醇的提取率为10.11 mg/g。[结论]乙醇/丙酮为1∶2(V/V)时提取率最高,其次是丙酮。     

基于遗传算法的微藻类光分布模型参数优化

藻类的生产力模型大致可以分为3类:Ⅰ型模型预测光合速率,Ⅱ型模型计算生产力,Ⅲ型模型考虑光梯度和短光周期的影响。其中Ⅱ型模型能够对全面的工程应用提供精度和实用性之间的最佳折衷。雨生红球藻是一种单细胞淡水绿藻。在高盐、强光照射等恶劣条件胁迫下会在其体内积累虾青素,虾青素作为一种强抗氧化剂应用广泛。遗传算法自1967年提出以来应用在诸多领域,其在非线性模型参数优化具有高速、准确等优点。本次研究是针对雨生红球藻在发光二极管(LED)光照培养下建立起的Ⅱ型光分布模型,使用遗传算法对模型的参数K_1、K_2进行优化,经验证表明,所建立的模型准确、可靠。本研究可以为雨生红球藻的高效培养提供独特的思路,为解决复杂的非线性模型参数优化问题提供一种办法。     

雨生红球藻异养转化产虾青素的条件研究

对比自养转化与异养转化的虾青素产量,发现向培养基中添加乙酸钠进行异养转化可使羽生红球藻的虾青素产量由0.723 6 mg·L-1提高到1.216 8 mg· L-1;为进一步提高虾青素产量,在单因素实验基础上,选择乙酸钠浓度和硝酸钾浓度为自变量,虾青素产量为响应值,利用中心组合设计实验和响应面分析法,对转化培养基进行优化.结果表明:异养转化培养基中的乙酸钠和硝酸钾浓度对虾青素产量影响较大,在乙酸钠1.4605 g·L-1,硝酸钾0.008 4 g·L-1,磷酸二氢钾0.02 g·L-1时,虾青素产量最高,达10.908 mg·L-1,与对照相比提高了10.16倍,与自养转化相比提高了14.07倍.     

雨生红球藻藻渣在成年虹鳟饲养中的应用

选用已喂食人工虾青素6个月的2年龄3倍体雌性虹鳟成鱼,分别继续投喂人工虾青素强化饲料(原有饲料,含40 mg/kg人工虾青素)、雨生红球藻藻渣强化饲料(替代饲料,含40 mg/kg天然虾青素)及无任何虾青素的基础饲料(空白对照组)。饲喂24 d后,对比研究了上述各组处理对虹鳟生长性能、肌肉品质、虾青素含量及抗氧化能力等指标的影响。结果表明,2种虾青素强化饲料在虹鳟生长性能、肌肉品质方面无显著差异(P0.05),但较空白对照组有小幅改善;藻渣强化组虹鳟背肌的肉色比色卡值较人工虾青素强化组有一定提升,但差异不明显;藻渣强化组虹鳟背肌的总类胡萝卜素及虾青素含量显著高于人工虾青素组(P0.05),表明藻渣中天然虾青素更易在虹鳟背肌中累积;藻渣强化组的T-AOC及MDA数据明显优于人工虾青素强化组,差异极显著(P0.01),表明藻渣中天然虾青素对于虹鳟的抗氧化能力提升更明显,去除自由基能力更强。上述结果表明,雨生红球藻藻渣可以作为人工虾青素的有效着色替代品,在虹鳟饲料添加剂市场中具有开发潜力。     

雨生红球藻HaeDGAT2-3的分子克隆和生物信息学分析

雨生红球藻被认为是天然虾青素的理想来源,虾青素主要储存于富含虾青素酯和三酰甘油(TAGs)的油体中,而二酰甘油酰基转移酶(DGAT)作为三酰甘油及虾青素酯生物合成的限速酶,在雨生红球藻中尚未见报道。试验通过同源克隆与RACE扩增技术相结合的方法获得了2型二酰甘油酰基转移酶(DGAT2-3)的c DNA序列全长,其中,HaeDGAT2-3序列编码区全长为1 149 bp,共编码383个氨基酸;BLASTp分析结果显示,Hae DGAT2-3与衣藻来源的DGAT2相似性达到54.02%;保守功能域分析表明,Hae DGAT2-3蛋白包含DGAT2家族典型的LPLAT超基因家族;多序列比对及系统进化分析结果表明,Hae DGAT2-3蛋白中包括7个保守的功能基序,说明其可能属于DGAT2家族。研究首次从雨生红球藻中克隆得到编码DGAT2的基因序列,生物信息学分析结果对进一步了解雨生红球藻虾青素酯化机制具有重要意义。     

含虾青素的雨生红球藻粉自微乳的制备及体外评价

摘要：为了提高雨生红球藻粉中虾青素的溶出度,使用自乳化给药系统。采用伪三元相图法筛选液体自乳化给药系统的最佳组成,使用未经提取的雨生红球藻粉制备含虾青素的自微乳,并进行体外评价。以油相、乳化剂、助乳化剂用量为影响因素,平均粒径、多分散指数 ( PDI) 、雨生红球藻粉中虾青素的载药量为评价指标,响应面法优化处方。然后,考察自微乳外观形态、粒径、PDI、Zeta电位、载药量、溶出度。最佳处方为油相 (三乙酸甘油酯) 用量 5%,乳化剂（吐温80）用量 67.86%,助乳化剂 (聚乙二醇800) 用量 27.14%,在透射电镜下观察到微乳呈圆球状分布,大小均匀,平均粒径 ( 50.32±0. 33) nm,PDI ( 0. 131 ± 0. 02) ,Zeta电位 (-14.6± 0. 06) mV,虾青素载药量为3.06±0.23 mg /g。含虾青素的雨生红球藻粉自微乳制备简单,增加了虾青素在水中的溶解度,有利于胃肠道吸收,体系具有良好的稳定性,在食品和药品工业中具有广阔的应用前景。     

虾青素产业化现状分析

系统介绍近年来利用生物技术规模化生产虾青素的几种主要方法,如雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)培养法、法夫酵母(Phaffia rhodozyma)发酵法、虾壳浸提法、小球藻(Chlorella zofingiensis)培养法等,以期推动国内虾青素的产业化进程。     

3.5mg/L水杨酸诱导斜生栅藻积累虾青素的分子机理

在自然条件下,向对数生长期的斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)培养液中加入3.5 mg/L的水杨酸溶液,进行胁迫培养以诱导藻类细胞内虾青素的合成与积累。在培养过程中,每隔3 d对藻液取样制片,然后用显微镜观察其生长状况及细胞形态变化。结果发现:经3.5 mg/L水杨酸诱导的藻的形态发生了明显变化,该水杨酸溶液对于斜生!藻细胞来说是一种逆境胁迫因子,藻细胞内通过积累高达1.123 mg/g的虾青素来形成一种自我保护机制。八氢番茄红素脱氢酶(PDS)和β-胡萝卜素加氧酶(crt O)基因表达水平上调是藻细胞合成虾青素的主要调控机制。随着培养时间增加,藻细胞生物量呈时间依赖性增加(除15 d外),最高达2.08×106个/m L。     

虾青素在水产养殖中的应用研究进展

虾青素是一种高价值的类胡萝卜素色素,广泛应用于水产养殖、食品、化妆品和保健品行业,红发夫酵母和雨生红球藻是虾青素重要的生物来源。虾青素具有改善水产动物体色、抗氧化和抗应激等功能,可为水生动物提供多种健康益处。文章就虾青素来源、理化性质及其在水产养殖中的应用进行了综述。