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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

雨生红球藻虾青素粉对锦鲤组织色素沉积的影响

本试验的目的是探讨锦鲤饵料中雨生红球藻虾青素粉的最适添加量及锦鲤的着色规律。试验将平均体重为10g的420尾锦鲤分成7组,每组3个重复。在基础饵料中分别添加0,0．5,1．5,2．5,3．5,4．5,5．5g／kg雨生红球藻虾青素粉,试验结果表明：在相同饲养条件下饲养60d,锦鲤头和鳍中色素的沉积量各组差异不显著（P〉0．05）。而体组织中色素沉积量各组间差异显著（P〈0．05）,其中,雨生红球藻虾青素粉添加量为3．5g／kg的组着色最显著。     

“培养雨生红球藻生产天然虾青素”研究

该项目是我校农业部饲料工业中心李德发教授等主持的国家“十五”科技攻关项目 ,近日通过了教育部的成果鉴定 ,这一成果使我国生产天然虾青素技术取得重要突破。天然虾青素是一种优质、高效、安全的着色剂和天然抗氧化剂 ,能提高动物的免疫力和存活率 ,增加动物产品的营养价值和外观色泽。国外已有天然虾青素的工业化生产 ,但我国天然虾青素尚未形成生产规模。课题组选择了已知的自然界中虾青素含量最高的雨生红球藻来生产虾青素 ,运用微藻生物学、微生物学和动物营养学的研究技术 ,研究了整个技术环节 ,建立了准确、快速的虾青素含量高效液…     

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.     

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.     

雨生红球藻在不同培养基中的生长效果比较

从 pH值、叶绿素a含量、A674值和类胡萝卜素含量 4个方面系统比较了 6种培养基对雨生红球藻F71 2生长的影响 ,从中选择出较适合于雨生红球藻F71 2生长的培养基SM。     

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.     

索氏法提取微藻油脂的工艺优化研究

[目的]优化影响索氏法提取微藻油脂的工艺参数,为进一步研究打下基础。[方法]以聚球藻为材料,采用索氏法提取微藻油脂,研究液料比、提取时间、提取温度对提取率的影响,获得较优工艺参数。[结果]当液料比为6 ml/109cell,提取时间为4 h,提取温度为95℃时,所得油脂含量为0.125 mg/108cell。[结论]该研究结果为进一步优化微藻油脂提取工艺奠定了基础。     

回流提取川楝子中川楝素工艺的优化

[目的]优化川楝子中川楝素溶剂回流提取法的最佳提取工艺。[方法]采用HPLC法检测,以川楝素含量作为指标,考察提取溶剂、料液比、提取温度、提取时间、提取次数对川楝素提取率的影响,筛选出最佳的提取工艺。[结果]溶剂回流法的最佳条件：以甲醇为溶剂,料液比为1∶30,提取温度为80℃,提取时间为1.0 h,提取次数为2次。在最佳工艺条件下,川楝素提取率达1.344 9 mg/g。[结论]该工艺简单、稳定、可行,为川楝素的提取提供了一种有效的方法。     

超声提取华山松松针中莽草酸工艺优化

[目的]优选华山松松针中莽草酸超声提取法的最佳提取工艺。[方法]以莽草酸含量作为指标,考察了提取溶剂、超声功率、超声时间、料液比、超声温度、超声次数、原料粒度等对莽草酸提取率的影响,筛选出最佳的提取工艺。[结果]超声提取法的优化条件为：以重蒸水为提取溶剂,超声功率为200 W,超声时间75 min,料液比1∶60,超声温度60℃,超声次数2次,原料粒度为40目。在最佳工艺条件下,莽草酸提取率达36.651 2 mg/g。[结论]该优化条件可靠,适合华山松中莽草酸的提取。     

超声波辅助法提取北五味子色素工艺的优化

[目的]优化超声波辅助法提取北五味子(Schisandra chinensis Baill.)色素的提取工艺,为规模化提取北五味子色素的生产提供依据。[方法]通过单因素试验和正交试验对北五味子色素提取工艺进行优化。[结果]北五味子色素最佳的提取工艺为:乙醇浓度为80%(V/V),提取温度为40℃,提取时间为35 min,料液比为1∶12(W/V)。[结论]筛选出北五味子色素提取的最佳工艺,为规模化提取北五味子色素提供了依据。