雨生红球藻室外大体积培养与虾青素积累初步研究

针对雨生红球藻（Haematococcus pluvialis）大体积室外培养开展实验，对不同品系藻株、不同营养方式、胁迫条件等对雨生红球藻生长及虾青素积累的进行了初步研究．结果表明，HPM品系在室外培养过程中指数生长率为0．22，胁迫后虾青素产率为1．35mg／L，均优于其他两个品系．室外培养中加入醋酸钠的混合培养基可以缩短胁迫时间，并且其虾青素的积累量比光合自养培养下提高了126．3％．盐胁迫比高光胁迫更能有效地积累虾青素，虾青素产率从0．76mg／L提高到了1．33mg／L．     

维生素B1、B12在雨生红球藻不同培养阶段的作用研究

研究了维生素B1、B12对雨生红球藻营养生长及胁迫阶段各生长指标的影响.研究结果表明适量维生素的加入具有促进雨生红球藻生长、提高胁迫条件下的微藻存活率、以及促进虾青素积累等作用.其中,在培养基中添加w(B12)=5×10-8维生素B12,可以使雨生红球藻的生长率、存活率和虾青素产量分别较空白组提高21%、264%和43%以上.此外,研究还发现在单独加入维生素B1和B12的培养组中,大部分培养组的孢子比率均明显下降,这为降低虾青素的提取难度和提高虾青素的利用率提供了新的思路.     

雨生红球藻的培养及虾青素的提取与检测

以雨生红球藻为原材料,通过对光照条件、培养液pH和温度等条件的优化确定雨生红球藻在改良后的BBM培养基中的适宜生长条件;采用研磨结合超声波破碎的方法对雨生红球藻进行破壁,利用乙酸乙酯、丙酮和70%乙醇分别提取雨生红球藻中的虾青素,并通过紫外吸收光谱、红外吸收光谱以及高效液相色谱对虾青素的含量进行检测分析,确定虾青素的最佳提取方法。结果表明:在pH=8.0的改良BBM培养基中,光照度为2 000~2 500 lx时连续24 h光照条件下雨生红球藻能够快速生长和繁殖,采用研磨法破壁后利用乙酸乙酯提取虾青素的提取率可达91.41%。本实验优化了雨生红球藻的培养条件,确定了虾青素提取的有效方法,为雨生红球藻的扩大生产及深入研究奠定了基础。     

雨生红球藻和红发夫酵母混合培养体系的氮代谢机理

雨生红球藻和红发夫酵母是自然界申能够大量合成虾青素的两种主要微生物,二者混合培养比单独培养能提高虾青素的产量,氮代谢是影响虾青素合成的关键因素之一．为此,着重研究了雨生红球藻单独培养及混合培养过程中的氮代谢机理．结果表明,在强光照射诱导雨生红球藻合成虾青素的过程中,藻细胞迅速吸收硝酸盐并向胞外分泌NH_4~ ,培养液中的NH_4~ 浓度上升,同时值pH值也急剧升高．由于NH_4~ 对藻细胞有毒害作用,抑制了虾青素的进一步合成．而在混合培养过程中,即使在虾青素大量合成阶段,培养液中的NH_4~ 浓度也基本稳定．进一步的分析结果表明,红发夫酵母细胞吸收利用了雨生红球藻细胞代谢过程中产生的NH_4~ ,培养液的pH值基本稳定7．0左右,从而使藻细胞内流向虾青素合成方向的碳代谢流始终保持较高的通量,提高了虾青素产量．     

雨生红球藻的培养及虾青素累积条件的探讨

探讨了雨生红球藻(Haematoccuspluvialis) 712株的适宜培养条件及藻体诱导累积虾青素的培养基条件.重点研究了温度、pH和光照条件对雨生红球藻营养生长的影响,以及NaNO3 、Fe2 + 盐和乙酸钠浓度对雨生红球藻诱导累积虾青素含量的影响.结果表明,2 4℃、10 0 0～15 0 0lx连续光照,pH8.0左右的生长条件适合雨生红球藻游动细胞增殖,使平均生长速率达到0 .2 5 2d-1.通过正交试验表明缺氮培养基对于雨生红球藻细胞累积虾青素最为有利,虾青素含量达到6 .72 μg·mL-1,而FeSO4和乙酸钠浓度对虾青素的累积无显著性的影响     

不同培养基对雨生红球藻生长和虾青素累积的影响

在适宜和亚适宜条件下，用BBM、HGZ两种培养基对3个不同品系的雨生红球藻培养，通过对生长速率、干重、叶绿素有虾青素累积量测定，比较不同培养基、不同培养条件对红球藻的生长与虾青素累积的影响。结果表明：BBM培养基比HGZ培养基更适合营养生长。3个品系（H17、HPM、HPB）的平均生长速率比HGZ培养基分别高57．2％、28．97％、18．1％，培养10d，叶绿素含量增加201．9％－288．2％、干重增加38．8％－114．3％。在高光强和缺氮条件培养15d后，用HGZ培养基培养的3个红球藻品素细胞的虾青素累积为BBM培养基的2．0－2．5倍。实验结果也表明：细胞生长和虾青素的累积也存在不同品系之间。     

雨生红球藻提取虾青素不同机械破壁方法的研究

对雨生红球藻厚壁孢子细胞的几种常用机械破壁方法的工艺条件分别进行研究,得到高压均质法,超声波法和冻融法的较优工艺条件.并分别在上述几种机械破壁方法的最佳工艺条件下比较了几种不同破壁方法对破壁率和虾青素提取率的影响.结果表明,高压均质法最适合于雨生红球藻厚壁孢子的破碎和虾青素的提取.高压均质的优化条件为:40MPa,循环3次,室温,破壁率达到91.4%,虾青素提取率为28.0μg mg(细胞干重),比未经破壁处理的提取率提高了10.1μg mg(细胞干重),提高了56.3%.     

雨生红球藻中虾青素酯的皂化及游离虾青素的纯化分离

研究了雨生红球藻细胞内提取的虾青素酯皂化水解成游离虾青素的工艺条件———碱浓度、皂化温度和时间对皂化反应的影响.结果表明:4 0g/LKOH -甲醇15℃下皂化10min ,可以将虾青素酯完全皂化,得到的游离虾青素含量最高,达到原料总类胡萝卜素含量的81.9% .经2 0 0目(0 .0 71mm)硅胶G柱层析后,薄层色谱分析表明:只有一个游离虾青素的色素斑点,用HPLC结合折光示差检测器测定可知:游离虾青素的纯度达到98%以上,产率达到16 .5 μg/mg(细胞干重) .     

雨生红球藻规模化培养技术的研发进展

作为一种重要的类胡萝卜素,天然虾青素因其强抗氧化能力而具有抗癌、增强免疫、抗紫外线、着色等功效,故具有很高的经济价值和市场需求.雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)被公认为天然虾青素的最佳来源,现已成功实现规模化培养.另一方面,由于其生长缓慢、易受污染等特点使其大规模高密度培养受到限制,该领域研究遂成为当前国际研究和生产方面的重要课题.目前,雨生红球藻规模化培养技术主要分为开放式和封闭式两类,后者主要包括管道式光生物反应器、立柱式光生物反应器、平板式光生物反应器、薄膜式光生物反应器以及半球体式光生物反应器等培养技术.归纳和总结了目前全球雨生红球藻产业化培养的技术现状,并对新的培养技术做了简单的介绍,以期为我国雨生红球藻规模化养殖提供技术参考.     

红发夫酵母生产虾青素的氮源补加策略

随着人类对天然虾青素需求的不断扩大,红发夫酵母(Xanthophyllomyces dendrorhous)以其易于培养的优点被选为当前虾青素生产极具潜力的微生物.实验主要从氮源调控入手,阐明虾青素生产机制,以期获得更高的虾青素产量.在微生物生长过程中,氮源的调控对细胞的生长和产物的积累至关重要.考察了在红发夫酵母生长过程中添加氮源对细胞生长及虾青素合成的影响.实验结果表明:补加不同种类的氮源及浓度对菌体生物量以及虾青素的产量有着不同的影响,在合适的时间点补加适量的氮源能明显促进虾青素的积累.根据实验结果,研究确定了最适的补氮时间为24h,最适的补加氮源为谷氨酸,最适的补加质量浓度为0.368g/L,在此补加条件下,虾青素的最大产量和产率分别为3.445mg/L和1.144mg/g,较对照组分别提高了36%和41%,这说明在细胞生长过程中补氮有利于虾青素的积累.