小球藻的营养及药用价值

微藻因具有丰富的营养价值和产油能力,因而已被广泛研究。小球藻属于单细胞绿藻,分布广泛,种类多达十余种,在食品、医药、饲料、能源和环保等多个领域具有广泛的应用价值。小球藻不仅可以光自养生长,还可以利用有机碳源进行异养生长。小球藻细胞壁坚厚,胞内含有丰富的蛋白质、必需氨基酸、多糖、色素、脂肪酸,并富含多种维生素,以及铁、钙、锌、钾等矿物元素,具有全面而均衡的营养价值。小球藻属中的蛋白核小球藻已被我国卫生部列为新资源食品。小球藻特有的促生长因子（CGF）具有提高免疫力、抗肿瘤等多种特殊功效,近年来研究证明小球藻在临床上可作为治疗多种疾病的辅助药物,被认为是绿色天然的营养保健食品。本文从小球藻的生物学特性、营养价值、药理和保健作用等方面进行了论述。     

植物单细胞蛋白资源——小球藻开发利用研究的现状

微藻大规模培养的应用研究已越来越受到重视,发展成为生物技术领域的一门新的领域──微藻生物技术Micro-algalBiotechnology．小球藻是微藻中首先被开发利用的种类之一,其培养方式已由开放池培养发展为利用生物反应器进行连续培养。本文就小球藻的培养技术、主要化学成分和作为食品、饲料,以及在工业上的应用研究的现状进行简要评述,并展望了小球藻开发利用的前景。     

化学吸收剂单乙醇胺强化小球藻生长代谢及固碳效应的研究

近年来,为应对化石燃料燃烧造成的CO_(2)过度排放及由此带来的全球变暖和能源枯竭等问题,微藻固碳联产高值产品的CO_(2)减排策略备受关注,尤其是基于化学吸收法耦合能源微藻固碳的培养体系已成为新的研究热点。本文以优良CO_(2)耐受小球藻Chlorella sp.为试验藻株,探究添加不同质量浓度化学吸收剂单乙醇胺(MEA)在体积分数为20%的CO_(2)和通气比为0.33的条件下对小球藻生理生化特性及固碳效应的影响。结果表明,添加MEA可缓解由高浓度CO_(2)造成的培养基酸化对微藻的生长抑制,且适宜质量浓度的MEA可以有效提高小球藻的生长代谢、CO_(2)固定效率及光合活性。在50 mg/L MEA的条件下,小球藻的生物量、CO_(2)固定率和油脂含量达到最大值,分别为3.07 g/L、0.55 g CO_(2)(/L·d)和23.5%,与无MEA的对照相比分别提高了43.7%、45.6%和21.7%。综上所述,50 mg/L质量浓度的MEA作为CO_(2)吸收剂用于微藻培养体系可以显著提升小球藻在高浓度CO_(2)条件下的生物量、油脂积累以及固碳效率。以上结果可为微藻CO_(2)生物减排及清洁能源开发提供理论依据。     

小球藻热水提取物功能成分的活性跟踪分离

本研究旨在以自由基清除作用和促巨噬细胞增殖作用为导向,对小球藻热水提取物(CPE)的分离纯化产物进行活性跟踪,以确定CPE的主要功能成分。采用高压热水提取、Sevag除蛋白、乙醇沉淀和超滤的方法得到CPE粗多糖,然后通过DEAE52离子交换层析柱和Sephadex G-100对CPE粗多糖组分进一步分离纯化。研究结果表明,通过上述方法对CPE进行分离纯化,得到3种高活性成分PS-1-4-2、PS-1-3-2和PS-2-3-3,经凝胶渗透色谱GPC分析得知其分子质量分别为3.97×10~4 Da、2.28×10~4 Da和4.1×10~3 Da。活性跟踪结果表明,CPE能够清除自由基并促进巨噬细胞Ana-1细胞生长,主要是由于其多种活性组分共同发挥作用,清除自由基作用的功能成分主要集中于PS-1-3、PS-1-4、PS-2-3和PS-2-4,促Ana-1细胞增殖作用的功能成分主要集中于PS-1-3、PS-1-4和PS-2-3。本研究确立了CPE主要功能成分的活性筛选手段,并获得3种新型功能成分,可用于指导小球藻高附加值产品的开发,从而进一步推动微藻能源的产业化进程,实现"高附加值微藻产品、微藻能源与微藻固碳"一体化的示范作用。     

小球藻生物技术研究应用现状及展望

本文概述了小球藻的培养技术和小球藻生物活性物质、小球藻天然药物及其它小球藻天然产物的开发利用现状。     

小球藻用于生物柴油生产的研究进展

目的:对小球藻(Chlorella)生产生物柴油的研究做一综述。方法:查阅近年来国内外小球藻用于生物柴油生产的相关文献,并进行综合分析。结果:微藻生物柴油是具有广泛发展前景的生物柴油,小球藻是目前研究较深入、非常有吸引力的、用于生产生物柴油的微藻藻种,是优质的生物柴油原料,具有其他生物柴油原料不可比拟的优势。随着工程技术的发展和研究的不断深入,探索适宜的小球藻规模化培养方法以期获得质与量兼得的高品质油脂成为研究目标,相信该目标在不久的将来就会实现。结论:小球藻在生物柴油生产领域具有广阔的发展前景。     

小球藻的甲基磺酸乙酯诱变及产EPA的条件研究

小球藻是海水养殖系统中常用的单细胞微藻,繁殖能力强,易于规模化培养,且可合成不饱和脂肪酸EPA、DHA等多种活性物质,在医疗和保健品开发中具有很高的应用价值。目前商业化培养的藻种多从自然界中直接获得,活性物质的产量较低且藻种易退化。为了获得EPA产量更高的藻种,该研究利用0.6%EMS对小球藻进行诱变,利用尼罗红染色法进行初筛并通过单细胞分离技术得到1株突变株EC1,通过气象色谱测定其EPA产量。结果表明:与出发藻株相比,突变株EPA(二十碳五烯酸)产量提高了8.97%。根据单因素试验确定突变株生长及产EPA的合适培养条件,再通过正交试验筛选出培养条件的优化组合,表明突变藻EC1株产EPA的较适条件为NaNO_375 mg·L~-1,p H7.5,昼夜温度17~15℃,接种量为12%,在此条件下培养7d其EPA的产量可达25.38 mg·g~-1,传代实验表明突变藻株具有较好的遗传稳定性。该研究结果为进一步利用小球藻规模化生产EPA奠定了基础。     

铀对两种小球藻生长和光合作用的影响

为了探究铀对藻类生长及光合作用的影响,筛选新的基于光合作用的水体铀污染生态风险评价指标,本试验采用不同浓度铀（0、0.5、1、5、10、20mg U·L-1）分别处理普通小球藻(Cholorella vulgaris)和黄龙普通小球藻两种来自不同生境的微藻,在处理后的第3、5、7、10、14d进行相对生长速率、光合放氧速率、叶绿素含量和叶绿素荧光动力学参数等指标的测定。结果表明：（1）0.5mg·L-1低浓度铀处理显著促进两种小球藻的生长和光合作用效率,表现为两种微藻的相对生长速率、光合放氧速率、光系统II最大光化学量子产量Fv/Fm、实际光化学量子产量Y（Ⅱ）、相对电子传递速率rETR等叶绿素荧光参数等指标均显著高于对照, 而5-20 mg·L-1高浓度铀处理则显著抑制两种小球藻的生长和光合作用;（2）黄龙普通小球藻比普通小球藻对铀处理更敏感,在1mg·L-1处理浓度下生长与光合作用就受到显著抑制,可以用来作为水体铀污染生物监测的指示生物;（3）回归分析表明,不同浓度铀处理下,叶绿素荧光参数Y(II)和rETR的响应速度快于相对生长速率、光合放氧速率、叶绿素含量和Fv/Fm等指标的变化,可以作为水体铀污染生态风险评价的敏感指标。     

小球藻与固氮菌Mesorhizobium sp.共培养对小球藻生长和油脂积累的促进效果

微藻油脂不仅可以作为功能油脂,同时也是生产生物柴油的重要原料之一。为解决微藻生长与油脂积累之间的矛盾,利用藻菌共培养技术在缺氮条件下将无菌小球藻与细菌以不同初始比例进行共培养,通过测定藻细胞生物量、油脂含量和脂肪酸比例等来研究藻菌共培养对小球藻生长和油脂积累的影响。结果表明,在小球藻与固氮菌B2. 3 70∶1(V/V)共培养体系中,小球藻的生物量和油脂含量较同样条件下单独培养小球藻有了显著提高。其生物量最高可达1. 68g/L、总脂含量为45. 2%、总脂产率为75. 94 mg/(L·d)、中性脂含量为23. 0%及中性脂产率为38. 65mg/(L·d),其生物量和油脂含量分别较单独小球藻培养时提高了66. 3%和47. 7%。同时细菌的加入显著提高了藻细胞内C18∶1脂肪酸的比例。结论表明,通过藻菌共培养技术能够有效提高微藻生物油脂的质量和产量,具有较好的实际利用价值。     

小球藻的分子生物学研究进展

单细胞真核藻类—小球藻是一种重要的微藻资源。近年来,随着藻类生物技术的迅速发展,有大量关于小球藻的研究工作被报道。在分子生物学领域,研究则集中在小球藻的核基因组和叶绿体基因组、重要功能基因的克隆和分析以及以小球藻为载体的基因工程研究等方面,本文仅就此方面的进展作一综述。Abstract: Unicellular green alga Chlorella is a kind of important eukaryotic microalga. A lot of work about Chlorella was reported in recent years with the rapid development of algal biotechnique. In the area of molecular biology, studies of Chlorella focus on the nuclear and chloroplast genome, cloning and analysis of important genes and genetic engineering using Chlorella as vector. This review reports the research progress in these aspects.     

Arginine utilization by Chlorella autotrophica and Chlorella saccharophila

Chlorella saccharophila can utilize the amino acids arginine, glutamate. ornithine and proline as sole sources of nitrogen for growth. By comparison C. autotrophica utilized only arginine and ornithine. Following osmotic shock of Chlorella autotrophica from 50 to 150% artificial seawater rapid synthesis of proline (the main osmoregulatory solute in this alga) occurred in cells grown on arginine or citrulline. However, little proline synthesis occurred in ornithine-grown cells. Distribution of radiolabelled carbon from [¹⁴C]-arginine assimilation following osmotic shock of C. autotrophica agrees with the following pathway of arginine utilization: arginine→citrulline→ornithine→glutamate semialdehyde→pyrroline-5-carboxylate→proline. These 4 steps are catalysed by arginine deiminase (EC 3.5.3.6), citrullinase (EC 3.5.1.20), ornithine transaminase (EC 2.6.1.13) and pyrroline-5-carboxylate reductase (EC 1.5.1.2), respectively. Of these 4 enzymes, only arginine deiminase and pyrroline-5-carboxylate reductase were detected in the crude extract of the 2 Chlorella species. Arginine deiminase did not require specific cations for optimal activity. The deimi-nase showed maximal activity at pH 8.0 and followed Michaelis-Menten kinetics with an apparent K_m for L-arginine of 0.085 m M for the C. autotrophica enzyme and 0.097 m M for that of C. saccharophila. The activity of arginine deiminase was not influen-ced by growing C. saccharophila on arginine. Ornithine competitively inhibited arginine deiminase with an apparent K, of 2.4 m M for the C. autotrophica enzyme, and 3.8 m M for that of C. saccharophila . Arginine utilization by Chlorella is discussed in relation to that of other organisms.     

小球藻的异养培养及应用前景

介绍了小球藻异养培养的营养需求,条件控制以及应用前景。     

小球藻高密度培养

<正>小球藻(Chlorella)为绿藻门、小球藻属的单细胞绿藻。小球藻富含蛋白质、多种色素、B族维生素、必需氨基酸、微量元素和一些生物活性代谢产物,而且同时具有抗癌、抗辐射、抗感染、抗氧化、防治高血脂症、防治便秘以及骨髓抑制等一系列生理保健功能,是较为理想的保健食品。传统上小球藻的生产采用光自养培养方式,离不开光照,产量很低,限制了小球藻的开发利用。采用异养培养无需光照,同时能使细胞浓度达到较高水平,大大降低分离成本,小球藻异养培养成为人们研究的重点[1]。     

Electrotransformation of Chlorella vulgaris

Using hygromycin B resistance as a marker for selection, we have established the conditions required for the transformation of Chlorella vulgaris. The exponentially grown C. vulgaris cells were transformed by electroporation with plasmid pIG121-Hm, and transformants were selected with hygromycin B at a concentration of 50 μg/ml. Cell extracts prepared from the late-log cultures of the transformants exhibited glucuronidase activities as conferred by the gus gene on pIG121-Hm. The maintenance of plasmid in the algal cells seemed to be transient as many cultures derived from the hygromycin B-resistant colonies gradually lost the hygromycin resistance upon prolonged growth. The result of Southern blotting of the genomic DNAs prepared from transformant cultures exhibiting persistent hygromycin resistance showed that integration of part of the plasmid DNA into the host chromosome had taken place. Received: 19 December 1997 / Revision received: 5 October 1998 / Accepted: 27 October 1998     

Ultrastructure of Endosymbiotic Chlorella in a Vorticella

SYNOPSIS Observations were made on the ultrastructure of a species of Vorticella containing endosymbiotic Chlorella. The Vorticella , which were collected from nature, bore conspicuous tubercles of irregular size and distribution on the pellicle. Each endosymbiotic algal cell was located in a separate vacuole and possessed a cell wall and cup-shaped chloroplast with a large pyrenoid. The pyrenoid was bisected by thylakoids and surrounded by starch plates. No dividing or degenerating algal cells were observed.     

镧系元素对海水小球藻的毒性效应

用评价化学品对藻类毒性的标准实验方法,研究了12种镧系元素对小球藻生长的抑制情况。结果表明,12种镧系元素抑制小球藻生长的96h半效应浓度(96h EC50 )均为2 9 0 0±0 5 0 μmol·L-1。对各剂量反应方程进行X2 检验,结果表明,符合精度要求,计算出的96h EC50 真实可靠。镧系元素对海水小球藻的生物毒性是相同的,此结果对探明镧系元素对藻类的生态毒理效应具有重要意义。     

不同磁处理方式对小球藻生长的影响

目的：利用恒定均匀磁场研究了不同磁处理方式和磁感应强度对小球藻生长的影响,探索磁处理技术应用于微藻培养的可能。方法：用t检验考察静止磁处理、循环磁处理和磁处理水三种不同的磁处理方式对小球藻生长的影响。结果：静止磁处理和循环磁处理分别在5．15mT和10．35mT范围促进小球藻生长,并且随磁感应强度增强分别从45mT与200mT开始表现出显著抑制生长作用．相同的磁感应强度下静止磁处理比循环磁处理的影响显著。未发现磁处理水对小球藻的生长有显著影响。结论：不同的磁处理方式对小球藻生长有不同的刺激与抑制的强度闽值;0．8T和1．2T磁感应强度处理下比生长速率下降的差别并不明显,说明磁处理的影响在此强度范围趋于稳定;磁处理水无显著影响说明磁场直接对小球藻细胞产生影响。     

小球藻的异养生长及培养条件优化

对小球藻异养培养中的碳源、氮源、微量元素—镁离子以及其他培养条件的影响进行了探讨 ,并测定了小球藻的生长曲线。优化结果 :C∶ N为 4∶ 1～ 5∶ 1 ,硫酸镁的量为 1 g/L;培养条件为 :p H6～ 7,接种量1 0 % ,温度 3 0°C。在此条件下 ,异养培养小球藻 ,其 OD值可达 1 8,蛋白质为 3 0 % ,叶绿素含量为 1 .2 %。     

Accumulation of canthaxanthin in Chlorella emersonii

A strain of Chlorella emersonii grown under high light intensity and low nitrogen degrades its chlorophyll and synthesizes canthaxanthin as the major carotenoid. Nitrogen starvation or high light alone does not induce canthaxanthin production. Norflurazon, a carotene inhibitor at the level of phytoene desaturase, inhibits production of canthaxanthin in C. emersonii with no accumulation of phytoene. Chlorella vulgaris and C. sp. 993 exposed to similar conditions do not respond in the same way as C. emersonii .     

蛋白核小球藻发酵产油脂的研究

从5种不同来源的小球藻中筛选到1株油脂产量较高的蛋白核小球藻Chlorella pyrenoi-dosa No.2.研究了培养基组成及培养条件对其细胞生长和油脂积累的影响.结果表明,最适培养基组成为(g/L):葡萄糖20,甘氨酸0.08,MgSO4·7H2O 0.4,K2HPO4 1.0,FeSO4·7H2O 0.004;适宜的培养温度,初始pH、摇床转速和光照强度分别为28℃、6.0、130 r/min和650 Lux.在上述优化条件下培养7 d,Chlorella pyrenoidosa No.2的生物量和油脂含量分别由优化前的3.73 g/L和40.15%提高到6.56 g/L和59.90%,油脂产量提高了162%.Chlorella pyrenoidosa No.2能以木糖为碳源产油脂,可望用于以木质纤维素等可再生生物质资源为原料生产油脂.气相色谱分析表明该油脂的脂肪酸组成与植物油相似,不饱和脂肪酸含量达71%左右,可作为生产生物柴油的原料.