利用盐藻（Dunaliella）培养生产β—胡萝卜素

盐藻是一种高含β－胡萝卜素的广盐性微藻。本文介绍了β－胡萝卜的功能、生产方法、协菏的生物学特征,研究了利用盐藻生产β－胡萝卜素的优化工艺条件和新型光生物反应器的开发应用。     

盐藻的研究与开发

盐藻的研究与开发杨雪梅,吴起元（中国科学院海洋研究所青岛２６６０７１）盐藻是一种在食品、医药保健、化工和养殖业中有独特经济价值的微藻。本文从盐藻的生物学、养殖和开发利用三个方面总结了盐藻研究的主要内容,其中包括盐藻的形态分类、生理机制、卜胡萝卜素的累...     

培养方式对盐藻生长和积累β-胡萝卜素的影响

盐藻细胞生长和积累β-胡萝卜素的最佳条件存在差异,通过正交实验获得盐藻生长最适浓度C、N、P的分别为15、2．0、0．2mmol／L,累积β-胡萝卜素最适浓度分别为15、1．0,0．1mmol／L。比较了一次添加型、分次添加型、不完全更换型和完全更换型4种培养方法对生长和累积β-胡萝卜素的影响,发现完全更换型培养方式有利于β-胡萝卜素的积累。中途补给10mmol／L NaHCO3也有利于藻细胞积累β-胡萝卜素。在实验最佳条件下藻液中的β-胡萝卜素含量是对照的1．43倍。可采用先快速培养盐藻细胞、后更换培养基、添加NaHCO3分段培养方式以促进细胞大量合成β-胡萝卜素。     

杜氏盐藻促生菌株的分离与鉴定

拟通过探究藻际微生物对微藻生长及代谢产物积累的影响,筛选出促进微藻生长的促生菌株。以杜氏盐藻(Dunaliella salina)Ds-SXYC-2为试材,分离鉴定盐藻藻际环境中的共生菌株,进一步构建藻菌(1∶1)共培养体系、测试盐藻生长及代谢产物积累等表型。结果显示,从杜氏盐藻藻际环境分离获得5株共生菌株,经16S rDNA分子鉴定,属于3个菌属。菌株B1与B2为涅斯捷连科氏菌(Nesterenkonia),菌株B3与B4为盐单胞菌(Halomonas),菌株B5为海杆菌(Marinobacter)。5株共生菌株对杜氏盐藻的生长均有促进作用,菌株B3能显著促进杜氏盐藻生长及代谢产物的积累。共培养15 d后,杜氏盐藻生物量达到2.3 g/L,比对照组增加了28.9%,叶绿素a的含量达到4.61 mg/L,比对照组增加了36.3%,β-胡萝卜素比对照组提高了56.4%。盐藻多糖、蛋白质、总脂含量分别比对照组增加了34.8%、71.2%和37.6%。菌株B3盐单胞菌可以作为促进杜氏盐藻生长及代谢产物累积的优势菌株,进一步构建共培养体系可应用于杜氏盐藻的商业生产。     

江苏省灌西盐场盐藻及其β—胡萝卜素资源调查

为了开发利用富含β-胡萝卜素的江苏沿海盐田盐藻(Dunaliellasalina)资源,我们采用常规调查方法,对江苏省灌西盐场的天然盐藻进行调查,并推算出约有259公斤左右的β-胡萝卜素年产量。而且,藻数量和β-胡萝卜素含量都受到光照、温度、雨水等气候因素影响。本调查为灌西盐场盐藻资源开发提供了一个可靠的依据,为其它盐场估计本场资源量提供了一个参考。     

盐生杜氏藻生长及β-胡萝卜素累积的动力学过程

国内外学者多注重研究环境因子对盐生杜氏藻生长和β-胡萝卜素累积的影响,为此,作者从温度和盐浓度对盐生杜氏藻生长的动力学及盐度与β-胡萝卜素累积的关系作了初步探讨。       

微藻生物质产品和生物活性物质的研究与开发

本文综述了微藻在生物质产品及活性物质开发上的研究进展。部分微藻如节旋藻、小球藻、盐生杜氏藻和雨生红球藻等已用于商业化生产生物质产品。另外,从微藻中提炼的生物活性成分如β-胡萝卜素、虾青素、藻蓝蛋白、长链多不饱和脂肪酸和活性多糖等已应用于营养保健品和化妆品的生产。基于微藻种类的多样性和基因工程、代谢工程的快速发展,微藻天然产物具有很大的开发潜力。     

外源MeJA胁迫对盐生杜氏藻生理生化特性的影响

研究外源茉莉酸甲酯(MeJA)对盐生杜氏藻细胞β-胡萝卜素含量、叶绿素含量、过氧化物酶(POD)活性和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响。结果表明,当外源MeJA浓度为0～100μmol/L时,随着MeJA浓度的升高,β-胡萝卜素和叶绿素含量呈上升趋势,当MeJA浓度为100μmol/L时,盐生杜氏藻β-胡萝卜素和叶绿素含量最高,当MeJA处理浓度大于100μmol/L时,盐生杜氏藻β-胡萝卜素和叶绿素含量逐渐降低。生理生化结果分析表明,外源MeJA处理可提高盐生杜氏藻POD酶和SOD酶活性,随着MeJA浓度的增加,SOD酶活性呈逐渐上升的趋势,POD酶活性呈先上升后下降的趋势,与β-胡萝卜素含量、叶绿素含量的变化趋势基本一致,说明外源MeJA处理可诱导盐生杜氏藻β-胡萝卜素积累可能与叶绿素含量、过氧化物酶(POD)活性和超氧化物歧化酶(SOD)活性有关。     

利用微藻培养生产类胡萝卜素的研究进展

类胡萝卜素(包括虾青素、β-胡萝卜素和叶黄素等)的重要功能引起了人们的广泛关注,微藻是生产类胡萝卜素的重要来源。本文综述了虾青素与β-胡萝卜素的合成、功能和生产,以及富含叶黄素藻株的选育和异养培养,并提出了今后的发展方向。     

锌对盐藻生长与物质积累的调控作用

实验研究了不同浓度的锌对盐藻细胞生长与物质积累的调控作用。结果表明,培养液中供给锌过多或过少都不利于盐藻细胞的生长与物质积累。以培养基中6 mg/L的锌浓度对盐藻细胞生长、蛋白质合成与β-胡萝卜素积累的促进作用最大。这一锌浓度可用于盐藻的生产性培养。当培养液中锌浓度较高(8 mg/L)或较低(2 mg/L)时,单个盐藻细胞中的蛋白质与β-胡萝卜素含量较高。但此时,因培养液中细胞密度较低,盐藻细胞积累的物质总量仍然较少。在锌浓度较高或较低的逆境条件下,盐藻可能通过适应性反应形成了逆境蛋白质与胡萝卜素等。     

江苏沿海盐田天然盐藻β－胡萝卜素的提取与鉴定

江苏沿海一带盐田卤水结晶池４－１０月间常会在卤水表面悬浮着一层红色的油状漂浮物,经鉴定主要为盐生杜氏灌（Ｄｕｎａｌｉｅｌｌａｓａｌｉｎａ）．从油状漂浮物中可提取纯化得到β－胡萝卜素晶体（含量为９０％）,得率为１～１．５％,高于人工养殖的盐藻β－胡萝卜素提取得率,主要成份为全反式一β－胡萝卜素,及少量顺式－β－胡萝卜素、α－胡萝卜素和其它类胡萝卜素。所得β－胡萝卜素符合国家有关食品卫生标准,若能充分开发利用天然盐藻资源将大大降低天然β－胡萝卜素的生产成本．试验还证明天然β－胡萝卜素完全可以代替并好于进口肉鸡饲料的着色剂。     

短小芽孢杆菌对盐藻SZ-05的生物量和β-胡萝卜素产量的影响

研究了短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)对盐藻空间诱变株系SZ-05(Dunaliella salina SZ-05)的生物量及β-胡萝卜素积累的影响。结果表明,短小芽孢杆菌显著提高了盐藻SZ-05的生物量和β-胡萝卜素的产量,明显降低了培养体系中的溶解氧和胞外多糖的含量。溶解氧的减少,使得藻细胞的光呼吸作用下降,光合作用速率提高,使藻细胞生物量增加。胞外多糖具有抗氧化作用,胞外多糖的减少可能进一步增加了β-胡萝卜素的合成,从而使β-胡萝卜素在胁迫条件下大幅度增加。     

短小芽孢杆菌对盐藻SZ-05的生物量和β-胡萝卜素产量的影响

研究了短小芽孢杆菌（Bacillus pumilus）对盐藻空间诱变株系SZ-05（Dunaliella salina SZ-05）的生物量及β-胡萝卜素积累的影响。结果表明,短小芽孢杆菌显著提高了盐藻SZ-05的生物量和β-胡萝卜素的产量,明显降低了培养体系中的溶解氧和胞外多糖的含量。溶解氧的减少,使得藻细胞的光呼吸作用下降,光合作用速率提高,使藻细胞生物量增加。胞外多糖具有抗氧化作用,胞外多糖的减少可能进一步增加了β-胡萝卜素的合成,从而使β-胡萝卜素在胁迫条件下大幅度增加。     

吉兰泰杜氏盐藻中类胡萝卜素的分析和鉴定

利用高压液相色谱（ＨＰＬＣ）技术及ＩＲ、＾１Ｈ ＮＭＲ、ＭＳ、ＵＶ等现代测试手段,对吉兰泰杜氏盐藻中的类胡萝卜素等色素及胡萝卜素异构体进行了分析与鉴定。研究结果表明,吉兰泰杜氏盐藻中含有１１种类胡萝卜素,其中β－胡萝卜素包含７－顺式、９－顺式、１５－顺式、全反式等４种异构体。吉兰泰杜氏盐藻中的这些类胡萝卜素对人体十分有益,具有开发利用的价值。     

磷酸盐对盐藻生长与物质积累的调控作用

实验研究了不同浓度的磷酸盐对盐藻细胞生长与物质积累的调控作用。结果表明,培养液中供给磷过多或过少都不利于盐藻细胞的生长与物质积累。以培养基中30mg/L的磷浓度对盐藻细胞生长、蛋白质合成与β-胡萝卜素积累的促进作用最大。培养液中磷浓度提高会使盐藻细胞生长与物质积累受到抑制。在培养液中的磷浓度为0mg/L时,单个盐藻细胞中的蛋白质含量最高。     

不同浓度NaCl和光照强度对杜氏藻体内β-胡萝卜素含量的影响

以2种杜氏藻即巴氏杜氏藻和盐生杜氏藻为实验材料,在不同NaCl胁迫和光照(紫外线和高光照强度)进行培养的结果表明,细胞生长的最适盐度是2.0mol·L-1,高产β-胡萝卜素的最适盐度是3.5mol·L-1;紫外线下诱导的藻株环境适应能力较强,β-胡萝卜素含量较高;高光照强度(1080μmol·m-2·s-1)下诱导的杜氏藻β-胡萝卜素含量高;二步法培养的β-胡萝卜素含量比正常培养的提高2倍以上。     

杜氏盐藻分子生物学最新进展及展望

杜氏盐藻是一种无细胞壁的单细胞双鞭毛真核藻类,是一种十分重要的藻类资源。过去对杜氏盐藻的研究多集中在形态学、耐盐机理及β-胡萝卜素等方面,近年来,随着藻类基因工程的快速发展,本研究课题组及国内外在杜藻盐藻分子生物学方面做了大量工作,现就杜氏盐藻在这一领域的研究进展进行综述,主要是重要功能基因的克隆与分析、杜氏盐藻调控序列的研究以及杜氏盐藻作为宿主表达外源基因等。     

新型生物反应器——杜氏盐藻研究进展

转基因植物作为生物反应器生产外源物质已成为基因工程领域的研究热点之一 ,而杜氏盐藻 (Dunaliellasalina)作为新型生物反应器生产外源蛋白具有独特的优点 ,就盐藻这一生物反应器的特点、存在问题和开发应用前景等的最近研究进展作一简要综述。     

四种维生素对杜氏盐藻生长的影响

杜氏盐藻,简称盐藻,属绿藻门、绿藻纲、团藻目、盐藻科、杜氏藻属[1],广泛分布于海洋、盐湖等盐度较高区域,富含蛋白质、多不饱和脂肪酸、多糖、β-胡萝卜素等,在食品、医药保健、化工和养殖业中具有独特经济价值.     

盐生杜氏藻对盐度改变的生理响应

以盐生杜氏藻为实验材料,采用f/2培养基,设置了8个盐度(15、20、25、30、50、70、90、110)处理,分盐度改变前(A)和盐度改变后(B)两个实验阶段,研究了盐生杜氏藻在不同盐度处理下的生长情况,测定了藻液的OD值、叶绿素a、β-胡萝卜素、可溶性蛋白质和可溶性糖含量等指标。结果表明,A阶段,几个较低盐度(15、20、25和30)处理生长状况较好,其中又以盐度20的处理最好;余下的处理,盐度越高,其生长所受的影响越大。B阶段,盐生杜氏藻的生长进入平台期后,50、70、90、110几个盐度较高处理的细胞密度、叶绿素a、β-胡萝卜素含量均显著超过了作为对照的盐度20的处理。且B阶段末期,先前盐度15的处理蛋白质、糖的积累量,与A阶段末期相比都有了不同程度的增加,而其余盐度处理组的蛋白质、糖含量则分别产生了不同程度的下降。