不同碳源对小球藻Chlorella zofingiensis异养产虾青素的影响

研究了葡萄糖、蔗糖和果糖对小球藻(Chlorella zofingiensis)异养生长及产虾青素的影响,结果表明,在糖浓度为20g/L时,细胞生长较快,但干重较小,虾青素含量较低;在糖浓度为50g/L时,细胞生长较慢,但干重较大,虾青素含量较高。3种碳源中蔗糖和葡萄糖效果较好,在蔗糖浓度为50g/L时,虾青素含量和产量分别达到0.94mg/g和9.61mg/L。     

响应面法对小球藻Chlorella zofingiensis高产虾青素条件的优化

采用析因设计法(Plackett-burman)对影响Chlorella zofingiensis高产虾青素的相关因素进行评价,发现硝酸钠、光照强度、二价铁离子及醋酸钠浓度对虾青素产量影响显著.利用中心组合设计(central composite design)及响应面分析对影响虾青素产量的关键因素做进一步的优化,得到较佳的试验点为二价铁离子浓度0.41 mmol/L,硝酸钠浓度0.8 mmol/L,醋酸钠浓度37.1 mmol/L,光照强度650 E/m2×s.优化后虾青素产量从7.890mg/L提高到19.81mg/L,比优化前提高了2.5倍.     

碳氮比和光强对小球藻合成虾青素的影响

本文研究了碳氮比和光强对小球藻Chlorella zofingiensis合成虾青素的影响。结果表明, 随着碳氮比的增加, 虾青素含量提高, 但是过高的碳氮比限制藻细胞的生长。当碳氮比为 133 时, 虾青素的产量最大, 达到 9.19 mg/L。高光诱导在高碳氮比基础上进一步提高虾青素的含量及产量。200 mmol/m2﹒s 光强在没有严重影响小球藻生长的同时, 明显提高虾青素含量, 最大虾青素产量达到 12.52 mg/L。文章对不同诱导条件下虾青素的合成机理以及利用异养自养相结合的方法提高虾青素产量的可能性进行了讨论。     

碳氮比和光强对小球藻合成虾青素的影响

本文研究了碳氮比和光强对小球藻Chlorella zofingiensis合成虾青素的影响。结果表明,随着碳氮比的增加,虾青素含量提高,但是过高的碳氮比限制藻细胞的生长,当碳氮比为133时,虾青素的产量最大,达到9.19mg／L。高光诱导在高碳氮比基础上进一步提高虾青素的含量及产量。200μmol／m^2.S光强在没有严重影响小球藻生长的同时,明显提高虾青素含量,最大虾青素产量达到12.52mg／L。文章对不同诱导条件下虾青素的合成机理以及利用异养自养相结合的方法提高虾青素产量的可能性进行了讨论。     

小球藻联产油脂和虾青素的基元模式分析

构建了包含虾青素合成途径的小球藻代谢网络模型,集成文献报道同位素标定的小球藻代谢通量数据,估算了胞内代谢通量分布。在正常和缺氮培养条件下,虾青素的代谢通量分别为0.38和0.35。计算得到基元模式共640条,通过最大熵原理算法求取了正常培养和缺氮培养条件下的基元模式概率。存在4条关键基元模式,在2种培养条件下,其基元模式概率之和分别为60.95%和77.53%。虾青素的最大理论合成产率为11.27%,但是这4条关键基元模式并不包括虾青素的合成反应。     

不同补料发酵方式对发夫酵母产虾青素的影响

对发夫酵母的不同补料发酵方式进行了研究,期望提高发酵产率,以便对工业化生产提供一定的指导作用。实验结果表明：采用恒pH葡萄糖-氨水流加培养,色素量和生物量均具有最大值,分别为54.3μg/ml和49.5μg/ml;其次是指数流加培养,色素量和生物量分别为49.9μg/ml和47.4mg/ml;恒pO2流加方式下色素量和生物量分别为34.04ug/ml和35.4mg/ml;恒pH葡萄糖流加方式所得的色素量和生物量最小,分别为32.3μg/ml和31.5mg/ml。不同的补料发酵方式对发夫酵母生长和色素形成的影响很大。     

虾青素的研究进展

阐述了虾青素的生理功能,虾青素的生产方法及其在水产养殖和疾病预防与治疗中的应用。     

补料工艺对两株法夫酵母菌株产虾青素的影响

【目的】考察不同补料工艺对法夫酵母菌株生长和虾青素合成的影响。【方法】对法夫酵母JMU-VDL668和JMU-MVP14菌株在7 L罐中进行分批及分批补料培养; 同时, 测定发酵过程中生物量、虾青素和葡萄糖含量的变化。【结果】采用恒DO补料, 法夫酵母JMU-VDL668菌株获得的生物量最大(64.6 g/L), 是分批培养的2.2倍; 采用恒pH补料发酵, 虾青素的产量最高(20.6 mg/L), 是分批培养的1.5倍。与JMU-VDL668菌株不同, 虾青素高产菌株JMU-MVP14菌株采用恒pH补料, 获得生物量最大(48.5 g/L), 但虾青素产量大大降低(仅17.5 mg/L); 采用脉冲补料, 虾青素产量最高, 达到414.1 mg/L, 与分批发酵相比提高了200.2%; 采用恒DO补料, 生物量(38.5 g/L)和虾青素产量(403.2?mg/L)增加显著, 与分批发酵相比分别提高了133.1%和192.3%。【结论】不同补料工艺对法夫酵母菌株生产虾青素影响很大。其中, 采用恒pH补料工艺, 法夫酵母JMU-VDL668菌株可以获得最高的虾青素产量, 而采用脉冲补料工艺, 最适于法夫酵母JMU-MVP14菌株发酵生产虾青素。     

一株产虾青素酵母菌株的鉴定

从市售海水鱼内脏中分离得到一株产虾青素的酵母,编号为NZ- 01.采用传统形态学鉴定方法及rDNA序列分析法分别对从NZ- 01进行鉴定.形态学鉴定结果表明该菌为胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa),分别用特异性引物对rDNA 序列的18S rDNA D1/D2区、26S rDNA D1/D2区和ITS区进行扩增,PCR产物测序,将测序结果登录GenBank进行BLAST分析,结果均与形态学观察结果一致,NZ- 01为胶红酵母.     

The Effect of Salt Stress on the Production of Canthaxanthin and Astaxanthin by Chlorella zofingiensis Grown Under Limited Light Intensity

The fresh water green microalga Chlorella zofingiensisis known to accumulate ketocarotenoids – primarily astaxanthin but also canthaxanthin – when grown under stress conditions of high light irradiance and low nitrogen. We found that salt stress can replace light stress with respect to inducing carotenoid production: cells of C. zofingiensis grown under low light irradiance and subjected to salt and low nitrogen stress accumulated higher amounts of total secondary carotenoids than those growing under high light and low nitrogen stress. Furthermore, C. zofingiensis growing under conditions of salt stress and low light accumulated higher amounts of canthaxanthin than astaxanthin. It is suggested that for canthaxanthin accumulation under salt stress, light is not a limiting factor, but for astaxanthin accumulation high light irradiance is mandatory. These results may be applied in the future for the commercial production of canthaxanthin by C. zofingiensis in systems in which light availability is poor.     

定向驯化对异养蛋白核小球藻硒的耐受性及富集能力的影响

硒(Se)是生物体必不可少的微量元素,硒缺乏会导致人产生克山病、大骨节病等疾病,缺硒也会给畜牧业带来巨大损失。目前的补硒产品存在硒含量和生物利用度低、安全性差等问题,而通过小球藻培养可获得生物利用度高、安全性好的有机硒,因此是非常有应用前景的补硒产品。首先,为了获得对硒的耐受性和富集能力更强的藻种,研究通过定向驯化的方式逐步提高培养基中Na₂SeO₃浓度来驯化蛋白核小球藻,并对驯化时间和驯化过程中Na₂SeO₃的浓度梯度进行了优化。结果表明,驯化后的藻种对硒的耐受性和富集能力明显提高。在5L发酵罐中,驯化后的藻株可以耐受40mg/L的Na₂SeO₃,胞内有机硒合成速率提高了175.6%。之后,在5L发酵罐中进一步优化了硒的补加方式,在异养培养过程中分批补料添加40mg/LNa₂SeO₃时,最终获得的蛋白核小球藻细胞干重达106.4g/L,有机硒含量为1227mg/kg,有机硒合成速率为1.36mg/(L·h)。研究结果与已有蛋白核小球藻异养富硒文献报道的最高细胞密度75g/L和最高有机硒含量560mg/kg相比分别提高了41.9%和119.1%。上述结果表明,通过定向驯化的方法,可大大提高蛋白核小球藻对硒的耐受性和富集能力。     

Growth-associated biosynthesis of astaxanthin in heterotrophic Chlorella zofingiensis (Chlorophyta)

The green microalga Chlorella zofingiensis can produce the ketocarotenoid astaxanthin under heterotrophic culture conditions. Here we report the growth-associated biosynthesis of astaxanthin in this biotechnologically important alga. With glucose as sole carbon and energy source, C. zofinginesis grew fast in the dark with rapid exhaustion of nitrogen and carbon sources from media, leading to a high specific growth rate (0.034 h⁻¹). Cultures started at a cell concentration of about 3.4 × 10⁹ cells l⁻¹ reached, after 6 days, standing biomass values of 1.6 × 10¹¹ cells or 8.5 g dry weight l⁻¹. Surprisingly, the biosynthesis of astaxanthin was found to start at early exponential phase, independent of cessation of cell division. A general trend was observed that the culture conditions benefiting cell growth also benefited astaxanthin accumulation, indicating that astaxanthin was a growth-associated product in this alga. The maximum cell dry biomass and astaxanthin yield were 11.75 g l⁻¹ and 11.14 mg l⁻¹ (about 1 mg g⁻¹), simultaneously obtained in the fed-batch culture with a combined glucose–nitrate mixture addition, which were the highest ever reported in dark-heterotrophic algal cultures. The possible reasons why dark-heterotrophic C. zofingiensis could produce astaxanthin during the course of cell growth were discussed.     

限氮培养对小球藻水分含量和叶绿素荧光参数的影响

限氮培养是提高小球藻油脂含量的一种方法,本研究探讨了小球藻限氮培养过程中藻细胞的生物量、水分含量和叶绿素荧光参数的变化。结果表明:在限氮培养条件下,小球藻藻细胞的生物量和水分含量分别下降了18%和7%;藻细胞的最大光能转化效率(Fv/Fm),表观量子效率(α)和最大光合电子传递速率(rETRmax)在整个限氮培养过程中均快速下降,到培养末期下降至接近于0,显著低于对照;半饱和光强(Ek)在对数期迅速下降,到稳定期后显著上升;最小荧光(F0)在整个限氮培养过程中显著上升。可见,限氮培养显著影响了小球藻细胞光系统Ⅱ的结构和功能。     

乙酸钠调控小球藻生长及代谢产物

【背景】小球藻是一种单细胞绿藻,在不同培养条件下可积累高附加值的代谢产物,这些产物可用于生产生物燃料、食品、保健品、药品等。然而这些代谢产物在藻细胞中的生产率较低且很难通过经济可行的方法将其分离,这使其工业化规模生产受到限制。【目的】研究乙酸钠对小球藻生物量的影响,并分析其对小球藻代谢产物的调控作用。【方法】通过在小球藻培养液中添加不同浓度的乙酸钠(1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 g/L),研究其调控小球藻生长和代谢的作用机理。【结果】在添加3.0 g/L乙酸钠的培养液中,小球藻的生物量是对照组的5.2倍,尽管藻细胞中蛋白质含量无明显变化,但油脂和类胡萝卜素含量是对照组的2.4倍和1.2倍,多糖和叶绿素a含量却仅为对照组的54.6%和54.4%。【结论】乙酸钠不仅会影响藻细胞的生长,还会调控其代谢过程,这为深入探索乙酸钠在调控小球藻生长及代谢过程的作用机制提供了理论基础和技术资料。     

碳源和氮源对黑盖木层孔菌菌丝生长的影响

研究了四种碳源(蔗糖、乳糖、葡萄糖、可溶性淀粉)和九种氮源(玉米面、麸皮、马铃薯、大豆粉、酵母粉、蛋白胨、硝酸钾、硝酸铵、尿素)对黑盖木层孔菌菌丝生长的影响。从不同代数的菌丝体中提取多糖,并测定多糖含量、分子量分布范围及单糖组成。结果表明:黑盖木层孔菌菌丝生长的最佳碳源为可溶性淀粉,最佳氮源为玉米面,最优碳氮组合为蔗糖和玉米面的组合。不同代数的菌丝体多糖性状基本稳定。