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小球藻(Chlorella)为单细胞藻类,其细胞中含有叶绿体等光合作用器官,可进行自养生长,某些藻种也可以在无光条件下,利用有机化合物进行异养生长。小球藻富含蛋白质、不饱和脂肪酸、叶黄素和多种维生素,营养丰富、全面、均衡,具有极高的营养价值和生理功效。其中叶黄素具有广泛的生物学活性:它能有效地清除游离基、抑制肿瘤细胞生长等,具有保护视力、防止老年人视黄斑退化、抗氧化、抗癌、抗衰老等许多药用保健功效。本文通过异养培养小球藻生产叶黄素及对叶黄素的稳定性、抗氧化性进行研究,主要研究结果如下:1、对影响小球藻Chlorella sp.生长和叶黄素产量的几个关键因子进行了单因素实验。根据单因素实验结果,选取对小球藻Chlorella sp.生长和叶黄素产量影响较大的葡萄糖浓度、硝酸钾浓度、接种浓度,进行响应面优化。结果表明:葡萄糖浓度49.21 g·L-1,硝酸钾浓度5.4 g·L-1,接种浓度0.23 g·L-1,初始pH 6.0,30℃摇床(200 r/min)暗培养7 d,小球藻最终干重为18.90 g·L’叶黄素产量为30.06 mg·L-1。2、采用有机溶剂法提取小球藻叶黄素,最终确定最佳的细胞破碎方式为冻融破壁;湿法提取的效果优于干法提取、最佳的提取溶剂为甲醇/二氯甲烷(v/v,2:1)。通过单因素试验和响应面优化,确定了小球藻叶黄素的最佳提取条件为:提取温度42.8℃,料液比1:94,提取时间41 min,此时小球藻叶黄素的相对提取率为96.83%。3、光诱导小球藻生产叶黄素的响应面实验结果表明:接种浓度及硝酸钾浓度对小球藻干重及叶黄素产量均有显著影响。确定的最佳参数为:接种浓度3.26 硝酸钾浓度7.30 g·L-1,此时最终干重、叶黄素产量分别是诱导前的1.97和9.20倍。光诱导明显提高了叶黄素产量。4、考察了小球藻叶黄素的稳定性和抗氧化活性。探索了光照、灭菌方式、氧化剂、抗氧化剂、食用酸和防腐剂等因素对小球藻叶黄素稳定性影响。结果表明,小球藻叶黄素对光照敏感,在阳光下褪色最为迅速;在低温避光条件下,其保存率较高,故适宜在低温、避光的环境下储存;在高温短时灭菌的热处理条件下相对稳定;抗坏血酸对叶黄素的稳定性具有保护作用;高浓度的抗氧化剂、食用酸和防腐剂对小球藻叶黄素均有一定破坏作用。小球藻叶黄素具有较强的清除DPPH·的能力,清除DPPH自由基的IC50值为211.41 mg·L-1。