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虾青素具有很强的抗氧化性和清除自由基的能力,可有效地防止组织、细胞和DNA被氧化损伤,具有广泛的应用。雨生血球藻是目前公认的虾青素的最好生物来源。本文以实验室保藏的一株雨生血球藻为出发藻株,通过两轮紫外诱变,在添加有机碳源的培养基上筛选出一株适合混合营养的高生物量、高虾青素产量藻株ZW-Ⅱ-6。藻生物量由0.1877 g/L提高到0.3176g/L,提高了约69.2%,虾青素产量由2.0835 mg/L提高到了5.2706mg/L,约提高了1.405倍。经传代培养,其生物量及虾青素产量稳定,说定诱变获得的藻株ZW-Ⅱ-6性状能稳定遗传。
实验以干重法测定雨生血球藻的生物量,以藻生物量为指标,优化了诱变藻株ZW-Ⅱ-6的培养基和培养条件。分别添加乙酸钠和葡萄糖进行混合营养培养,发现培养基中添加葡萄糖所获得的藻生物量更大。因此选择葡萄糖作为诱变藻株的有机碳源。在单因素实验的基础上,进行正交实验,确定其生长的最佳培养基为:葡萄糖3 g/L,KNO30.6 g/L,KH2PO40.03 g/L,MgSO4·7H2O0.2g/L,CaCl20.04 g/L。对与雨生血球藻生长关系密切的环境条件光照、温度、pH分别进行了研究,得出雨生血球藻最适生长的光照强度为25001x,温度为22℃,初始pH为8。在最适培养基及培养条件下培养8d雨生血球藻的生物量达到1.1274 g/L。
探讨了添加有机碳源进行自养及混合营养培养情况下,有机碳源和光照强度对雨生血球藻生长的影响。发现光强度对雨生血球藻的光合自养和光合异养生长都有明显影响,最适光强为25001x,有机碳源葡萄糖更利于藻株ZW-Ⅱ-6的生长。光照和葡萄糖添加量对雨生血球藻的生长是相互影响的,在光照为0及光照为5001x左右时,葡萄糖添加量为5g/L时,雨生血球藻获得最大生物量。而光照上升到25001x时,获得最大雨生血球藻生物量时的葡萄糖添加浓度降为3g/L。通过中心组合实验得出,葡萄糖添加量为3.1113g/L,光照强度为22591x,雨生血球藻产量最高为1.2375g/L。
采用二甲基亚砜提取法测定虾青素的产量,研究混合营养条件下产虾青素情况。光照强度和葡萄糖添加浓度对雨生血球藻的虾青素产量具有交互影响,光照为0时,添加葡萄糖培养时的虾青素产量小于对照,在添加不同浓度葡萄糖的培养基中,葡萄糖添加5g/L时的虾青素产量最高,当光照上升到25001x,获得最高虾青素产量的葡萄糖浓度降为3g/L。通过中心组合实验得出,虾青素产量最高的条件为:葡萄糖添加浓度3.1616 g/L,光照强度2605.661x,此时虾青素产量可达41.06mg/L。可见虾青素产量与雨生血球藻生物量关系密切。
通过对虾青素积累过程中雨生血球藻转化条件的初步研究,获得最利于积累虾青素的转化条件为:KNO30.01g/L;乙酸钠1.5g/L;转化温度30℃,转化pH,10;转化时间10d;转化光强大于70001x。对于转化条件之间的交互影响还需要进一步研究。