利用雨生红球藻生产虾青素的研究进展及其产业化现状
虾青素产业化现状分析
虾 青 素 （ ３ 一 羟 基一 ４ 一 酮基一 Ｂ 一 萝 卜 ， ３， 二 ４， 二 ｐ， 胡 素 Ｃ０ 是一种 具有超 强抗 氧化 活性 的次 生 类胡 萝 卜 ， ２） Ｈ０ 素 在
酸、 乙烯 利 等 多种 植 物激 素均 能 诱导 雨 生红 球 藻 大量 积 累 虾青 素 。 由于 生物 反 应器 能解 决 雨生红 球藻 在 自然 条件 下生 产 虾青 素 的很 多 问题 ， 例如 温度 、 二氧 化碳 、 光照 等 ， 因而 国 内 外在 这 方面 的研究 方 兴 未艾 。 ｈｎ Ｚ ａ ｇ等［ ４ １ 开发 出一 套 成功 运 用在 螺 旋 藻 （ｐ Ｚ ） 小 球 藻 （ ｈｏｅｌ ， 琊 ） 殖 ｓ 和 Ｍ Ｃ ｌｒｌ ａ 养 上 的“ 段 一 步法 ” 生红 球 藻 养殖 系 统 ， 系统模 拟 自然 两 雨 该 环 境 中 的 开放 水 池 。 能大 大 提 高虾 青 素 生产 效 率并 节约 成
藻细 胞生 物量 ； 第二 阶段 进行 诱 导调控 ， 使游 动细 胞转 化 为
雨 生红 球藻 能在 胁迫 条 件下 迅速 合成 并 大量 积 累虾 青 素 ， 公认 为 自然 界 中生产 天 然虾 青 素最理 想 的工 具 。 年 被 近 来 。 用 雨生 红球 藻高 效 生产 天 然 虾 青素 已成 为 国 内外 研 利 究 的 热 点 ， 由于技 术 要 求 高 ， 产 工艺 复 杂 ， 内 雨生 红 但 生 国 球 藻的培 养技术 尚处 于实验 室研 究阶段 ， 目前主要集 中在 高
（ｈ ｆ ｏｏｙ ａ 工业 发 酵 法 。 Ｐ ， ａ ｈｄｚｍ ） Ｃ ｒ ｉ 由于 技 术 难 度 高及 受 藻 种 或 菌种 本 身 的问题 等限 制 ， 天然 虾青 素 的产 量有 限 ， 远 使 远
《培养条件对雨生红球藻积累虾青素的调控研究》
《培养条件对雨生红球藻积累虾青素的调控研究》一、引言雨生红球藻是一种常见的水生微藻，其内含的虾青素是一种具有强大抗氧化活性的物质，在食品、化妆品和医药领域有着广泛的应用。
近年来，随着对虾青素功能的深入研究，雨生红球藻的培养及其虾青素积累的调控机制逐渐成为研究的热点。
本文将重点探讨不同培养条件对雨生红球藻积累虾青素的影响，以期为优化其培养过程和提高虾青素产量提供理论依据。
二、材料与方法1. 材料本研究所用雨生红球藻购自某生物公司，并进行了纯化与保存。
实验所用试剂均为分析纯。
2. 方法（1）培养条件设置实验设置了不同光照强度、温度、pH值、营养盐浓度等条件，以探究各因素对雨生红球藻生长及虾青素积累的影响。
（2）培养方法采用液体培养法，将雨生红球藻接种于含有不同培养条件的液体培养基中，定期观察其生长情况及虾青素含量变化。
（3）测定与分析使用分光光度计测定雨生红球藻的生长情况，采用高效液相色谱法测定虾青素含量。
对实验数据进行统计分析，探讨各因素对虾青素积累的影响。
三、结果与讨论1. 光照强度对虾青素积累的影响实验结果表明，在适宜的光照强度下，雨生红球藻的生长及虾青素积累达到最佳状态。
光照过强或过弱均会抑制虾青素的积累。
因此，在培养过程中应选择合适的光照强度，以促进雨生红球藻的生长和虾青素的积累。
2. 温度对虾青素积累的影响温度是影响雨生红球藻生长及虾青素积累的重要因素。
在适宜的温度范围内，雨生红球藻的生长及虾青素积累达到最佳状态。
当温度过高或过低时，雨生红球藻的生长受到抑制，虾青素的积累也会受到影响。
因此，在培养过程中应选择适宜的温度条件。
3. pH值对虾青素积累的影响pH值对雨生红球藻的生长及虾青素积累具有显著影响。
在适宜的pH值范围内，雨生红球藻的生长及虾青素积累达到最佳状态。
当pH值过高或过低时，会抑制雨生红球藻的生长和虾青素的积累。
因此，在培养过程中应控制好培养基的pH值。
4. 营养盐浓度对虾青素积累的影响营养盐浓度是影响雨生红球藻生长及虾青素积累的重要因素之一。
《培养条件对雨生红球藻积累虾青素的调控研究》
《培养条件对雨生红球藻积累虾青素的调控研究》一、引言雨生红球藻是一种广泛存在于淡水环境中的微藻，具有较高的生物活性物质，特别是其积累的虾青素。
虾青素是一种重要的天然色素，具有极强的抗氧化性能，在食品、医药、化妆品等领域具有广泛的应用价值。
因此，对雨生红球藻中虾青素积累的调控研究具有重要意义。
本文将重点探讨不同培养条件对雨生红球藻积累虾青素的影响，为优化其生长和虾青素积累提供理论依据。
二、材料与方法1. 材料本研究所用雨生红球藻采自淡水湖泊，经过纯化培养后用于实验。
实验所用的试剂均为分析纯。
2. 方法（1）培养条件设置实验设置不同光照强度、温度、pH值、营养盐浓度等条件，以探究各因素对雨生红球藻生长及虾青素积累的影响。
（2）虾青素含量测定采用分光光度法测定雨生红球藻中虾青素的含量。
（3）数据处理与分析实验数据采用SPSS软件进行统计分析，用图表直观展示结果。
三、结果与讨论1. 光照强度对虾青素积累的影响实验结果显示，在一定范围内，随着光照强度的增加，雨生红球藻的虾青素含量也相应增加。
但当光照强度超过一定阈值时，虾青素含量反而下降。
这可能是由于过强的光照导致藻细胞受到光抑制，影响其正常生长和代谢。
因此，适宜的光照强度是促进雨生红球藻积累虾青素的关键因素。
2. 温度对虾青素积累的影响温度对雨生红球藻的生长和虾青素积累具有显著影响。
在适宜的温度范围内，提高温度可以促进虾青素的合成和积累。
然而，当温度超过一定限度时，藻细胞的生长和代谢活动将受到抑制，导致虾青素含量下降。
因此，适宜的温度条件对于优化雨生红球藻的虾青素积累至关重要。
3. pH值和营养盐浓度对虾青素积累的影响pH值和营养盐浓度也是影响雨生红球藻虾青素积累的重要因素。
适宜的pH值和营养盐浓度可以促进藻细胞的生长和代谢，从而提高虾青素的积累。
然而，过高或过低的pH值以及过量的营养盐都会对藻细胞的生长和虾青素的合成产生不利影响。
因此，需要控制适宜的pH值和营养盐浓度以优化雨生红球藻的虾青素积累。
海洋微藻生物技术的研究现状与进展
海洋微藻生物技术的研究现状与进展王颖新生技0811 0820212132摘要：微藻是一类在陆地、海洋分布广泛，营养丰富、光合利用度高的自养植物，细胞代谢产生的多糖、蛋白质、色素等，使其在食品、医药、基因工程、液体燃料等领域具有很好的开发前景。
本文简要综述了海洋微藻生物培养技术的研究现状，并对其应用前景进行了展望，现代高新技术为海洋微藻的研究开发利用和产业化提供了更广阔的前景。
关键词：微藻、成分、培养技术、应用微藻是指一些微观的单细胞群体，是最低等的、自养的释氧植物。
它是低等植物中种类繁多、分布极其广泛的一个类群。
无论在海洋、淡水湖泊等水域，或在潮湿的土壤、树干等处，几乎在有光和潮湿的任何地方，微藻都能生存。
海洋微藻是海洋生态系统中的主要初级生产者 ,种类多 ,繁殖快 ,在海洋生态系统的物质循环和能量流动中起着极其重要的作用。
近几十年来 ,随着现代生物技术的应用 ,分离鉴定手段的提高 ,遗传工程、基因工程等的迅猛发展 ,人类对海洋微藻的研究开发已进入一个崭新的时期。
由于海洋微藻营养丰富 ,富含微量元素和各类生物活性物质 ,而且易于人工繁殖 ,生长速度快 ,繁殖周期短 ,所以在医药、食品工业、环境监测、生物技术、可再生能源等方面具有广阔的应用前景。
1微藻中的多种成分微藻种类繁多，微藻细胞中含有：蛋白质、脂类、藻多糖、β-胡萝卜素、多种无机元素（如Cu,Fe,Se,Mn,Zn等）等高价值的营养成分和化工原料。
微藻的蛋白质含量很高，是单细胞蛋白(SCP)的一个重要来源。
微藻所含的维生素A、维生素E、硫氨素、核黄素、吡多醇、维生素B12维生素C、生物素、肌醇、叶酸、泛酸钙和烟酸等增加了其作为SCP的价值。
藻中类胡萝卜素含量较高，具有着色和营养的作用，可用来防治癌症、抗辐射、延缓衰老,增强机体免疫力等生理作用。
化学合成均为反式的β-胡萝卜素，对人体有致癌、致畸的作用,而顺式异构体在抗癌、抗心血管疾病功能比全反式异构体高，藻粉中β-胡萝卜素含量高达14%。
雨生红球藻的大规模培养以及虾青素的提取技术
雨生红球藻的大规模培养以及虾青素的提取技术【摘要】虾青素是一种强氧化剂，能够广泛的应用于医药，食品，保健及水产养殖等领域中。
雨生红球藻经过特殊的条件处理可积累大量的虾青素，是天然虾青素的最好生物来源。
大规模的培养雨生红球藻，从雨生红球藻中提取纯化虾青素，已成为生产天然虾青素的重要途径。
【关键词】雨生红球藻；虾青素；大规模培养；提取虾青素是近年来走入国际研发领域的类胡萝卜素。
它广泛存在于自然界中，也是海洋动物体内最主要的类胡萝卜素之一。
研究表明，虾青素具有强大的清除氧自由基的能力，其抗氧化性是类胡萝卜素的10 倍，是维生素 E 的550 倍，被誉为“超级抗氧”。
鉴于虾青素的抗氧化功能，且对人体的绝对安全性，在国外已被广泛应用于医药，食品，保健及水产养殖业中。
雨生红球藻（Haematococcus pluvialis）在特定的条件下可积累本身干重的1%以上的虾青素，是天然虾青素“浓缩品”和最好的生物来源。
雨生红球藻是一种淡水单细胞微藻，属绿藻门、绿藻纲、团藻目、红球藻科、红球藻属。
其具有特殊的生物学性质，即在弱光及营养丰富的条件下，以游动的绿色营养细胞存在，而在不利于其生长的条件下，以不动厚壁孢子存在，同时在体内积累大量的虾青素。
鉴于雨生红球藻此生长特点，目前国际上成功的生产模式都采用了两阶段生产方式，即先采用封闭式光生物反应器培养系统实现细胞的高密度营养生长、克服污染问题，再采用流行的开放池系统在胁迫条件下使细胞积累虾青素。
本项目旨在利用雨生红球藻的培养及虾青素的提取实验中获得的方法，结合现实生产条件，将技术应用到生产实际中，进一步的推广雨生红球藻的大规模培养和虾青素的提取技术。
一、雨生红球藻的大规模培养目前雨生红球藻的培养主要分为两个阶段：细胞生长繁殖阶段和虾青素的积累阶段。
1、细胞生长繁殖阶段雨生红球藻的生长繁殖阶段采用逐级扩大培养的方式。
各级培养所需淡水取自程海湖，营养液配制与补充均采用MAV 母液。
中科院科技成果——大规模养殖雨生红球藻生产虾青素
中科院科技成果——大规模养殖雨生红球藻生产虾青素
项目简介
利用我国丰富的微藻资源，筛选出3个适合于大规模培养的红球藻藻种（品系），分别具有耐低温和高温的特点，适应的温度范围从9-30℃，有效地延长了生产期；产量达到200-300g/m2，明显高于国外的30-100 g/m2；虾青素含量可高达3.2％，而国外好的产品为2.9％；成功地使用一步法培养，简化工艺，降低了成本，而国外采用二步法生产；可以在开放的培养系统中生产，与国外只能在封闭培养系统中小规模生产的情况相比，意味着红球藻大量培养最重要的障碍被克服，大规模工业化生产已经成为可能。
虾青素的国际市场是每年3亿美元。
2001年全世界鲑鳟鱼的产量将达到100万吨，产值37.5亿美元。
随着国内高档水产品养殖业的发展，中国将成为红球藻的消费大国，具有潜在的巨大市场。
国际市场上红球藻孢子（含2%虾青素）的售价是每公斤50美元，生产每公斤红球藻孢子可实现利润200多元。
雨生红球藻在水产养殖中的应用浅析
雨生红球藻在水产养殖中的应用浅析1. 引言1.1 雨生红球藻在水产养殖中的应用浅析雨生红球藻是一种常见的淡水藻类，具有广泛的应用价值。
在水产养殖中，雨生红球藻被广泛应用于水体调理、底泥处理、水质净化等方面。
本文将从雨生红球藻的生物学特点、在水产养殖中的应用优势、具体应用案例、发展前景以及应用对比等方面进行浅析，以探讨雨生红球藻在水产养殖中的应用潜力和展望。
雨生红球藻在水产养殖中的应用主要基于其强大的生物吸附能力和生态修复作用。
其生物学特点包括生长速度快、生长适应性强、吸附能力强等特点，使其在水产养殖中具有独特的优势。
雨生红球藻在水产养殖中的应用还具有明显的经济效益和环境效益，能够有效改善水质、提高养殖效率，降低养殖成本，减少废水排放，保护水产养殖环境等方面具有重要意义。
雨生红球藻在水产养殖中的应用前景广阔，具有巨大的发展潜力。
通过对其应用价值的深入挖掘和推广应用，可以进一步提升水产养殖的可持续发展水平，促进水产业的健康发展与生态平衡。
2. 正文2.1 雨生红球藻的生物学特点雨生红球藻是一种单细胞藻类，主要生长在淡水湖泊、河流和水库等水域环境中。
其主要特点包括：1.形态小巧玲珑，直径约为10-30微米，呈现红色或橙红色，在水中具有明显的色彩；2.具有较强的生长能力和适应性，能够在较为恶劣的环境中存活繁殖；3.具有光合作用，能够利用阳光和二氧化碳进行自养生长，释放氧气，对水质起到净化和氧化作用；4.富含丰富的营养物质和生物活性物质，具有一定的抗氧化和抗炎作用，对水体中的有害物质有一定的去除效果。
雨生红球藻具有生长迅速、适应性强、生态环境友好等特点，逐渐受到水产养殖业的关注和应用。
在未来的发展中，通过深入研究其生物学特点，可以更好地发挥其在水产养殖中的作用，为行业发展提供新的支持和推动。
2.2 雨生红球藻在水产养殖中的应用优势1. 营养丰富：雨生红球藻含有丰富的蛋白质、维生素、矿物质等营养成分，可作为水产养殖中的优质饲料，帮助提高养殖动物的健康和生长速度。
2024年红球藻市场调研报告
2024年红球藻市场调研报告引言本报告旨在对红球藻市场进行调研，分析其市场潜力和发展趋势。
通过对红球藻行业的现状、竞争格局以及市场前景的深入研究，旨在为投资者和业内人士提供有价值的市场信息和决策依据。
红球藻概述红球藻是一种常见的微型藻类，属于红藻门，其细胞形状呈球状，具有红色的颜色。
红球藻富含丰富的蛋白质、维生素、矿物质和多种氨基酸，具有高营养价值。
红球藻广泛应用于食品、医药、保健品等领域。
红球藻市场现状目前，红球藻市场正处于快速增长的阶段。
随着人们对健康意识的提高和需求的增加，红球藻产品受到了越来越多的关注和认可。
尤其在保健品、养生食品和医疗领域，红球藻的应用趋势明显。
市场上已出现了多个红球藻品牌，并且各品牌之间的竞争日益激烈。
红球藻市场竞争格局目前，红球藻市场呈现出多品牌竞争的局面。
主要的红球藻品牌包括A公司、B公司和C公司，它们在产品质量、市场推广和品牌形象等方面都有自己的优势。
此外，国内外一些大型食品企业也纷纷进入红球藻市场，增加了市场竞争的激烈程度。
红球藻市场前景随着人们对健康生活的追求和对高品质食品的需求增加，红球藻市场有着广阔的发展前景。
红球藻作为一种富含营养的食品原料，其应用潜力巨大。
未来几年，随着相关产业链的不断完善和技术进步，红球藻产品将更好地满足市场需求，并与其他食品行业相结合，进一步推动市场的发展。
结论红球藻市场作为一个新兴的行业，具有较大的市场潜力和发展前景。
投资者和企业可以抓住红球藻市场的机遇，加大研发投入，提高产品质量，并通过市场营销手段提升品牌知名度，从而在竞争激烈的市场中取得优势地位。
此外，政府也应加强对红球藻行业的支持和规范，促进行业健康新能源市场发展。
因此，我们预计红球藻市场将继续保持快速增长的趋势，并给投资者和企业带来可观的经济效益。
以上为2024年红球藻市场调研报告，仅供参考。
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利用雨生红球藻生产虾青素的研究进展及其产业化现状沈建新,韦金河(江苏省农业科学院,江苏南京210014) 摘要:本文综述了国内外雨生红球藻培养及虾青素积累的研究进展,介绍了利用雨生红球藻生产虾青素的产业化现状,并对国内虾青素的产业化前景进行了展望,以期推动国内雨生红球藻生产虾青素的产业化进程。
关键词:虾青素;雨生红球藻;产业化 中图分类号:Q93 文献标识码:A 文章编号:1002-1302(2007)03-0196-04(上接第195页)的酯酶、过氧化物酶同工酶的影响也有待深入研究。
参考文献:[1]于明革,杨洪强,刘高峰,等.壳聚糖对黄瓜萌芽种子及幼苗生理生化特性的影响[J].山东农业大学学报:自然科学版,2004,35(1):47-50.[2]王 洁.壳聚糖在绿色蔬菜生产上的应用[J].广西园艺,2004(3):50-52.[3]盛彦清,陈繁忠,傅家谟,等.壳聚糖和黄腐酸在草菇中的应用试验[J].中国食用菌,2003,23(5):20-21.[4]沈 萍,范秀荣,李广武.微生物学实验指导[M].北京:高等教育出版社,1999:215.[5]王 艳.产壳聚糖酶菌株的初步筛选[J].中国微生态学杂志,2003,15(5):259-261.[6]Ya mashita.Effect of chit osan-deacetylati on degree on the p r oduc2ti on of chit ooligsaccharides by B acillus s p.Chit osanse[J].Kichin Kit osan Kenkyu,1999,5(2):148-149.[7]邱昌恩.6-BA对平菇和香菇菌丝体两种同工酶的影响[J].微生物学杂志,2002,22(4):89-92.[8]王秀奇,秦淑媛,高天慧,等.基础生物化学实验[M].北京:高等教育出版社,1999:227-232.[9]季维智,宿 兵.遗传多样性研究的原理与方法[M].杭州:浙江科学技术出版社,1999:52-68.[10]赵 莉,曲延英,岳丕昌,等.新疆两种粉虱的酯酶和过氧化物酶同工酶的比较研究[J].植物保护,2002,28(4):17-19. [11]朱宝成,王俊刚,燕克勤,等.紫孢侧耳、糙皮侧耳及其融合菌株的同工酶分析[J].遗传,1995,17(4):37-39.[12]詹秋文,胡绪同.高粱与苏丹草酯酶同工酶分析[J].生物学杂志,2005,22(4):18-20. 虾青素是一种类胡萝卜素含氧衍生物,呈鲜红色。
它广泛存在于自然界中,也是海洋动物体内主要的类胡萝卜素之一。
以往研究表明,虾青素具有强大的清除氧自由基的能力,其抗氧化性是类胡萝卜素的10倍、维生素E的550倍,被誉为“超级氧化剂”[1-2]。
虾青素能够增加水生动物的着色;促进鱼卵受精,降低胚胎的死亡率,促进个体生长并加快成熟速度[3];提高母鸡产卵率,增加鸡蛋黄色素含量[4];提高人体免疫力,延缓皮肤衰老,维护眼睛及中枢神经系统健康等多种生理功能。
虾青素具有广泛的应用价值,不仅可以用作水产养殖的饲料添加剂和人类食品添加剂,在药品、化妆品和营养保健品等领域也具有很大的应用潜力。
收稿日期:2007-05-14作者简介:沈建新(1964—),男,江苏无锡人,副研究员,主要从事农业科技与财务管理工作。
Tel:(025)84391488。
目前,虾青素的生产工艺主要有化学合成和生物提取两种。
化学合成的虾青素在结构、功能及安全性等方面都不及天然的虾青素。
动物和人体试验结果表明,天然虾青素没有任何致病效应或毒副作用,对人体绝对安全无害[5]。
虾青素的生物来源主要有三种[6]:一是从甲壳类动物中提取。
由于甲壳中含有较高水平的灰分和几丁质,较低水平的蛋白质和其他营养成分,这极大地限制了虾青素的提取和再利用。
二是利用酵母菌生产虾青素。
真菌中虾青素的含量很低,而且发酵成本也很高。
三是利用藻类生产。
雨生红球藻(Hae m a tococcus pluvialis)细胞内天然虾青素的含量相对较高。
据报道,在特定条件下,雨生红球藻可以积累占其干重1%以上的虾青素,且所含虾青素的结构与养殖对象所需一致,被公认为天然虾青素的最好生物来源[7]。
因此,利用雨生红球藻生产虾青素已成为国内外虾青素研究的热点[8-9]。
但是,利用雨生红球藻生产虾青素的技术仍有待完善,尤其在雨生红球藻养殖、虾青素积累及其提取等方面还存在着技术难题。
本文主要介绍近年来上述问题的研究进展及其产业化现状,以期推动国内雨生红球藻生产虾青素的产业化进程。
1 雨生红球藻的生物学特性雨生红球藻在分类学上属于绿藻门(Chl or opha2 ta)绿藻纲(Chl or ophyceae)团藻目(Volvocales)红球藻科(Hae mat ococcaccac)红球藻属(Hae m atococcus)。
它是一种单细胞微藻,也是自然界中天然虾青素含量最高的生物。
雨生红球藻具有特殊的生物学性质,其生活周期中主要有两种细胞类型,即进行营养生长的绿色游动细胞和累积虾青素的红色不动细胞。
在有利的生长条件下,它以绿色的游动细胞存在;而在不利的环境下,细胞生长趋于缓慢,由游动细胞转化为不动细胞,同时大量累积虾青素而使细胞呈现出红色。
2 雨生红球藻的培养和虾青素的生产以往的试验结果表明,雨生红球藻营养生长的最适光强为30～50μmol/(m2・s),最适温度为25～28℃,最适pH值为中性至微碱性[10]。
强光照、高温、营养缺乏、盐胁迫及氧化胁迫等许多不利的环境条件,都可以诱导雨生红球藻细胞内虾青素的积累。
据文献报道,细胞生物量和虾青素累积量与培养基、培养条件以及藻种(品系)有关[11-12]。
雨生红球藻营养生长的适宜条件与虾青素累积所需条件不同,在某些方面甚至相反[13-14]。
虾青素的大量积累总是发生在不适于生物量积累的营养或环境胁迫条件下,虾青素积累与生物量积累之间的矛盾是限制利用雨生红球藻生产虾青素的根本问题。
当前,国内外的研究主要集中在雨生红球藻培养和虾青素累积两个阶段的培养条件选择和控制上。
2.1 营养盐的影响氮是雨生红球藻生长的必需因素,氮缺乏会引起其细胞内大量累积虾青素。
虾青素的合成量与氮的含量密切相关,O r osa等的研究结果显示,Na NO3浓度为0、0.15、0.25、0.5g/L时,雨生红球藻每个细胞的虾青素合成量分别为24.5、5.5、0.6和0 pg[15];但是Boussiba等认为,虾青素合成不能没有氮,氮的存在是虾青素积累的必要条件[16]。
雨生红球藻营养生长只需要中等浓度的磷(0.1g/L K2HP O4)。
有研究表明,磷缺乏会引起虾青素积累,但其作用不如氮显著[17-18];Boussiba等[13]的试验结果显示,在磷缺乏的胁迫条件下,虽然细胞分裂停止,但是虾青素的积累可以一直持续到细胞分裂停止后21d,这说明此条件下虾青素的积累可能不只与细胞分裂停止有关。
Bor owitzka等报道,高磷同样具有促进雨生红球藻细胞内虾青素合成的作用[11]。
在培养基中加入适量的碳源,有利于雨生红球藻的营养生长。
庄惠如等的试验结果表明,与其他碳源相比,乙酸钠更适于维持雨生红球藻的混合培养及异养生长[19]。
但O r osa等指出,碳源加入过多,反而会抑制雨生红球藻的生长[8]。
充足的碳源对雨生红球藻细胞内虾青素的积累同样重要[20]。
关于维生素对雨生红球藻生长的影响,已有研究结果很不一致。
金传荫等报道在培养基中加入一定量的维生素B1、B2,具有促进雨生红球藻生长的作用[21]。
但Fabregas等的研究表明,维生素对雨生红球藻生长的作用不显著[22]。
张英等的试验结果显示,适量的维生素B1、B12能够促进雨生红球藻生长、提高胁迫下该藻的存活率以及诱导虾青素的积累[23]。
据报道,雨生红球藻中虾青素的合成也与其细胞内的活性氧有关,较低水平的溶解氧有利于雨生红球藻的自氧生长,而饱和溶解氧更有利于其异氧生长[24]。
此外,溶解氧和多种活性氧分子都可以有效诱导细胞内虾青素的合成和积累[18,20,25,26]。
虾青素在细胞内可能起着抗氧化的作用,清除环境胁迫和过度氧化产生的活性氧,防止活性氧对细胞产生伤害[27-28]。
Kobayashi等的研究结果显示,高浓度的二价铁离子具有促进雨生红球藻细胞内虾青素积累的作用,当碘化钾同时存在时,这种促进作用受到抑制[29]。
二价铁离子与醋酸盐同时加入时,二价铁离子能够加强醋酸盐对虾青素合成的诱导作用[27]。
Harker等研究表明,二价铁离子影响虾青素积累的效果不如氮、磷营养盐显著[18]。
2.2 环境的影响许多试验结果表明,弱光有利于雨生红球藻细胞的营养生长;高光强是虾青素合成最重要的诱导条件,能够诱导细胞内快速累积虾青素;在一定的光强范围内,虾青素的积累量随着光强的升高而增加;但是光强过高,会导致雨生红球藻大量死亡[16,18,30,31]。
雨生红球藻细胞内虾青素合成的诱导因子可能是光合反应引起的氧化胁迫,而不是光照本身[20,32]。
光照并不是虾青素合成的必要条件,在异氧条件下(即没有光照),雨生红球藻细胞仍能合成虾青素[34]。
雨生红球藻适宜在低温环境下生长。
关于雨生红球藻适宜的生长温度,不同的报道差异较大[10,31,34,35]。
一般认为,温度升高,有利于雨生红球藻细胞内虾青素的积累[25,35];Tri pathi等报道,35℃的培养温度可以促进各种营养条件下虾青素的累积[35]。
Tjahj ono等的研究结果显示,培养温度为30℃时,雨生红球藻的虾青素积累量是20℃时的3倍[25],高温促进了活性氧的产生,而活性氧累积诱导虾青素的合成;另外,也可能是高温抑制了雨生红球藻细胞的正常分裂,从而提高了细胞内虾青素的相对含量。
盐度的适当增加可以促进雨生红球藻细胞的孢子形成和虾青素积累[18,36]。
Sarada等研究表明,培养液中NaCl的浓度不能大于0.1%,否则会导致雨生红球藻大量死亡[37]。
在盐胁迫条件下,虾青素大量累积的同时,伴随着细胞分裂的停止,这暗示了NaCl 可能是通过阻止细胞分裂而提高虾青素含量的。
关于红球藻生长的适宜pH值,一般认为,红球藻适宜在中性或稍碱性条件下生长[38-39];Sarada等的试验结果表明,在培养液pH值为7.0时,可以获得最大的细胞产量,而且虾青素的产量也得到显著提高[37]。
3 利用雨生红球藻生产虾青素的产业化现状与展望 作为天然色素和生物活性物质,虾青素具有广阔的应用前景和巨大的市场潜力,近年来受到了极大地重视。
雨生红球藻产业化生产技术的相关研究正逐年增加,大量关于红球藻细胞生长、虾青素积累和其他相关技术的论文也陆续报道。