三角褐指藻跑道池规模化培养及岩藻黄素积累条件的优化

岩藻黄素是一种广泛存在于海洋藻类的类胡萝卜素,具有清除自由基、抗癌和抗肥胖等生理活性,尤其在抗肿瘤和减肥方面功效突出。三角褐指藻中的岩藻黄素含量丰富,而环境因子及营养因素对微藻生长及岩藻黄素含量有着显著影响。本文以OD值、细胞密度、干重和岩藻黄素含量等为评价指标,研究了不同盐度(20、25、30)、pH值(7.5、8.0、8.5)、氮源种类(尿素、碳酸氢铵)等因素对三角褐指藻户外生长、岩藻黄素积累的影响。研究表明:盐度为20条件下,三角褐指藻获得最大细胞密度6.01×10~6/m L,不同盐度对岩藻黄素含量的增长无明显效果;pH值8.0条件下,三角褐指藻细胞密度及岩藻黄素含量均达到最大值(5.8×10~6/m L和17.79 mg/g);与碳铵相比尿素作为氮源更有利于三角褐指藻的生长,最终细胞密度为4.1×10~6/m L,但以碳铵为氮源条件下,更利于岩藻黄素的积累,岩藻黄素含量达到9.96 mg/g。因此,户外跑道池中的最适培养条件为盐度20、pH值8.0、碳铵为氮源。     

户外环境条件下三角褐指藻生长和积累脂肪酸的条件优化

微藻的脂肪酸含量与其应用价值有直接关系,而环境因素对微藻脂肪酸含量有着显著影响。本文以细胞密度、干重浓度、脂肪酸含量等为评价指标,研究了户外跑道池系统中不同盐度(20‰、25‰和30‰)、p H值(7.5、8.0和8.5)、氮源种类(尿素和碳酸氢铵)等环境因素下三角褐指藻户外生长、脂肪酸积累的规律。结果表明,随着培养基盐度的升高,三角褐指藻的增长速率变缓,在20‰盐度条件下获得最大生物量177.78 mg/L;在30‰盐度条件下获得最大脂肪酸含量123.99 mg/g;p H值8.0条件下,三角褐指藻生物量浓度及脂肪酸含量均达到最大值(166.39 mg/L和145.92 mg/g),而在p H值7.5条件下,三角褐指藻的生长受到抑制。尿素作为氮源较碳酸氢铵更有利于三角褐指藻的生长,最终生物量为150.83 mg/L,但以碳酸氢铵为氮源条件下,更利于脂肪酸的积累,脂肪酸含量达到169.72 mg/g。因此,户外跑道池中的最适培养条件为盐度20‰、p H值8.0、尿素为氮源。     

碳氮源优化提高兼养三角褐指藻生物量和岩藻黄素产量

岩藻黄素（Fucoxanthin）是一种参与海洋藻类光合作用的类胡萝卜素,具有抗氧化、抗癌、抗肥胖和抗糖尿病等多种功效,作为生物医药和功能性食品具有重要应用价值。海洋硅藻三角褐指藻含有高含量岩藻黄素,被认为是褐藻之外的藻基岩藻黄素的新来源。为提高岩藻黄素产量,作者以三角褐指藻（Phaeodactylum tricornutum CCMP2561）为研究对象,系统评价了兼养（光发酵）条件下有机碳源、氮源种类和浓度对其生物量和岩藻黄素产量的影响,筛选出最优碳氮源组合为0.10 mol/L甘油和含氮量为0.02 mol/L的胰蛋白胨与尿素（浓度比1∶1）混合氮源。采用此优化组合,在光照强度2 000 lx、培养温度20 ℃、摇床转速150 r/min条件下,可获得三角褐指藻生物量、岩藻黄素质量分数和产量最大值,分别为3.94 g/L、20.83 mg/g和81.97 mg/L,是优化前的3.15倍、11.64倍和36.59倍。本研究开发的优化兼养培养基和培养策略,为显著提高三角褐指藻岩藻黄素产量提供了实用新技术。     

可切换亲水溶剂高效提取藻油及岩藻黄素含量分析

采用可切换亲水溶剂N,N-二甲基环己胺(DMCHA)从湿三角褐指藻藻泥以及干粉中通过非蒸馏的节能方式提取藻油,并比较DMCHA法与氯仿甲醇法及乙醇法提取的藻油岩藻黄素总含量。结果表明:在料液比1∶25、提取时间24 h条件下,三角褐指藻干粉藻油得率达到21. 29%,三角褐指藻藻泥的藻油得率达到13. 29%; SEM观察发现提油后三角褐指藻表面结构有明显的破坏;DMCHA法提取的藻油中岩藻黄素总含量为9. 17 mg/g,与氯仿甲醇法相差不大,低于乙醇法提取的藻油中岩藻黄素总含量;核磁分析发现,藻油中的溶剂残留仅为提取溶剂添加量的0. 231%,测定溶剂回收率为93. 2%。     

三角褐指藻源岩藻黄素功能活性及其生物合成研究进展

海洋硅藻三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)含有丰富的岩藻黄素且生长速度快,被认为是生产岩藻黄素的最佳物种之一。其中岩藻黄素作为一种天然类胡萝卜素,具有抗肿瘤、抗氧化、抗糖尿病、抗炎症、抗肥胖等生理活性,在生物医药和功能食品领域具有重要应用价值。岩藻黄素因合成机制的复杂性而表现出一定的不稳定性,使其在生产中存在着产量低、成本高等问题。本文详细介绍了三角褐指藻源岩藻黄素的功能活性,对岩藻黄素的合成机制及合成过程中不同因素对其积累量的影响因素的研究进展进行系统综述旨在深入研究海洋微藻来源的岩藻黄素的作用价值,为岩藻黄素进一步的开发利用提供技术支撑,有望为功能性食品领域的开发提供理论依据,为未来海洋硅藻产业化发展提供参考。     

氮源对2株海洋微藻生长及脂肪酸合成的影响

以三角褐指藻、扁藻为材料,研究了NaNO3、尿素和NH4Cl等不同氮源对其生长、叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、干重、总脂及脂肪酸含量的影响。结果表明:以尿素为氮源时,三角褐指藻的生物量、生长速率、叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白的含量最高,NaNO3和NH4Cl次之;以NH4Cl为氮源时,细胞内的总脂含量最高,占干重的47.5℅。与三角褐指藻不同,以NH4Cl为氮源时,扁藻的生物量、生长速率、叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白的含量最高,尿素和NaNO3次之;当以NaNO3为氮源时,细胞内的总脂含量最高,占干重的38.5℅。     

DBP对球等鞭金藻和三角褐指藻的致毒效应

有机污染物邻苯二甲酸二丁酯(DBP)作为塑化剂被工业生产广泛使用,为了研究其对球等鞭金藻(Isochrysis galbana)和三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)的致毒效应,设置6个质量浓度梯度,分别测定两种藻的藻细胞密度和光合色素质量浓度。结果表明,DBP对球等鞭金藻和三角褐指藻均有致毒效应,抑制球等鞭金藻和三角褐指藻的细胞生长,使其细胞密度降低,并对光合色素叶绿素a产生一定的破坏作用,抑制作用随DBP质量浓度升高而增大。当DBP质量浓度为5.0 mg/L时对三角褐指藻的毒性抑制作用明显增强,三角褐指藻前2 d几乎停止生长,于第3 d恢复了生长,藻细胞密度和叶绿素a的质量浓度均明显低于空白对照组;当DBP的质量浓度为7.0 mg/L时,三角褐指藻藻细胞几乎全部死亡,不能耐受。当DBP质量浓度为5.0 mg/L时,球等鞭金藻几乎全部死亡;当DBP质量浓度为0.5 mg/L时球等鞭金藻的细胞密度和叶绿素a的质量浓度已显著低于空白对照组。球等鞭金藻对于DBP反应较三角褐指藻敏感。     

磷限制对三角褐指藻脂质含量及相关基因表达的影响

为了提高微藻生产油脂能力,本论文研究了不同浓度磷限制（0、16、32、48、64 μmol/L）对三角褐指藻细胞生长、总脂含量、叶绿素a含量和脂质合成相关基因表达量的影响,为三角褐指藻油脂的规模化生产和分子机理研究提供了理论基础。结果表明,磷限制虽然极显著地抑制了三角褐指藻细胞生长和叶绿素a含量,但却极显著地促进了脂质的积累。当磷浓度为0 μmol/L时,三角褐指藻细胞密度与对照组（64 μmol/L）相比极显著下降,下降了21.6%,但其脂质含量与对照组相比极显著上升,上升了61.64%。RT-QPCR分析结果表明：磷浓度为0 μmol/L时,FABD、DLD、FAD2、FABI、PTD12和ACC1等6个基因的表达量均极显著上调,这和磷浓度为0 μmol/L时的总脂含量变化一致,说明磷限制是通过促进脂质合成相关基因的表达来促进三角褐指藻脂质的积累的。主成分分析表明,DLD、FAD2和ACC1 3个基因是对脂质合成的主要贡献因子,累计贡献率达89.916%。     

温度对海洋微藻生长及脂肪酸组成的影响

研究了不同温度下,三角褐指藻和等鞭金藻生长及脂肪酸组成.结果表明,三角褐指藻的最适生长温度为20℃,而等鞭金藻的最适生长温度为25℃.无论是三角褐指藻的EPA还是等鞭金藻的DHA,均随着培养温度的升高而下降.低温有利于三角褐指藻积累EPA和PUFAs,但PUFAs含量（W/W）在10-20℃之间差异不显著（P＞0.05）.虽然等鞭金藻DHA含量随着温度的上升而下降,但PUFAs在20℃时含量（W/W）最高,为10.5%.不同海洋微藻不仅具有不同的生长温度,且最适PUFAs合成的温度也不同.     

三种硅藻产多不饱和脂肪酸分析

采用f/2培养基,对3种硅藻:牟氏角毛藻(Chaetoceros mualleri)、三角褐指藻(Phaeoda-ctytuum tricornutum)、硅藻舟形藻(Navicala incerta)进行培养及脂肪酸组成研究。牟氏角毛藻和三角褐指藻的生长周期短,生物量较高。3种硅藻的脂肪酸组成相近,主要的脂肪酸是C14:0,C16:0,C16:1(n-7)和C20:5(n-3),多不饱和脂肪酸中C20:5(n-3)(EPA)含量最高,其中三角褐指藻中的EPA含量达到11.7%。3种硅藻的DHAC22:6(n-3)含量都较低。通过调整三角褐指藻和牟氏角毛藻的培养条件,可以提高EPA含量,作为优良的水产饵料。     

岩藻黄素的结构、性质和功能

世界海洋中,每年海藻中岩藻黄素的产量可达6.8×106t.近几年发现岩藻黄素有诸多的生理活性,如抗肥胖、抗肿瘤、调节血糖含量等.本文就岩藻黄素结构、性质及功能的研究进展进行介绍,为促进岩藻黄素的开发利用提供参考.     

响应面法优化铜藻中岩藻黄素的提取工艺

目的采用响应面法优化铜藻中岩藻黄素的乙醇溶液提取工艺。方法用乙醇溶液作提取溶剂,采用超声法提取铜藻中的岩藻黄素,研究乙醇浓度、料液比、提取温度、提取时间对岩藻黄素提取的影响,在单因素试验的基础上,用Box-Benhnken中心组合试验设计迚行4因素3水平的响应面分析,以岩藻黄素的提取量为响应值,优化提取工艺参数。结果响应面试验得到超声提取最佳条件:料液比1:100、起始温度60℃、超声时间40 min、乙醇浓度70%。在优化的条件下,超声提取岩藻黄素提取量为1092μg/g,和预测值1183μg/g基本一致。结论通过响应面优化,得到了乙醇溶液超声提取铜藻中岩藻黄素的最佳条件,提高了岩藻黄素的提取量。     

光照对眼点拟微绿球藻和三角褐指藻生长及总脂的影响

研究了不同光照强度及单、双侧光照对眼点拟微绿球藻(Nannochloropsis oculata)和三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)的生长、总脂及叶绿素a的影响.结果表明:眼点拟微绿球藻的生物量随光照强度的增加而升高,相同光照强度下单侧光照优于双侧;三角褐指藻的生物量受光照强度及单、双侧光照的影响不明显.眼点拟微绿球藻的总脂含量随光照强度的升高先增加后减少;三角褐指藻的总脂含量随光照的增强呈上升趋势.两种藻的叶绿素a含量随藻体总脂含量的升高而降低.综合考虑,眼点拟微绿球藻较三角褐指藻进行油脂生产更有优势.     

15N稳定同位素标记集胞藻的生物合成研究

目的建立实验室生物合成15N稳定同位素标记集胞藻的最优培养条件,并驯化得到高丰度15N集胞藻藻种。方法对培养温度、光照及p H值等条件进行优化,优选出最佳培养工艺。将培养基中的14N氮源替换为15N氮源,优化配方,使用同位素比质谱仪测量藻体中15N、14N同位素组成。结果实验室培养条件选定为培养温度25℃、光照强度2000 lux、初始p H值为7时,集胞藻生长良好。将配方中硝酸钠浓度设定为1.5 g/L时,产品丰度最大。驯化得到高丰度15N-集胞藻藻种。结论本试验优化的培养工艺和配方,适宜15N稳定同位素标记集胞藻生长。得到的藻种产品丰度高,生产成本低。     

不同环境因子对谷皮菱形藻生长的影响

本实验研究了不同环境因子包括氮源种类、氮源浓度、硅盐浓度、光强、盐度和pH值对谷皮菱形藻生长的影响。结果表明,以CO(NH2)2为氮源生长最快,最大比生长速率和最大细胞浓度最大,分别为0.49d-1和0.54g/L;NaNO3浓度为0.72g/L时,有利于谷皮菱形藻生长;在硅酸钠浓度0～0.4g/L的范围内,随着硅浓度的增加,谷皮菱形藻生长明显加快;光强对谷皮菱形藻的影响十分显著,易成为其生长的限制因素;NaCl浓度0.15mol/L时,谷皮菱形藻最大比生长速率和最大细胞浓度最大;碱性的培养液最利于谷皮菱形藻生长。     

基于高通量培养的胶球藻C-169生物量和油脂积累能力的快速评价

本研究利用CO_2培养箱内48孔板振荡光照培养专利设计的微藻高通量培养体系,结合细胞组学技术,系统评价了氮源和盐度梯度下胶球藻C-169细胞的生长速率、生物量浓度和油脂积累能力。结果表明,该培养体系的均一性和稳定性良好,可实现微藻的高通量及多处理培养。富氮培养基可显著提高胶球藻C-169的细胞生长速率和生物量浓度,缺氮培养基显著驱动了细胞积累中性脂。在含1/4氮的培养基中藻细胞的生物量浓度是4倍氮培养基中的25%,而中性脂含量(平均荧光强度表示)则高达后者的16倍以上。在0~15‰盐度范围内胶球藻C-169的生长状况良好且无显著差异(p0.05),15‰以上盐度藻细胞生长受到明显抑制。10‰盐度下中性脂含量(以平均荧光强度表示)显著高于所有其他组(p0.05),说明该盐度有利于驱动细胞积累中性脂。     

氮源对粉核油球藻Pinguiococcus pyrenoidosus CCMP 2078生长和脂肪酸组成的影响

以粉核油球藻(Pinguiococcus pyrenoidosus CCMP 2078)为实验材料,在氮含量相同的条件下,采用NaNO_3、NH_4Cl、NaNO_3和NH_4Cl、NH_4NO_3和NH_2CONH_2五种氮源形式,研究其对该藻生长、脂肪酸组成、多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,PUFAs)和二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA)含量的影响。结果表明,相同氮浓度条件下,氮源对粉核油球藻CCMP 2078的生长有极显著的影响。以NH_2CONH_2为氮源,生长末期的细胞密度最高,为8×10~6 cells/mL;以NaNO_3和NH_4Cl为氮源的细胞密度比以NH_4NO_3为氮源的高;单独以NaNO_3或NH_4Cl为氮源时,该藻生长缓慢,细胞密度较低。该藻在不同氮源条件下的脂肪酸组成不同,但C14:0、C16:0和EPA始终是其主要的脂肪酸;以NaNO_3为氮源,PUFAs含量最高,占总脂肪酸的24.27%;以NH_4NO_3为氮源时,EPA含量最高,占总脂肪酸的12.93%。     

不同温度下雨生红球藻优良藻株筛选

为获得适宜大规模培养的藻株,研究和比较了雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)3个不同品系分别在15、20、25、30℃中的生长和虾青素积累情况。结果表明,温度对雨生红球藻的生长和虾青素积累有显著的影响,并且与藻种品系有关。各培养温度下,雨生红球藻藻株H3的细胞密度、藻细胞干重、虾青素含量和产量具有明显优势。藻株H3的最适生长温度为15℃,其最终细胞密度和细胞干重分别为11.75×10~4 cell/mL和0.337 g/L,但该条件不利于虾青素的积累;虾青素积累在20℃培养时最高,其虾青素含量和产量分别为1.15%、3.41 mg/L;而在30℃时生物量和虾青素产量均最低。因此,优先选择H3作为大规模培养的藻种。     

三角褐指藻胞内多糖提取条件优化及其抗氧化和抗肿瘤活性研究

为研究三角褐指藻胞内多糖的提取工艺及其生物活性，以多糖提取率作为指标，结合单因素和响应面法优化三角褐指藻多糖提取条件，对提取的多糖在体外进行抗氧化及抗肿瘤活性试验。结果表明，三角褐指藻胞内多糖最优提取条件为Na OH质量分数2.5%、料液比1:25 g/mL、破壁功率250 W、破壁时间5 min、水浴温度60℃、水浴时间1.5 h，在此条件下，胞内多糖的提取率为(2.315±0.01)%。抗氧化试验结果显示，三角褐指藻胞内多糖对DPPH自由基的清除率最大达到(95.09±1.05)%，对羟基自由基清除率最大达到(73.67±1.69)%，对超氧阴离子抑制率达到(70.34±2.75)%。三角褐指藻多糖抑制癌细胞增殖试验结果表明，该多糖抑制肝癌细胞HePG2、乳腺癌细胞MCF-9、结肠癌细胞HT-29增殖均有显著效果，最大抑制率分别为(62.77±0.99)%、(54.79±1.21)%、(45.26±1.79)%。以上结果显示，三角褐指藻胞内多糖具有良好的体外抗氧化及抗肿瘤活性。     

响应面法优化紫薯酒精发酵条件及动力学研究

目的:通过紫薯浆酒精发酵条件的优化,以提高糖类物质与酒精的转化率。方法:在确定接种量、发酵温度、发酵p H值等因素试验的基础上,依据响应面的Box-Behnken设计原则优化发酵工艺,并采用Origin 8.0软件对发酵过程中的物质代谢进行非线性拟合分析。结果优化发酵条件为:接种量4.6×106 cfu/m L、发酵温度29.74℃、p H4.06,该发酵过程中酵母菌生长和酒精生成符合典型的Boltzmann模型,糖消耗过程符合Dose Resp模型。结论:该工艺条件及发酵动力学模型适用于紫薯酒精发酵,条件简便、稳定,模型可预测性强。