雨生红球藻高产虾青素的培养条件优化

本研究从5种培养基中筛选出最适于雨生红球藻HP1藻株绿色细胞生长阶段细胞增殖的培养基,并针对筛选出的培养基分别进行有机碳源和无机碳源及其浓度的优化。在此基础上,以光照强度、初始p H值和诱导时间为实验因素,采用单因素试验、中心点复合设计(CCD)响应面法对雨生红球藻虾青素积累阶段的胁迫条件进行优化。结果表明:HP1藻株在配方A及OHM培养基中均能达到较高生物量,有机碳源和无机碳源的最优浓度均为0.5 g/L。HP1虾青素积累的最优胁迫条件为:光照145μmol/m~2·s,初始p H 7.0,诱导时间9 d。在上述条件下,以有机碳源(NaAC)和无机碳源(NaHCO_3)为碳源的培养体系中,虾青素产量最大分别为5.74 mg/L、4.25 mg/L。研究结果将为进一步提高雨生红球藻虾青素产量提供科学依据。     

Highly efficient preparation of free all-trans-astaxanthin from Haematococcus pluvialis extract by a rapid biocatalytic method based on crude extracellular enzyme extract

A highly efficient, rapid, green and safe procedure for the preparation of free all-trans-astaxanthin from Haematococcus pluvialis algal extract, by a crude extracellular enzyme extract, was reported. The free all-trans-astaxanthin obtained by the biocatalysed method had fewer side products compared to the saponification procedure. Through single-factor experiments and a Box–Behnken design, it was possible to find the optimal biocatalytic conditions for the hydrolysis of 2 mg of H. pluvialis oil with 14.7 mg (protein content) of lyophilised crude extracellular enzyme extract obtained from Pseudomonas aeruginosa. The reaction was carried out in 30 min at pH 9.16 and 36 °C, in 5.5 mL total reaction volume, under nitrogen atmosphere and dark conditions. The hydrolysis ratio of the astaxanthin esters was 98.72%, and the production of free all-trans-astaxanthin was 82.83 μg per mg of H. pluvialis oil. The method herein reported was simpler than other enzymatic methods previously described and allowed saving of time and costs.     

光照胁迫对雨生红球藻虾青素积累和抗氧化活性的影响

本文研究了不同光强(120~270μmol/m2·s)和光周期(光/暗:0/24~24/0 h)的光照胁迫对雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)虾青素积累、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性、总抗氧化能力(T-AOC)和超氧阴离子自由基(O2-?)清除能力的影响。结果表明,在绿色、褐色和红色细胞期,光强越高,藻细胞虾青素的含量、T-AOC和O2-?清除能力也越高;抗氧化酶(SOD和CAT)活性在绿色细胞期随光强的增加而增加,在红色细胞期则随光强的增加而下降;藻细胞虾青素的含量、T-AOC和O2-?清除能力在红色细胞期最高,而抗氧化酶活性在褐色细胞期最高;藻细胞在不同光周期的270μmol/m2·s的光照下生长10 d时,虾青素的含量、T-AOC和O2-?清除能力随每日光照时间的延长而增高,抗氧化酶活性则先升高后下降。总之,雨生红球藻在270μmol/m2·s的光强下连续光照10 d时虾青素的含量和抗氧化能力最高,这为虾青素作为天然的抗氧化功能食品添加剂的生产和应用提供了新的参考条件。     

混合培养对雨生血球藻虾青素产量的影响

研究了不同光照强度及添加不同葡萄糖量进行混合培养对雨生血球藻虾青素产量的影响.研究表明,单位体积培养液虾青素产量因光照强度和葡萄糖添加量不同而不同,在光照强度为2500lx以及葡萄糖添加量为3g/L时,虾青素产量最高.光照强度和葡萄糖添加浓度对虾青素产量具有交互影响.通过中心组合试验,确定混合培养条件下达到最高虾青素产量所需要的葡萄糖添加量及光照强度分别为3.1616g/L和2605.66lx.此时的虾青素产量为41.06mg/L,是自养培养时的2.02倍.     

雨生红球藻虾青素的制备及生物活性研究进展

虾青素是类胡萝卜素的含氧衍生物,人工养殖的雨生红球藻是天然虾青素的最好来源。虾青素具有多种生物活性,在疾病的预防和治疗中起重要作用。文章介绍了虾青素的提取与稳定性以及在人体中的吸收与代谢,主要对雨生红球藻虾青素的抗氧化活性以及在炎症、糖尿病、心血管疾病、免疫调节以及抗癌等方面的研究进展和应用现状进行了综述。     

雨生红球藻中虾青素含量快速测定方法

雨生红球藻中虾青素以虾青素单酯、二酯以及少量游离虾青素的形式存在,为了准确测定虾青素含量,通常需要将提取的虾青素酯水解转化为游离虾青素,再利用HPLC进行定量,操作耗时,不利于生产过程的快速监测。基于系统研究分光光度法直接测定细胞提取物中的混合虾青素含量和提取-酶解-HPLC法测定的关系,发现分光光度法估算的虾青素含量与HPLC法测定的准确含量之间具有良好的线性关系(r2=0. 997)。基于此建立了雨生红球藻虾青素快速测定方法,并对提取条件进行了优化。雨生红球藻粉(约5 mg)利用1 m L二甲基亚砜和6 m L丙酮进行1次提取,准确定容后,测定474 nm处的吸光度,根据吸光度与HPLC法虾青素含量间线性关系计算雨生红球藻中虾青素的含量。该方法操作简单,仅需10～20 min,测定准确,适于生产和流通环节的所需要的快速测定领域。     

胁迫条件下褪黑素诱导雨生红球藻虾青素合成

雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)在胁迫条件下可大量积累虾青素,已成为天然虾青素的主要来源。通过解析外源褪黑素(Melatonin,MLT)调控雨生红球藻在缺氮联合高光照胁迫条件下的防御效应,以期建立虾青素高效合成的技术体系。结果表明,胁迫条件下外源MLT的诱导显著促进了虾青素的积累,最高质量分数达到32.37 mg/g,较对照组增加了2.25倍。此外,外源MLT提高了胞内NO和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)的含量,同时上调了虾青素合成关键酶基因dxs和chy的表达水平。研究表明,外源MLT诱导高光缺氮胁迫下雨生红球藻中虾青素的高效合成可能与MLT调控藻细胞内的NO、MAPK含量和虾青素合成关键酶基因dxs和chy的表达水平相关。     

响应面法优化雨生红球藻中虾青素的提取条件

以雨生红球藻粉为原料,选取乙酸乙酯:乙醇(1:1,v/v)为提取溶剂,以虾青素提取率为评价指标,在单因素实验的基础上,利用响应面法对雨生红球藻中虾青素的提取条件进行了优化。结果表明,影响虾青素提取条件的强弱分别为温度>液固比>时间,通过计算回归方程优化得到的最佳提取条件为:温度50℃,时间100 min,液固比1.5:1。通过与荆州公司提供的提取方法和碱提法对比,应用此方法虾青素提取率分别提高了44.31%和86.80%。     

黄腐酸对雨生红球藻(Haematococcus pluvialis LUGU)虾青素积累的影响

通过形态学以及18S r RNA的分析,筛选鉴定出了一株新的雨生红球藻Haematococcus pluvialis LUGU,并以其作为研究对象,研究了不同质量浓度的黄腐酸(FA)对胁迫培养条件下细胞生长和虾青素产量的影响。结果表明,5 mg/L和10 mg/L的FA不仅促进了藻细胞的生长(生物量浓度分别比对照组增加了4.26%和10.58%),而且能够显著提高虾青素的含量(最大含量分别达到20.82和12.23 mg/L)。其中,5 mg/L的FA诱导效果最为明显,虾青素产量(37.46 mg/g)比对照组(20.90 mg/g)提高79.23%。实验表明,黄腐酸在适当浓度下能够显著促进藻细胞内虾青素的积累,可作为一种有效的诱导子应用于虾青素的生产。      

富含虾青素的红球藻粉对大鼠的生理影响

目的观察红球藻粉对大鼠生理的影响。方法连续30 d灌胃给予Wistar大鼠0.4 g/kg,0.8 g/kg和1.6g/kg剂量红球藻破壁藻粉,观察其行为和生理变化。结果动物外观和行为无异常反应,没有发生死亡和明显毒性反应,体重迅速增加,雌雄个体间出现明显分化,雄性增重速度快、摄食量大。单因子统计显示红球藻粉对大鼠体重无明显影响(P>0.0 5),但配对统计表明红球藻粉对大鼠体重有不同程度作用。该作用与摄食量无关,而与剂量和大鼠性别有一定关系,低剂量使雌雄大鼠增重;中剂量使雄性减重而对雌性无影响;高剂量使雌性增重而对雄性无影响。红球藻粉对大鼠血液学及血清各项生化指标均无明显影响(P>0.05)。结论国产红球藻粉无明显的毒性反应,食用安全。     

雨生红球藻源虾青素对糖尿病小鼠的降糖作用及其机制

通过尾静脉注射四氧嘧啶（45⁵0 mg/kg BW iv）建立小鼠高血糖模型,研究雨生红球藻源虾青素（astaxanthin,ASX）对四氧嘧啶高血糖小鼠血糖的调节作用。分别以雨生红球藻源虾青素粉（虾青素含量为2%）25、100 mg/kg连续灌胃高血糖小鼠14 d,在末次灌胃后摘眼球取血测定血糖、胰岛素、SOD、GSH-Px的活性和MDA水平;肝、肾组织称重并测定SOD、GSH-Px的活性和MDA水平。结果表明,雨生红球藻源虾青素可缓解高血糖模型小鼠体重降低的趋势,减少饮水量和摄食量;雨生红球藻源虾青素可显著降低四氧嘧啶高血糖小鼠的血糖值（p<0.05）以及极显著提高血清中胰岛素的含量（p<0.01）,增强血清中的SOD（p<0.05）和GSH-Px（p<0.01）的活性,抑制了肾脏和肝脏中的MDA水平。结果表明,提高血清和肝肾组织的抗氧化能力,增加机体内的胰岛素水平可能是雨生红球藻源虾青素降血糖的机制之一。      

超声波联合研磨破壁法提取雨生红球藻中虾青素的工艺研究

在比较研究并确定破壁方法与溶解试剂的基础上,利用超声辅助提取方法探索不同条件下从雨生红球藻中提取虾青素的效果,并通过响应面法进一步优化提取工艺参数。结果表明,采用液氮研磨破壁处理,以乙酸乙酯-乙醇(v/v:1∶2)作为提取溶剂在超声时间18mins、超声温度39℃、液料比9∶50(mL/mg)、超声功率200 W条件下进行震荡超声处理,最后于40℃水浴振荡20 mins,虾青素提取率可达85.1%。     

茴香醚对雨生红球藻(Haematococcus pluvialis LUGU)虾青素积累的影响

利用不同诱导条件促进雨生红球藻Haematococcus pluvialis积累虾青素已成为虾青素生产和研究的热点。实验研究了不同质量浓度的茴香醚(BHA)对胁迫培养条件下雨生红球藻Haematococcus pluvialis LUGU生长和虾青素积累的影响。结果表明,2 mg/L的BHA能够显著提高虾青素的含量,最大含量可达29.03 mg/g,比对照组(14.30 mg/g)提高到2.03倍。而在相同的茴香醚诱导条件下,初始藻细胞的不同生长状态对细胞的生长及虾青素的合成也有很大的影响:处于对数生长期后期(14 d)的细胞更有利于虾青素的积累,其最大虾青素含量达到29.3 mg/g,分别比前期、中期和稳定期提高到2.9、1.01和1.72倍。实验表明茴香醚是虾青素诱导的有效诱导子,本研究也可为两阶段法诱导生产虾青素提供依据。      

低毒高效提取雨生红球藻中虾青素的工艺优化

随着虾青素的应用范围不断扩大,提取剂的安全性问题也日益突出。以雨生红球藻为原料,研究了多种提取剂的得率,以选出低毒高效的提取溶剂。同时,还研究了料液比、温度及提取时间对雨生红球藻中活性成分虾青素得率的影响,并通过正交实验优化提取参数,获得最佳提取工艺。结果显示,各因素对得率的影响大小依次为:料液比>提取时间>温度>提取溶剂。提取溶剂、料液比、温度和提取时间的最佳条件分别是:乙酸乙酯∶乙醇(1∶1)、1∶100、40℃、20 min,最佳得率为49.96%。      

雨生红球藻保健酒的研发

本文以雨生红球藻为主要原料,配以其他传统保健食品资源,研制新型保健酒——雨生红球藻保健酒,以感官品评的方式调配出最佳风味,并对保健酒的市场现状及未来展望进行了分析。     

雨生红球藻转化条件及虾青素积累的研究

在单因素试验基础上,选择转化光照强度、转化温度和转化时间为自变量,虾青素含量为响应值,利用Box-Behnken实验和响应面分析法,对转化条件进行优化。结果表明,在温度29.92℃,pH值10,光照7203.95lx的条件下转化10.6d,虾青素含量可达（33.796±1.556）mg/L,与未优化转化条件时相比,提高了0.99倍。     

利用高效液相色谱法测定雨生红球藻中虾青素含量

利用高效液相色谱法对雨生红球藻中的虾青素含量进行了测定。色谱柱为KromasilC18柱(250×4.6mm),流动相为二氯甲烷∶甲醇∶乙腈∶水=5∶85∶5∶5,流速1mL/min,检测波长480nm,柱温25℃。虾青素在1.896～18.96μg/mL范围内线性关系良好,r=0.9999,RSD=1.12%(n=6),回收率为99.69%～102.6%。本方法简便快速,定量准确,重现性好。     

响应面法优化复合酶提取雨生红球藻中虾青素的工艺

本文研究了纤维素酶、果胶酶以及复合酶对雨生红球藻破壁效果,并通过响应面优化酶解破壁辅助提取虾青素的工艺。结果表明,当纤维素酶和果胶酶酶活力配比1:1(U/U),加酶量7000 U/mL时,优化的最佳酶解条件为:酶解pH4.9,酶解温度49℃,酶解时间为6 h,理论提取率为70.21%,实际提取率为71.08%±0.26%,相对误差为1.2%。综上,复合酶法辅助提取方法简单、条件温和、绿色安全、效率高,可在雨生红球藻虾青素实际提取工艺中得到应用。     

雨生红球藻等离子诱变及高产藻株的筛选

目的通过等离子体诱变筛选获得高产虾青素的雨生红球藻突变株。方法将常压室温等离子体应(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)用于雨生红球藻的诱变育种处理。ARTP在常温下以输入功率100 W、处理距离2mm、气体流速10 L/min处理雨生红球藻40s,雨生红球藻的致死率达90%以上。在此条件下获得诱变株后,以虾青素合成抑制剂作为筛选剂,成功筛选获得一株虾青素高产藻株M45。结果该突变株的生物量和生长速率分别较出发株提高了6.45%和8.57%。突变株M45的虾青素含量达3.1%,较出发株提高了51.96%;虾青素产量为71.92 mg/L,相比于出发株提高了61.73%,且遗传稳定性实验表明,M45生产性能稳定。结论经等离子体诱变获得的突变株M45虾青素含量高,生产性能稳定,具有一定的工业应用前景,等离子体诱变方法适用于雨生红球藻的育种。