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碳氮比对雨生红球藻生长及虾青素累积的影响

韦韬  
【摘要】:虾青素是一种红色酮式类胡萝卜素,具有超强的抗氧化能力,已经被广泛的应用于水产养殖、保健品、化妆品和食品行业。雨生红球藻是一种单细胞淡水绿藻,是自然界中天然虾青素含量最高的生物。本文研究了不同碳源、不同碳氮比(C/N)和碳源叠加对雨生红球藻生长及虾青素累积的影响。不同浓度的二氧化碳、碳酸氢钠、乙酸钠和葡萄糖被用于雨生红球藻的培养。结果表明,无机碳源更有利于红球藻的生长,较高浓度的CO2(600ppm)能够显著促进雨生红球藻光合作用的进行和细胞的生长所获得的最大细胞密度和生长速率分别为35.83×104cells/ml和0.30d-1;当NaAc的浓度为1.25g/L时,平均细胞直径从20.87gm增大至25.88μm,单个细胞内的虾青素含量(9.26pg/cell)明显高于其它碳源处理组。雨生红球藻的生长及细胞内虾青素的累积受培养环境中C/N的影响。在碳源、氮源相对充足,即C/N较低的情况下红球藻细胞生长良好,拥有较高的总叶绿素含量;而藻细胞内的虾青素含量则随着培养基中C/N的增加而增加。当CO2和KNO3浓度分别为600ppm和1g/L时,培养12天后,红球藻细胞内的虾青素含量达到10.93pg/cell,为所有碳氮比测试实验组中最高;当培养基中缺氮时,藻细胞内也能积累一定量的虾青素(6.69pg/cell)结合CO2和NaAc的作用特点,首先连续充入较高浓度的CO2促进雨生红球藻的快速生长,获得最大生物量后,再加入低浓度的NaAc诱导红球藻细胞转化为不动孢子,同时也进一步提高了培养液中的C/N,而有利于藻细胞内虾青素的大量累积。15天后,乙酸钠照光通气组的虾青素含量为4.57mg/L(14.68pg/cell),在本研究所有实验组中最高。实验证明,这种简单、经济、有效的碳源添加方式,可以应用于利用雨生红球藻大规模生产虾青素


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