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碘对螺旋藻的生理生化效应及富碘螺旋藻的培养研究

杨心宁  
【摘要】: 碘是人体必需的一种微量元素,但以无机形式存在的碘不易被人体吸收利用,甚 至会产生毒副作用,只有转化成有机形式的碘才具有普遍的食用价值。本项目选用本 身具有重要医疗保健价值的螺旋藻,通过在其培养液中添加无机碘来生产富有机碘螺 旋藻粉,为其进一步开发作为保健品、食品和添加剂等提供理论依据。 不同种类的碘盐对极大螺旋藻(Spirulina maxima(Setch.et Gard.)Geitler)的生长和 碘含量都有一定的影响。在0-200mg/L 浓度范围内,KI比KIO4和NaIO4更具促进极 大螺旋藻生长的作用,而KIO4和NaIO4 在达到一定浓度时(50mg/L)即会抑制藻细 胞的生长。螺旋藻细胞中的碘富集量与培养液中外加的碘盐的种类和浓度都有一定关 系,KI是进行藻类富碘培养的适宜碘盐,最佳添加浓度为4000mg/L,在此浓度下, 收获的螺旋藻细胞干重(255mg/L)约为对照组(241mg/L)的1. 1倍;富碘效果最好, 总碘含量为0. 1777%dw,约为对照组(0. 0372%dw)的4. 8倍,其中无机碘含量(0. 0597%dw) 约为对照组(0. 0084%dw)的7. 1倍,而有机碘的含量(0. 1180%dw)约为对照组(0. 0283%dw) 的4倍;有机碘占总碘含量的66. 4%,主要结合于蛋白质中(41. 2%),其次结合于糖 类(14. 7%)和脂类(10. 1%)。 添加4000mg/L的KI后,藻细胞的蛋白质含量(74. 11%dw)比对照组(52. 77%dw) 增加了21. 34%;总糖含量(25. 46%dw)比对照组(24. 07%dw)增加了1. 39%;总氨基 酸含量(76. 93%dw)比对照组(55. 32%dw)增加了21. 61%。在螺旋藻培养液中添加KI, 不仅可以促进藻细胞的生长,提高细胞总碘含量,而且还可以提高藻细胞中蛋白、糖 类、氨基酸的含量。 不同培养条件对极大螺旋藻生长及富碘效果的影响的单因素实验结果表明,富碘 效果较好的N浓度为NaNO3 2. 5 g/L,P浓度为KH2PO4 0. 0195g/L,pH为8. 98,温 度为28℃,光照为白光(2300lux)。正交实验的结果表明,获得较高细胞干重值又具有 较高总碘含量值的环境因子组合是:28℃,pH=9. 0,N/P=30/1。 杨心宁硕士学位论文 摘要 卫 川平板式光反应器(50L)培养的螺旋藻单位体积生物量(801.lin旮L)比培养条 们。均相同的1二角烧瓶培养样品(72.2二giL)增加 l.10倍,总碘含量(0.2202%dw)也比 后者(0。2077%dw)略有增加门刀6倍)。平板式光反应器是实现螺旋藻高密度、高富碘 率培养的重翌途径。 富碘螺旋藻大池培养(培养体积为 10’L)的结果表明,添加 KJ使螺旋藻的干重(第 一批和第二批分别为 276.53mg/L利1139.25mg/L)比对照组(分别为 119.83mglL和 53.10 igh)增加了 2倍左右,藻细胞的总碘含量(分别为 0二01%dw和 0.093%dw)较对 照组(分别为 0.080%dw和 0刀刀%dw)也有所提高。有机碘主要结合于蛋白质中, 它在总碘中的比例(分别为 sl.5%和 49.5%)约为对照组(分别为 42.5%和 36.6%) 的1石倍,这说明添加KJ可提高无机碘一有机碘的转化率。富碘螺旋藻较之对照组, 叶绿素a含量卜降,类胡萝卜素含量略有上升,氨基酸的总量也略有增加(对照组为 4210%dw,实验组j] 44.09%dw)o 聚丙烯酚胺凝胶电泳(SDS-PAGE)结果表明;在富碘极大螺旋藻中并术发现有 异于对照组的新蛋白带产生。说明藻体所富集的碘在结合于蛋白质的过程中虽引起了 蛋白质和氨基酸含量上的变化,但并未引起细胞在蛋肉质种类上的变化。 富碘极人螺旋藻对四种实验物的生长抑制作川略大于大然螺旋藻,说明富碘螺旋 藻可提高其ofi的抗菌作用。对各实验菌的抑制作用顺序是:枯草杆菌>金黄葡萄球 菌>大肠杆菌>白色假丝酵母,而对各菌种而言,当富腆螺旋藻乙醇提取液浓度为50- 150mg/mL Lb郝抑制效果较为显著。 大然极大螺旋藻组和富碘极大螺旋藻组在小鼠DTH(迟发型变态反应)和血清 抗体水平两项指标上与对照组表现出明显的差异,反应结果均为阳性:其它各指标虽 未达统计学上的显著差异标准,但基本上都较对照组有所增加。而与大然极大螺旋藻 相比,富碘极人螺旋藻组在血消抗体水平上明显高于大然组,在*-2(肉细胞介素-2) 水平上比大然纠亦有较明显的提高,其它各项指标的水平则均与后者基本持平。说明 用极大螺旋藻富集碘不仅不影响大然极大螺旋藻自身的免疫功能,还能较明显地提高 ? 杨心宁硕士学位论文 摘要 卫 其八体液免疫方刑的什们。 富碘极人螺旋藻纠的小鼠血清中的总碘含量比对照组门52卜L)和大然螺旋 藻纠均有不同程度的提高,说明富碘极人螺旋藻粉具有一定的补碘功能。


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