石河子北湖栅藻的分离培育及其多糖抗氧化活性研究

【摘要】：微藻多糖，特别是微藻硫酸多糖，具有较强的抗氧化、抗病毒、抗肿瘤及提高机体免疫力等多种生物学活性；其中褐藻和红藻由于数量多、体积大，易于采收等特点，已经得到了较为广泛和深入的研究，而对在植物系统发育树中处于主干地位的绿藻，研究则相对较少。本论文对从新疆地区淡水流域中采集到的微藻水样，进行分离纯化，得到一株具有自絮凝特性的绿藻藻株，针对该株藻，进行了微藻培养条件及粗多糖提取工艺的优化，并对所得粗多糖的抗氧化活性进行初步研究，具体结果如下： 在基础BG11培养基中，通过平板涂布法从新疆水域中分离纯化得到三株绿藻和一株蓝藻，经微藻形态学初步鉴定命名为：弓形藻Schroederia sp.-90，栅藻Scenedesmus sp.-BH，小球藻Chlorella sp.-YL和微囊藻Microcystis sp.-W。对比四株藻的生长情况、生物量及胞内多糖含量，发现：与另外三株微藻相比，栅藻Scenedesmus sp.-BH不仅具有自絮凝的特性，其自絮凝率在静置12h后，可达到92.29%，而且该株藻的生物量及胞内多糖含量都相对较高，分别为250.5mg/L和5.6mg/L。 针对Scenedesmus sp.-BH，考察了不同环境条件和培养基成分对其生物量和胞内多糖含量的影响。实验结果表明：在光照强度为4000lux，不外加NaCl时，对Scenedesmus sp.-BH的生长、生物量及胞内多糖积累更为有利；在此基础上，采用均匀设计软件对Scenedesmus sp.-BH的培养基成分进行建模优化。结果发现：当培养基中的NaNO_30.77g/L，K_2HPO_4·3H_2O0.24g/L，MgSO_4·7H_2O0.24g/L，柠檬酸铁铵0.021g/L、NaHCO_33.85g/L时，模型预测Scenedesmus sp.-BH生物量为579.75mg/L；当培养基中的NaNO_30.0039g/L，K_2HPO_4·3H_2O0.24g/L，MgSO_4·7H_2O0.21g/L，柠檬酸铁铵0.024g/L、NaHCO_31.42g/L时，模型预测Scenedesmus sp.-BH胞内多糖含量为14.58mg/L。验证试验表明，在上述优化的培养条件下，Scenedesmus sp.-BH的生物量及胞内多糖含量分别可达556.7±16.97mg/L和14.3±0.46mg/L，与模型预测值接近。与基础BG11培养基相比，优化后的生物量和胞内多糖含量分别是优化前的2.2和2.6倍；而且其自絮凝率相差不大，基本上都可达90%左右。 为提高Scenedesmus sp.-BH胞内多糖的提取率，通过单因素试验和Box-Benhnken中心组合试验设计，对影响其粗多糖提取率的主要因素：碱液浓度、提取温度和提取时间进行优化。实验结果表明：当碱液浓度为0.175mol/L，提取温度为80.8℃，提取时间为2.1h， Scenedesmus sp.-BH粗多糖的提取率为10.91%；在最优的提取工艺条件下， Scenedesmus sp.-BH的粗多糖的提取率实际为11.08%，与模型预测值接近。并且优化后的碱提Scenedesmus sp.-BH粗多糖的提取率较热水浸提法提高了4.7倍。对Scenedesmus sp.-BH粗多糖进行体外抗氧化活性考察，研究结果发现：在供试浓度范围内，其抗氧化能力随着粗多糖浓度的增加而增强。当Scenedesmus sp.-BH粗多糖的浓度为1000μg/mL时，对·OH的清除率为61.88%，对DPPH·的清除率为58.42%，对亚铁离子的络合能力达87.16%。说明Scenedesmus sp.-BH粗多糖具有较好的抗氧化能力。