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现代食品科技 2021年第5期37卷 52-62页

作者：何健泽陈俊辉姜雪亚魏东华南理工大学食品科学与工程学院广东广州510640

本研究了不同诱导条件及光发酵罐培养工艺对混养佐夫色绿藻的影响,通过参数优化提高了藻细胞生物量和虾青素积累量。本研究首先系统地比较了在摇瓶系统中不同混合碳源和过氧化氢浓度对佐夫色绿藻的生长和虾青素积累的影响,并在光发酵罐... 详细信息

本研究了不同诱导条件及光发酵罐培养工艺对混养佐夫色绿藻的影响,通过参数优化提高了藻细胞生物量和虾青素积累量。本研究首先系统地比较了在摇瓶系统中不同混合碳源和过氧化氢浓度对佐夫色绿藻的生长和虾青素积累的影响,并在光发酵罐中研究了恒定高光强、低光强-高光强以及低光强-高光强-补加过氧化氢三种不同发酵工艺对佐夫色绿藻积累虾青素的影响。结果表明:采用20 g/L葡萄糖和2.50 g/L醋酸钠作为混合碳源取代单一碳源,可以获得最高6.50 g/L生物量,并且添加107.50 mg/L过氧化氢可以将虾青素含量提高到3.23 mg/g,产量最高为72.47 mg/L,是空白组虾青素产量的1.80倍,有效促进了佐夫色绿藻细胞生长和虾青素积累。在5 L光发酵罐中,以20 g/L葡萄糖和2.50 g/L醋酸钠作为混合碳源培养佐夫色绿藻,通过低光强-高光强-补加过氧化氢的组合方式,可获得较优的虾青素含量(3.82 mg/g)和产量(41.41 mg/L),相较于恒定高光强培养,分别提高了36.92%和92.96%。本研究通过诱导条件和发酵工艺优化有效提高了混养佐夫色绿藻生物量和虾青素产量,为利用光发酵罐培养色绿藻生产虾青素提供基础。

关键词：佐夫色绿藻虾青素诱导条件光发酵罐工艺优化

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佐夫色绿藻高效培养与诱导积累虾青素研究

佐夫色绿藻高效培养与诱导积累虾青素研究

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作者：姜雪亚华南理工大学

学位级别：硕士

虾青素(astaxanthin)是一种具有强抗氧化性的类胡萝卜素,还具有抗癌、降血糖、抗炎等生理功能。佐夫色绿藻(Chromochloris zofingiensis)生长速度快,具有多种营养生长方式(自养、异养和混养)且可以在胁迫条件下合成虾青素,是一种生产藻... 详细信息

虾青素(astaxanthin)是一种具有强抗氧化性的类胡萝卜素,还具有抗癌、降血糖、抗炎等生理功能。佐夫色绿藻(Chromochloris zofingiensis)生长速度快,具有多种营养生长方式(自养、异养和混养)且可以在胁迫条件下合成虾青素,是一种生产藻源天然虾青素的新型替代微藻。本文通过对佐夫色绿藻细胞生长进行优化以提高细胞的生物量浓度,随后系统研究在以醋酸钠为碳源时佐夫色绿藻诱导积累虾青素的条件,并在室外300 L光生物反应器中进行放大验证。又研究了混合碳源条件下佐夫色绿藻积累虾青素的效果,并在5 L的光发酵罐中进行验证,比较了恒定高光、低光强-高光强及低光强-高光强-补加过氧化氢等条件对佐夫色绿藻积累虾青素的影响。主要研究结果如下:1.碳氮比、碳源浓度、氮源种类和接种密度对于佐夫色绿藻的混养生长以及虾青素的积累有着显著的影响(p光生物反应器中对上述诱导积累虾青素的条件进行放大验证,其最高的虾青素含量和产量分别为3.44 mg/g和1.10 mg/L。3.采用同样的最优营养条件培养的佐夫色绿藻细胞作为种子液,以葡萄糖和醋酸钠作为混合碳源时,发现混合碳源浓度、接种密度对佐夫色绿藻虾青素积累有显著影响(p光照强度对佐夫色绿藻虾青素的积累有显著性影响(p光照强度为240μmol m s时,佐夫色绿藻的生物量浓度和虾青素产量最高分别为11.28 g/L和32.20 mg/L,而当光照强度提高至为320μmol m s时,藻细胞的生长和虾青素的积累均受到抑制。5.基于上述混合碳源条件下诱导佐夫色绿藻积累虾青素的体系,发现过氧化氢、乙醇对于佐夫色绿藻的虾青素积累有显著影响(p光发酵罐对上述混合碳源下诱导虾青素积累的条件进行验证并比较了恒定高光强、低光强-高光强及在低光强-高光强-补加过氧化氢等操作对佐夫色绿藻积累虾青素的影响。研究结果表明:在恒定高光强下,虾青素的产量和产率最高分别为21.46 mg/L和2.76 mg/L/d,但细胞生长会受到抑制;在低光强-高光强培养条件下更有利于提高胞内虾青素的积累,虾青素产量和产率最高可达38.38 mg/L和6.25 mg/L/d,相较于恒定高光强,分别提高了78.84%和126%;利用低光强-高光强-补加过氧化氢进行培养,细胞的虾青素产量和产率最高分别为41.41 mg/L和6.77 mg/L/d,相较于恒定高光强,分别进一步提高了92.96%和163%。

关键词：佐夫色绿藻虾青素培养优化诱导条件光生物反应器光发酵罐

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