雨生紅球藻的高效培養(yǎng)及其蝦青素的提取與純化.pdf

1、蝦青素超強(qiáng)的抗氧化性賦予了其突出的生理功能,如提高動(dòng)物免疫力,清除自由基、活性氧,抑制腫瘤等,因此,天然的蝦青素具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值和前景。而雨生紅球藻是目前公認(rèn)的生產(chǎn)蝦青素的最好生物來源。所以,關(guān)于提高雨生紅球藻的生物量以及細(xì)胞內(nèi)蝦青素的積累量、從雨生紅球藻中高效地提取蝦青素以及蝦青素的分離純化等方面的研究具有重要的意義。
　　(1)為探究光譜對(duì)雨生紅球藻細(xì)胞生長(zhǎng)及轉(zhuǎn)化產(chǎn)蝦青素的影響,測(cè)定了兩種階段(細(xì)胞生長(zhǎng)階段,轉(zhuǎn)化產(chǎn)蝦青素階段

2、)藻細(xì)胞的吸收光譜以及不同光源的發(fā)射光譜,并采用不同光源、不同光照強(qiáng)度照射培養(yǎng)藻細(xì)胞。結(jié)果表明:雨生紅球藻對(duì)其吸收峰處的光譜有較好的捕獲利用能力,即紅光可以促進(jìn)綠色藻細(xì)胞的生長(zhǎng),藍(lán)光有利于紅色藻細(xì)胞轉(zhuǎn)化產(chǎn)蝦青素。而且混合光源的光照更有利于雨生紅球藻的生長(zhǎng)及轉(zhuǎn)化:在總光強(qiáng)為2500 lx,紅光與白光的強(qiáng)度比例為2:1時(shí),雨生紅球藻干重可以達(dá)到0.98 g/L,比單獨(dú)使用白光和紅光照射下分別提高了36.11％和15.91%;在雨生紅球藻轉(zhuǎn)化

3、產(chǎn)蝦青素階段,發(fā)現(xiàn)在總光強(qiáng)為7000 lx,藍(lán)光與白光的強(qiáng)度比例為3:1時(shí),雨生紅球藻中蝦青素的積累量為39.79 mg/L,明顯高于單獨(dú)使用白光與藍(lán)光轉(zhuǎn)化下的產(chǎn)量。
　　(2)對(duì)發(fā)酵罐中雨生紅球藻的流加培養(yǎng)進(jìn)行了初步的探討,結(jié)果表明,流加操作可以促進(jìn)雨生紅球藻生物量的積累,而且當(dāng)葡萄糖的濃度提高為原始培養(yǎng)基中的10倍,其它物質(zhì)的濃度提高為原始培養(yǎng)基的5倍時(shí),在生長(zhǎng)的第4 d,5 d,6 d分別流加50 mL上述濃縮物,8 d后藻

4、的干重為0.92 g/L,比對(duì)照組提高了26.03%。但在培養(yǎng)后期,由于發(fā)酵罐本身的局限性,雨生紅球藻的生長(zhǎng)受到抑制,在今后的研究中,為得到更高濃度的藻液,可以與其它光照效率高的反應(yīng)器相連。
　　(3)探究了雨生紅球藻中蝦青素的最佳提取溶劑,結(jié)果表明,二甲基亞砜/丙酮(4/1, v/v)的混合溶劑最適宜蝦青素的提取,其提取量為34.73 mg/L,比乙酸乙酯/乙醇(2/1, v/v)的混合溶劑提取下提高了14.12%。并在單因素的

5、基礎(chǔ)上,采用 Box-Behnken對(duì)蝦青素的提取條件進(jìn)行優(yōu)化,得到最優(yōu)提取條件為:提取溫度,51.72℃;提取時(shí)間為42.32 min;料液比為1:6.33;蝦青素的提取量達(dá)35.49 mg/L。
　　(4)通過薄層層析法和高效液相法檢測(cè)從雨生紅球藻中提取得到的總類胡蘿卜素,結(jié)果表明,總類胡蘿卜素中主要含有蝦青素單酯、蝦青素雙酯,游離蝦青素的含量較少,還有少量其它成分。并研究了正己烷與丙酮不同配比對(duì)蝦青素 TLC展開效果的影響,

6、結(jié)果表明,兩者之間的最優(yōu)配比(體積比)為7:3,在此展開劑的作用下,游離蝦青素的Rf值為0.21,而且,各種組分都能較好地分開。
　　(5)對(duì)蝦青素酯的皂化工藝進(jìn)行了研究,以游離蝦青素的產(chǎn)量為評(píng)價(jià)指標(biāo),對(duì)影響蝦青素酯皂化的堿濃度、溫度和時(shí)間進(jìn)行了探討,并在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,利用 Box-Behnken對(duì)皂化的條件進(jìn)行優(yōu)化,結(jié)果表明,蝦青素酯最優(yōu)的皂化條件為:堿濃度為40.27 g/L,溫度為25.91℃,皂化時(shí)間為26.56 m