雨生紅球藻的培養(yǎng)及蝦青素提取工藝的優(yōu)化.pdf

1、雨生紅球藻（Haematococcus pluvialis）是綠藻門(mén)(Chlorophyta)中的一種單細(xì)胞淡水綠藻。在野生環(huán)境中廣泛分布，在沿岸淺灘和水坑中較易發(fā)現(xiàn)。因?yàn)樗吆康奈r青素，而成為學(xué)界研究的熱點(diǎn)。本研究以雨生紅球藻 HY-1品系為實(shí)驗(yàn)材料，對(duì)雨生紅球藻的培養(yǎng)條件進(jìn)行了摸索，并對(duì)其蝦青素提取工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化研究。具體結(jié)果如下：
　　首先，在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行500 ml錐形瓶培養(yǎng)，優(yōu)化了雨生紅球藻的培養(yǎng)條件，進(jìn)行了

2、兩步法蝦青素積累條件的摸索。以3個(gè)最基本的指標(biāo)：生長(zhǎng)曲線、干重和蝦青素含量，針對(duì)不同培養(yǎng)條件進(jìn)行篩選。通過(guò)比較 BBM、HGZ、寧大3號(hào)三種不同培養(yǎng)基，確定了寧大3號(hào)培養(yǎng)基作為雨生紅球藻 HY-1的主要培養(yǎng)基。然后，在錐形瓶中使用通氣處理，有效的提高了雨生紅球藻的細(xì)胞密度，并且縮短了雨生紅球藻培養(yǎng)周期，相比較于未通氣的實(shí)驗(yàn)組，達(dá)到最大細(xì)胞密度的時(shí)間縮短了4d。由于雨生紅球藻對(duì)光強(qiáng)比較敏感，本文在綠色游動(dòng)孢子培養(yǎng)階段，發(fā)現(xiàn)在4000-60

3、00 lux范圍內(nèi)，雨生紅球藻可以穩(wěn)定生長(zhǎng)，在6000 lux的條件下獲得了較高的生長(zhǎng)速率。同時(shí)，在培養(yǎng)基中50 mg/L-1500 mg/L氮濃度范圍內(nèi)，發(fā)現(xiàn)了500 mg/L的氮濃度適宜擴(kuò)大培養(yǎng)，而100 mg/L的氮濃度適宜在短時(shí)間（12 d）快速擴(kuò)增該微藻。通過(guò)一系列的篩選實(shí)驗(yàn)，確定了實(shí)驗(yàn)室內(nèi)培養(yǎng)雨生紅球藻的條件為：寧大3號(hào)培養(yǎng)基，氮濃度500 mg/L，通氣速率3 ml/min，光照強(qiáng)度6000 lux，最終細(xì)胞密度達(dá)29.8

4、25×106個(gè)/L，干重為3.541 g/L，蝦青素含量為8.321 mg/L。
　　同時(shí)，本研究建立了雨生紅球藻中蝦青素的超聲波提取和高效液相色譜檢測(cè)方法，對(duì)雨生紅球藻蝦青素萃取工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化研究。結(jié)果表明：在所選擇的有機(jī)溶劑中，丙酮的提取效果最好，以蝦青素含量作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，各溶劑提取效率依次為：丙酮>二氯甲烷-甲醇（1：3，v/v）>甲醇>石油醚>氯仿。通過(guò)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)對(duì)超聲波輔助提取蝦青素的工藝進(jìn)行了優(yōu)化，得到了相應(yīng)的數(shù)學(xué)

5、模型，確定最佳工藝參數(shù)為：料液比1：377，超聲時(shí)間5.19 min，超聲波功率145 W，在此條件下雨生紅球藻中蝦青素含量預(yù)測(cè)值為2.931％。在優(yōu)化條件下培養(yǎng)雨生紅球藻中，得到蝦青素含量測(cè)定值為2.896%，說(shuō)明提取模型的適應(yīng)性良好。相比較于常規(guī)提取方法，超聲波提取技術(shù)顯著提高了雨生紅球藻中蝦青素含量。
　　綜上所述，本研究探索了實(shí)驗(yàn)室通氣培養(yǎng)雨生紅球藻的技術(shù)體系，設(shè)計(jì)了無(wú)菌通氣法代替搖床或者手動(dòng)搖瓶的方案。通過(guò)對(duì)培養(yǎng)基、通氣