雨生红球藻712株生产虾青素研究

论文摘要

本文研究了雨生红球藻712株的适宜培养条件,对抗生素的敏感性和利用抗生素对其进行纯化方法,以及植物激素对雨生红球藻细胞增殖和虾青素积累的影响,并探讨了雨生红球藻中虾青素诱导积累条件及藻细胞的破壁和虾青素提取工艺。结果如下:1.通过测定培养物OD680值、培养液pH、细胞干重和虾青素含量,比较了雨生红球藻在SM、BG-11、HGZ、MCM、SE、BBM等6种培养基上的生长情况,及NaNO3、FeSO4浓度,温度、光照强度和光照周期对雨生红球藻生长的影响。结果表明,雨生红球藻712株在HGZ培养基中的最高细胞密度,藻粉干重和虾青素含量均高于其他培养基,最佳培养条件为改良HGZ培养基,24℃,光强2000lx,24h连续光照。2.对抗生素的敏感性研究及抗生素除菌结果表明,雨生红球藻712株对庆大霉素、氯霉素和四环素较敏感,单独添加庆大霉素和氯霉素浓度≥10μg/ml,四环素≥50μg/ml均会强烈抑制藻细胞的生长;对青霉素、罗红霉素不敏感,单独添加这2种抗生素500μg/ml对藻细胞没有影响,≥500μg/ml乳酸左氧氟沙星对藻细胞有一定抑制作用;采用50μg/ml青霉素、10μg/ml四环素、10μg/ml庆大霉素、25μg/ml罗红霉素混合处理后,雨生红球藻712株基本无杂菌。除菌后藻细胞培养时贴壁情况减缓,平均生长速率和最终细胞密度均高于除菌前。3.探讨了6种植物生长激素单因素及激素交叉作用对雨生红球藻712株细胞增殖和虾青素积累的影响,并利用正交试验筛选出3种影响明显的植物激素,确定了其最佳浓度及配比。结果表明,0.1～0.5mg/L的6-BA,0.05～1mg/L的GA3,0.1～5.0mg/L的NAA均不同程度促进了雨生红球藻细胞增殖,增加了细胞干重和虾青素含量,其中0.5mg/L的6-BA,0.1mg/L的GA3,0.5mg/L的NAA可以有效的缩短细胞培养周期,提高雨生红球藻细胞内虾青素含量;0.05～0.1mg/L的2,4-D对细胞增殖促进作用明显,浓度超过0.5mg/L则对细胞中虾青素酯的积累产生抑制作用。交叉实验结果表明,2,4-D分别与GA3,IAA,6-BA组合,GA3与NAA,GA3与6-BA组合作用对雨生红球藻细胞增殖与虾青素积累效果较好。正交试验结果表明,6-BA,NAA和GA3较优的质量浓度及配比为0.5:0.1:0.05mg/L。4.在缺N条件下雨生红球藻712株能快速积累虾青素,藻体比对照提前6天变红,缺N诱导同时导致细胞生物量比对照减少;盐度胁迫对虾青素的积累无明显影响;强光诱导能显著提高细胞的转化率和缩短藻体变红时间,但光照强度超过7klx对细胞产生损害作用,甚至使细胞丧失积累虾青素的能力而死亡,最佳的诱导光强为7000lx。5.细胞破壁和虾青素提取工艺研究结果表明:按冻融温差法、超声波法和直接研磨法的顺序,破壁效果依次增强;二甲基亚砜从雨生红球藻孢子态细胞中提取出虾青素效果最好。雨生红球藻中虾青素提取的最优条件为:超声波功率200W,破碎细胞10min,以二甲基亚砜为提取溶剂。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 虾青素的研究进展
• 1.1.1 虾青素的结构和性质
• 1.1.2 虾青素的功能和应用
• 1.1.3 天然虾青素的生物安全性
• 1.1.4 虾青素的来源
• 1.2 雨生红球藻研究进展
• 1.2.1 雨生红球藻的一般特征
• 1.2.2 雨生红球藻的营养细胞培养研究现状
• 1.2.3 雨生红球藻虾青素积累方面的研究进展
• 1.2.4 大规模培养研究现状
• 1.3 存在的问题与前景
• 1.4 本文研究内容
• 第2章 雨生红球藻712 株营养细胞的培养
• 2.1 实验材料与设备
• 2.1.1 原料和试剂
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 培养基的配制
• 2.2.2 藻种扩培
• 2.2.3 生长指标测定
• 2.2.4 虾青素含量测定
• 2.2.5 不同培养基对雨生红球藻 712 株营养细胞生长的影响
• 3 浓度对雨生红球藻712 株生长的影响'>2.2.6 不同NaNO₃ 浓度对雨生红球藻712 株生长的影响
• 4浓度对雨生红球藻712 株生长的影响'>2.2.7 不同FeSO₄浓度对雨生红球藻712 株生长的影响
• 2.2.8 不同温度对雨生红球藻 712 株生长的影响
• 2.2.9 光照强度和光照周期对雨生红球藻712 株生长的影响
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 测定雨生红球藻细胞数中不同方法的相关性
• 680值与藻细胞数量关系曲线图'>2.3.2 培养物A₆₈₀值与藻细胞数量关系曲线图
• 680的变化'>2.3.3 不同培养基中藻液的生长曲线和A₆₈₀的变化
• 2.3.4 培养过程中各培养液的pH值变化
• 2.3.5 不同培养基中细胞干重和虾青素含量比较
• 3 浓度对雨生红球藻712 株生长的影响'>2.3.6 NaNO₃ 浓度对雨生红球藻712 株生长的影响
• 4 浓度对雨生红球藻712 株生长的影响'>2.3.7 FeSO₄ 浓度对雨生红球藻712 株生长的影响
• 2.3.8 温度对雨生红球藻 712 株生长的影响
• 2.3.9 光照强度对雨生红球藻 712 株生长的影响
• 2.4 讨论
• 2.5 小结
• 第3章 雨生红球藻712 株对抗生素的敏感性及其抗生素除菌研究
• 3.1 材料与试剂
• 3.1.1 试验材料
• 3.1.2 抗生素的来源及配置
• 3.2 方法
• 3.2.1 藻液中霉菌的去除方法
• 3.2.2 液体培养基中雨生红球藻 712 株对 6 种抗生素敏感性 的测定
• 3.2.3 固体培养基中雨生红球藻 712 株对 6 种抗生素敏感性 的测定
• 3.2.4 添加抗生素去除雨生红球藻中的杂菌
• 3.2.5 无菌检测
• 3.2.6 微生物检测培养基
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 污染霉菌排除
• 3.3.2 雨生红球藻712 株对6 种抗生素敏感性的研究结果
• 3.3.3 抗生素除菌结果
• 3.3.4 雨生红球藻712 株除菌前后生长状况比较
• 3.4 讨论
• 3.5 小结
• 第4章 植物生长激素对雨生红球藻712 株细胞增殖及虾青素积累的影响
• 4.1 材料与试剂
• 4.2 方法
• 4.2.1 培养条件
• 4.2.2 生长测定
• 4.2.3 单因素试验
• 4.2.4 交叉试验
• 4.2.5 正交试验
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 单因子试验结果
• 4.3.2 交叉试验结果
• 4.3.3 正交试验结果
• 4.4 讨论
• 4.5 小结
• 第5章 雨生红球藻712 株虾青素积累的诱导条件研究
• 5.1 实验材料与设备
• 5.2 方法
• 5.2.1 缺氮培养对雨生红球藻虾青素积累的影响
• 5.2.2 氯化钠浓度对雨生红球藻虾青素积累的影响
• 5.2.3 光照强度对雨生红球藻细胞内虾青素酯积累的影响
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 缺氮诱导
• 5.3.2 不同氯化钠浓度诱导
• 5.3.3 不同光照强度诱导
• 5.4 讨论
• 5.5 小结
• 第6章 雨生红球藻细胞破壁及虾青素提取研究
• 6.1 材料与试剂
• 6.2 方法
• 6.2.1 藻种培养
• 6.2.2 细胞破壁率和虾青素提取率计算
• 6.2.3 细胞破碎
• 6.2.4 提取溶剂的选择
• 6.3 结果与分析
• 6.3.1 直接研磨法破壁结果
• 6.3.2 冻融法破壁结果分析
• 6.3.3 超声波法破壁结果分析
• 6.3.4 不同溶剂提取效果比较
• 6.4 讨论
• 6.5 小结
• 第7章 结语
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A
• 附录 B
• 攻读学位期间的研究成果