营养盐对小球藻生长及胞内蛋白质含量的影响
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本文在天然海水添加康维方营养液的基础上，考察Ｎ源（ＫＮＯ、）、Ｃ源（ＣＨ。ｏ。）、Ｐ
收稿日期：２００２—１０－１７ 基金项目：辽宁省博士科研启动基金资助项目（００１０５９） 作者简介：于媛（１９６３一）．女．副教授，硕士．
万方数据
。苎！塑
主壅！！萱查苎壁！壁壅兰茎墨丝堕墨皇堕竺茎竺墅堕
！！
源（ＮａＨ，．Ｐ０４）对小球藻生长及胞内蛋白质含量的影响，为充分利用小球藻资源的工业化 生产提供实验依据．
图ｌ中的结果说明，细胞在生长的前期，主要是利用培养液中的营养物质进行分裂繁
殖，增加生物量．当营养盐捎耗将尽，生物量积累到一定程度后，细胞进入生长的平衡
期，此时。开始大量分泌次级代谢产物，胞内蛋白质的合成与积累主要在此期间进行．由 此可以推断，如果在培养液中加入不同的营养盐，将有利于细胞生物量的增加，进而有利
但此营养盐的优化组合，并没有直接出现在所设计的正交实验中，故按此优化组合在 同一培养条件下重新进行实验，测定了蛋白质含量为５５０．１ ｌＩｌｇ艟干重，低于表中通过正交 设计直接获得的最优结果．按此优化条件将实验放大５倍，即在５ Ｌ三角烧瓶中培养小球 藻，最终培养液体积３ ５ Ｌ，所得结果基本上与表中结果一致．
上述结果说明了营养盐对细胞密度，蛋白质含量的影响是不一致．对于细胞生长来 讲，磷酸二氢钠是主要的影响因素，而对于胞内蛋白质含量而言，硝酸钾则是主要的影响 因素．不同营养盐在小球藻培养过程中所起的作用不同，是因为它们涉及了不同的代谢途 径，并合成和积累了不同的次级代谢产物．因此，培养液中营养液中营养盐的加入及其组 合应根据小球藻的具体培养目标而定，即为了增加细胞密度、胞内蛋白质含量应分别在培 养液中加入适量Ｐ源、Ｎ源．
由图３可见，随着硝酸钾含量的增大，蛋白质含量逐渐增加，表明在培养液中添加Ｎ
源对小球藻细胞内蛋白质的合成是有利的．ＮａＨ毋０４和ｃ舯－ｐｓ对胞内蛋白质含量显示了 最佳值，因此，也应在培养液中适当地添加它们．
结合表１和图２、３可知，获得最大细胞密度的营养盐的优化组合为：Ｃ龃ｔ妇ｅ：２肌，
ＫＮ０３：０．８９／Ｌ，ＮａＨ２【Ｐ０４：０．２９／Ｌ，此时的细胞密度为６．４６×１０７个细胞／Ｌ培养液；获得最 大蛋白质含量的营养盐的优化组合为：Ｃｄ－Ｉ－２０‘６９／Ｌ，ＫＮ０３：１．６９／Ｌ。ＮａＨｚＰ０４：０２９／Ｌ．
蛋白质古苴
ｋ２
５６７ ３
５７９ ９
（ｒｎｇ／ｇ干重） ｋ３
Ｒ
５５７９ ３７．７
５９２ ５ １１０Ｉ
ｏ． Ｈ加＾康维方营养液的基础培养液
５１５ ５ ５９ ４１８ １ ４ｌ ５５３】 ５８４ ６ ５１７ ０ ６Ｌ６
从表１中的结果可见，与没加入营养盐的基础培养液比较，加入营养盐的小球藻培养 液中，其细胞密度、蛋白质含量并不是全部高于只加康维方营养液的结果，这说明营养盐 在小球藻培养过程中的作用有着优化组合．表中ｋｌ、ｋ２、ｋ３分别代表了不同因素同一水平 之结果的平均值，Ｒ是其极差．
参考文献： …１ ＰＩＲＴ Ｓ Ｊ，ＬＥＥ Ｙ Ｋ，ＲＩＣＨＭＯＮＤ丸ＰｍＴ Ｍ Ｗ Ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｓｙｌｌｔｈｅｔｉｃ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ Ｃｈｌｏｒｅｌｌａ ｂｉｏｎｌｏｓｓ
ｇｒｏｗｔｈ ｗｉｔｈ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｔｏ ｓｏｌａｒ ｅｎｅｒｇｙ ｕｔｍｚａｔｉｏｎ［Ｊ］Ｊ Ｃｌ－，ｅｍ．Ｔｅｃｈ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎ０１．１９８０，３０：２５－３４． ＣＨＥＮ Ｆ，ＪＯＨＮＳ Ｍ Ｒ．Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｃ／Ｎ ｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｅｒａｔｉｏｎ ０１３ ｆａｔｔｙ ａｃｉｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｈｅｔｅｍｔｒｏｐｈＪｃ Ｃｈｌｏｒｅ／ｌａ ｓｏｒｏｋｉｎｉａｎａｌＪ］．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｃ０１．，１９９１，３：２０３－２０９． 删 陈峰，姜悦．微藻生物技术［ＭＩ．北京·巾国轻工业出版社，１９９９．５５－７７． 【４】 陈 颖，李文彬。孙勇如．小球藻生物技术研究应用现状及展望田．生物工程进展．１９９８，１８（回：１２—１６． 圈 林亢，刘艳，杨海波．对小球藻蛋白质的提取及分离的研究哪大连大学学报，２００２．２３（４）：７０—７３ 旧 隋锡林．海参增养殖ＩＭＩ．北京：农业出版社．１９９０１７１ 同 李建武．萧能，余瑞元．袁明秀，等 生物化学实验原理和方法口“］北京：北京大学出版杜，１９９４ 吲 杜荣骞．生物统计学口讧Ｊ．北京：高等教育出版社。Ｉ粥５．４７９．
摘要：微藻台有的蛋白质，糖置白等活性物质具有许多重要的生物恬性和生理功能．在
２４～２６℃，白然光照的条件下．首先考察小球藻生长与胞内蛋白质积累的关系，其次利 用正交设计实验考察不同浓度的营养盐对小球藻生长及胞内蛋白质含量的影响．结果表
明，小球藻中蛋白质的合成与积累主要发生在生长过程的平衡期．利于小球藻生长的营养
期，从而为规模化培养小球藻提供基础依据．实验所 Ｌ
得结果分别如图ｌ所示．
鼋
图ｌ中的结果显示，在培养的最初２天，小球藻 七
细胞密度迅速增加，基本上没有延迟期，这主要与所 暑 蠢
接种的藻细胞质量以及藻液与培养液的体积比有关 船
之后，细胞密度缓慢增加，至培养９天后，开始下
管 最
降．培养９天时的细胞密度最大，大致为２×１０７个细
１材料与方法
１．１ 主要材料与试剂 小球藻（Ｃｈｌｏｒｄｌａ ｖｕｌｇａｒｉｓ）由辽宁省海洋水产研究所提供． 硝酸钾（ＫＯ，）、葡萄糖（ｃ６Ｈ。２０。），磷酸二氢钠（ＮａＨ，Ｏ－均为市售分析纯．
１．２培养条件 取附近海区水面１０ｍ深处海水，过滤，煮沸，冷却后加入０．１％的康维方营养液№，
作为基础培养液．用１Ｌ三角烧瓶培养小球藻，最终培养液为７００ｍＬ．培养温度２４～２６ ℃，室内自然光照．每个实验２组平行样，每日定时摇瓶３次．实验中营养盐的加入根据 正交设计实验方案进行． １．３ 细胞密度的测定
裹１ 营养盐对小球藻生长及胞内蛋白质含量影响的正交实验结粜
实齄编号
不同因素及水平
乏瓦面－———五丽＿———而丽ｉ５ｊ一细胞密度／１盯个‘Ｌ１ 虽白质古量，ｎ培‘ｇ“干重
ｋｌ
细胞密度
ｋ２
（１妒个，Ｌ）
ｋ３
Ｒ
５ ３８ ４ ８ｌ ４ ７４ ０ ６４
４９９ ５ ２ｌ ４ ７２ ０ ４９
ｋ１
５２９．６
４８２．４
２结果与讨论
２．１ 小球藻生长与胞内强白质含量的关系
规模化培养小球藻的目的不仅是提高和获取足够的生物量．更重要的是提高其中活性
物质的含量，并尽可能地将其分离提取出来，从而更好地应用它们．实验采用基础培养液
培养小球藻，测定了其在不同培养时间时的细胞密度、胞内蛋白质含量，通过小球藻生长
与胞内蛋白质含量的变化关系，可以明确利于蛋白质合成与积累的小球藻的最佳培养时
比较极差Ｒ的大小可见，影响细胞密度、胞内蛋白质含量的三种营养盐的主次顺序依 次分别为：ＮａＨ．－，ＰＯ．＞ｃＮ．２０６＞ＫＮＯｊ，ＫＮ０３＞ＮａＨ：Ｐ０４＞ｃ６Ｈ．＿０６．将表不同因素及其水平 对细胞生长和蛋白质含量的效应作图，结果分别如图２和圈３．
万方数据
—兰型一一一 ！丝竺ｉ堇查苎型！：堡苎兰苎垦堕塑墨！堕鱼兰塑墅：！
第２３卷第６期
—垒坠兰些！
大 连大学学报
型！！垒！！！呈型垒！竺兰墼！
＇４０ｌ ２３ Ｎｏ ６
堕！！！！
营养盐对小球藻生长及胞内 蛋白质含量的影响
于媛１，刘艳１，杨海波１，张欣华１，
李英敏１，吕福荣１，林艽２
（１大连大学化学与化学－９工程系．辽宁大连 １１６６２２；２大连大学生物工程学ＩＥ 辽宁大连 １１ ６６２２）
！！
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｜
三 嚣 要
各因素的水平
图２ 各因素及期水平对细胞生长的效砬
蚓 争 ｋ
篁
掘 如 龉 皿 翘
各因素的水平 图３ 各因素及其水平对蛋白质含量的效应
由图２可见，随着葡萄糖含量的增加，细胞密度逐渐减少，这说明小球藻在生长过程 中，依靠自身的光合作用即能将二氧化碳转化为维持细胞生长和繁殖所需要的碳源．在培 养液中添加有机碳源。虽然可使小球藻进行异养生长，但在有光存在的条件下，这一途径 并不显著，反而影响其自养生长．图中ＫＮＯ，和ＨａＨ，Ｐ０４对细胞生长显示了最佳值，由于 Ｎ源和Ｐ源不能通过光合作用获得，故在营养液中适当地添加它们．对细胞生长是有利的．
万方数据
１６
大连 大学学报
第２３卷
程中的藻细胞生物量以及活性物质含量的研究具有重要意义．对于一种已经确定的具体藻 种，就是研究如何使环境因素及营养条件有利于提高藻细胞生物量以及活性物质含量．本 文主要通过正交设计实验研究了三种营养盐对小球藻细胞密度及胞内蛋白质含量的影响， 并得到了各自的优化组合，此实验结果不仅为进一步从微藻中获取单一组成的、具有重要 生物和生理活性蛋白质提供了优化培养微藻的实验基础，而且为进一步培养和规模化生产 小藻提供了实验依据和前提条件．
３讨论
小球藻作为一种普生型单胞藻，具有生长迅速、容易培养、营养丰富等特点．在一般 的培养条件下，其蛋白质含量占５０％左右，碳水化合物占１５％左右．小球藻中的必需氨 基酸组成均衡，不饱和脂肪酸含量较高，色素含量和维生索含量较高，因而不仅广泛用作 保健食品，而且可利用其进行光合作用将太阳能转化成化学能，或直接从中提取活性物质 应用于医疗保健中．然而所有的这些应用都离不开藻细胞生物量，因此对如何提高培养过
关键词：小球藻；营养盐；蛋白质；正交设计
中囤分类号：Ｑ９４５３
文献标识码：Ａ
文章编号：１００８．２３９５（２００２）０６．００１２．０５
小球藻（ＣｈＪ０ｒｅｌｌａ ｓｐｐ．）属于绿藻门，绿藻纲，绿球藻目，卵囊藻科，小球藻属．二战 期问，美国、德国、日本等国家开始对其进行规模培养的研究，从中获取生物量，用以解 决战争期间的能源阐题和战后的饥饿问题，同时也从中筛选抗菌物质”一．２０世纪８０年代以 来，有关小球藻的研究不断深人，小球藻细胞的蛋白质含量高，氮基酸组成均衡，营养价 值高，由其制成的片剂、粉剂、提取物及保健食品，已有多年的销售市场”．此外，细胞 中所含有的糖蛋白已被证明在抗肿瘤、增强免疫力、抗病原菌和病毒感染方面具有显著疗 效”．本课题小组以普通小球藻（Ｃ１ｆｌｏｒｄｌａ ｖｕＩｇａｒＬｓ）为实验材料，已通过ＳｅｐｈａｄｅｘＧ．７５凝 胶层析初步确定了其中含有４种蛋白ｍ，然而。如何最大限度地获得小球藻生物量及提高其 中所含的蛋白质含量，是进一步工业化应用小球藻必需解决的首要问题、
胞几培养液，此时的细胞基本上处于生长的平衡期． 图１
槲
｝ ｂ
鲎
嘲 如 蜓 皿 嘲
培养时间，天
细胞生长与胞内蛋白质含量的关系
万方数据
１４
大连 大学学报
第２３卷
臻白质含量随着培养时问的延长，先足缓慢增加，并出现２个小的突跃，当细胞培养 至８～９天时，其含量明显增加，可达到５５０ ｒｎｇ／ｇ于重，结台细胞密度随培养时问的变化 趋势可知，此时正处于细胞生长的平衡期．
ｔｈｅ∞删ｏｆ Ｔｈｅ面ｅｄｓ ｏｆ ｎｕｔｒｉｔｉｏｒｔｓ ０１１ ｔｈｅ Ｃ．ｖｕｌｇａｒｉｓ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ
采用血球板计数法． １．４蛋白质含量的测定”
采用考马斯亮蓝法，单位为ｍｇ／ｇ干重． １．５正交实验方案设计“
营养盐浓度采用ｋ（３’正交设计，进行三因素三水平的正交实验，即ＫＮＯ，浓度为：ｌ （ｏ．４９／Ｌ），２０．８ ｇ／Ｌ），３（１．６９／Ｌ）；Ｃ６Ｈ。２０。浓度为ｌ（２９／Ｌ），２（６皿），３（１０９／Ｌ）；ＮａＨ，０３浓度为： ｌ（０．１ ｇ皿），２（０．２９／Ｌ），３（０．４９／Ｌ）．实验结果采用直观分析进行评估．
于增加胞内蛋白质含量．因此，进一步利用正交设计实验，考察不同营养盐及其浓度对细 胞生物量及胞内蛋白质和总糖含量的影响．
２．２ 营养盐对细胞生长及胞内蛋白质和总糖含量的影响
按照１．５中确定的不同营养盐的浓度条件，利用三因素三水平Ｌ』３３）的正交设计表，在 基础培养液中加入不同浓度的营养盐，培养小球藻至９天时（平衡期）所得结果如表１所示．
盐的优化组台为：ｃ６Ｈ．２０６：２９ｌＬ．ＫＮＯ，：０．８９／Ｌ．ＮａＨ：Ｐｑ：０．２９／Ｌ，细胞的最大密度为
６４６×１０７个细Hale Waihona Puke Baidu，Ｌ培养液．获得最高蛋白质含量的营养盐的优化组合为：ｃ６Ｈ．，０６：
６９／Ｌ，ＫＮ０３：１．６９／Ｌ，Ｎａ４ｙｏ．：０．２９／Ｌ，与之对应蛋白质含量为。６５５．４ｍｇＪｇ．此结果为 进一步从微藻中获取单一组成的．具有重要生物和生理活性的蛋白质及糖蛋白提供了优化 培养微藻的实验依据和规模化生产的基础条件．
收稿日期：２００２—１０－１７ 基金项目：辽宁省博士科研启动基金资助项目（００１０５９） 作者简介：于媛（１９６３一）．女．副教授，硕士．
万方数据
。苎！塑
主壅！！萱查苎壁！壁壅兰茎墨丝堕墨皇堕竺茎竺墅堕
！！
源（ＮａＨ，．Ｐ０４）对小球藻生长及胞内蛋白质含量的影响，为充分利用小球藻资源的工业化 生产提供实验依据．
图ｌ中的结果说明，细胞在生长的前期，主要是利用培养液中的营养物质进行分裂繁
殖，增加生物量．当营养盐捎耗将尽，生物量积累到一定程度后，细胞进入生长的平衡
期，此时。开始大量分泌次级代谢产物，胞内蛋白质的合成与积累主要在此期间进行．由 此可以推断，如果在培养液中加入不同的营养盐，将有利于细胞生物量的增加，进而有利
但此营养盐的优化组合，并没有直接出现在所设计的正交实验中，故按此优化组合在 同一培养条件下重新进行实验，测定了蛋白质含量为５５０．１ ｌＩｌｇ艟干重，低于表中通过正交 设计直接获得的最优结果．按此优化条件将实验放大５倍，即在５ Ｌ三角烧瓶中培养小球 藻，最终培养液体积３ ５ Ｌ，所得结果基本上与表中结果一致．
上述结果说明了营养盐对细胞密度，蛋白质含量的影响是不一致．对于细胞生长来 讲，磷酸二氢钠是主要的影响因素，而对于胞内蛋白质含量而言，硝酸钾则是主要的影响 因素．不同营养盐在小球藻培养过程中所起的作用不同，是因为它们涉及了不同的代谢途 径，并合成和积累了不同的次级代谢产物．因此，培养液中营养液中营养盐的加入及其组 合应根据小球藻的具体培养目标而定，即为了增加细胞密度、胞内蛋白质含量应分别在培 养液中加入适量Ｐ源、Ｎ源．
由图３可见，随着硝酸钾含量的增大，蛋白质含量逐渐增加，表明在培养液中添加Ｎ
源对小球藻细胞内蛋白质的合成是有利的．ＮａＨ毋０４和ｃ舯－ｐｓ对胞内蛋白质含量显示了 最佳值，因此，也应在培养液中适当地添加它们．
结合表１和图２、３可知，获得最大细胞密度的营养盐的优化组合为：Ｃ龃ｔ妇ｅ：２肌，
ＫＮ０３：０．８９／Ｌ，ＮａＨ２【Ｐ０４：０．２９／Ｌ，此时的细胞密度为６．４６×１０７个细胞／Ｌ培养液；获得最 大蛋白质含量的营养盐的优化组合为：Ｃｄ－Ｉ－２０‘６９／Ｌ，ＫＮ０３：１．６９／Ｌ。ＮａＨｚＰ０４：０２９／Ｌ．
蛋白质古苴
ｋ２
５６７ ３
５７９ ９
（ｒｎｇ／ｇ干重） ｋ３
Ｒ
５５７９ ３７．７
５９２ ５ １１０Ｉ
ｏ． Ｈ加＾康维方营养液的基础培养液
５１５ ５ ５９ ４１８ １ ４ｌ ５５３】 ５８４ ６ ５１７ ０ ６Ｌ６
从表１中的结果可见，与没加入营养盐的基础培养液比较，加入营养盐的小球藻培养 液中，其细胞密度、蛋白质含量并不是全部高于只加康维方营养液的结果，这说明营养盐 在小球藻培养过程中的作用有着优化组合．表中ｋｌ、ｋ２、ｋ３分别代表了不同因素同一水平 之结果的平均值，Ｒ是其极差．
参考文献： …１ ＰＩＲＴ Ｓ Ｊ，ＬＥＥ Ｙ Ｋ，ＲＩＣＨＭＯＮＤ丸ＰｍＴ Ｍ Ｗ Ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｓｙｌｌｔｈｅｔｉｃ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ Ｃｈｌｏｒｅｌｌａ ｂｉｏｎｌｏｓｓ
ｇｒｏｗｔｈ ｗｉｔｈ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｔｏ ｓｏｌａｒ ｅｎｅｒｇｙ ｕｔｍｚａｔｉｏｎ［Ｊ］Ｊ Ｃｌ－，ｅｍ．Ｔｅｃｈ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎ０１．１９８０，３０：２５－３４． ＣＨＥＮ Ｆ，ＪＯＨＮＳ Ｍ Ｒ．Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｃ／Ｎ ｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｅｒａｔｉｏｎ ０１３ ｆａｔｔｙ ａｃｉｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｈｅｔｅｍｔｒｏｐｈＪｃ Ｃｈｌｏｒｅ／ｌａ ｓｏｒｏｋｉｎｉａｎａｌＪ］．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｃ０１．，１９９１，３：２０３－２０９． 删 陈峰，姜悦．微藻生物技术［ＭＩ．北京·巾国轻工业出版社，１９９９．５５－７７． 【４】 陈 颖，李文彬。孙勇如．小球藻生物技术研究应用现状及展望田．生物工程进展．１９９８，１８（回：１２—１６． 圈 林亢，刘艳，杨海波．对小球藻蛋白质的提取及分离的研究哪大连大学学报，２００２．２３（４）：７０—７３ 旧 隋锡林．海参增养殖ＩＭＩ．北京：农业出版社．１９９０１７１ 同 李建武．萧能，余瑞元．袁明秀，等 生物化学实验原理和方法口“］北京：北京大学出版杜，１９９４ 吲 杜荣骞．生物统计学口讧Ｊ．北京：高等教育出版社。Ｉ粥５．４７９．
摘要：微藻台有的蛋白质，糖置白等活性物质具有许多重要的生物恬性和生理功能．在
２４～２６℃，白然光照的条件下．首先考察小球藻生长与胞内蛋白质积累的关系，其次利 用正交设计实验考察不同浓度的营养盐对小球藻生长及胞内蛋白质含量的影响．结果表
明，小球藻中蛋白质的合成与积累主要发生在生长过程的平衡期．利于小球藻生长的营养
期，从而为规模化培养小球藻提供基础依据．实验所 Ｌ
得结果分别如图ｌ所示．
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图ｌ中的结果显示，在培养的最初２天，小球藻 七
细胞密度迅速增加，基本上没有延迟期，这主要与所 暑 蠢
接种的藻细胞质量以及藻液与培养液的体积比有关 船
之后，细胞密度缓慢增加，至培养９天后，开始下
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降．培养９天时的细胞密度最大，大致为２×１０７个细
１材料与方法
１．１ 主要材料与试剂 小球藻（Ｃｈｌｏｒｄｌａ ｖｕｌｇａｒｉｓ）由辽宁省海洋水产研究所提供． 硝酸钾（ＫＯ，）、葡萄糖（ｃ６Ｈ。２０。），磷酸二氢钠（ＮａＨ，Ｏ－均为市售分析纯．
１．２培养条件 取附近海区水面１０ｍ深处海水，过滤，煮沸，冷却后加入０．１％的康维方营养液№，
作为基础培养液．用１Ｌ三角烧瓶培养小球藻，最终培养液为７００ｍＬ．培养温度２４～２６ ℃，室内自然光照．每个实验２组平行样，每日定时摇瓶３次．实验中营养盐的加入根据 正交设计实验方案进行． １．３ 细胞密度的测定
裹１ 营养盐对小球藻生长及胞内蛋白质含量影响的正交实验结粜
实齄编号
不同因素及水平
乏瓦面－———五丽＿———而丽ｉ５ｊ一细胞密度／１盯个‘Ｌ１ 虽白质古量，ｎ培‘ｇ“干重
ｋｌ
细胞密度
ｋ２
（１妒个，Ｌ）
ｋ３
Ｒ
５ ３８ ４ ８ｌ ４ ７４ ０ ６４
４９９ ５ ２ｌ ４ ７２ ０ ４９
ｋ１
５２９．６
４８２．４
２结果与讨论
２．１ 小球藻生长与胞内强白质含量的关系
规模化培养小球藻的目的不仅是提高和获取足够的生物量．更重要的是提高其中活性
物质的含量，并尽可能地将其分离提取出来，从而更好地应用它们．实验采用基础培养液
培养小球藻，测定了其在不同培养时间时的细胞密度、胞内蛋白质含量，通过小球藻生长
与胞内蛋白质含量的变化关系，可以明确利于蛋白质合成与积累的小球藻的最佳培养时
比较极差Ｒ的大小可见，影响细胞密度、胞内蛋白质含量的三种营养盐的主次顺序依 次分别为：ＮａＨ．－，ＰＯ．＞ｃＮ．２０６＞ＫＮＯｊ，ＫＮ０３＞ＮａＨ：Ｐ０４＞ｃ６Ｈ．＿０６．将表不同因素及其水平 对细胞生长和蛋白质含量的效应作图，结果分别如图２和圈３．
万方数据
—兰型一一一 ！丝竺ｉ堇查苎型！：堡苎兰苎垦堕塑墨！堕鱼兰塑墅：！
第２３卷第６期
—垒坠兰些！
大 连大学学报
型！！垒！！！呈型垒！竺兰墼！
＇４０ｌ ２３ Ｎｏ ６
堕！！！！
营养盐对小球藻生长及胞内 蛋白质含量的影响
于媛１，刘艳１，杨海波１，张欣华１，
李英敏１，吕福荣１，林艽２
（１大连大学化学与化学－９工程系．辽宁大连 １１６６２２；２大连大学生物工程学ＩＥ 辽宁大连 １１ ６６２２）
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三 嚣 要
各因素的水平
图２ 各因素及期水平对细胞生长的效砬
蚓 争 ｋ
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各因素的水平 图３ 各因素及其水平对蛋白质含量的效应
由图２可见，随着葡萄糖含量的增加，细胞密度逐渐减少，这说明小球藻在生长过程 中，依靠自身的光合作用即能将二氧化碳转化为维持细胞生长和繁殖所需要的碳源．在培 养液中添加有机碳源。虽然可使小球藻进行异养生长，但在有光存在的条件下，这一途径 并不显著，反而影响其自养生长．图中ＫＮＯ，和ＨａＨ，Ｐ０４对细胞生长显示了最佳值，由于 Ｎ源和Ｐ源不能通过光合作用获得，故在营养液中适当地添加它们．对细胞生长是有利的．
万方数据
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大连 大学学报
第２３卷
程中的藻细胞生物量以及活性物质含量的研究具有重要意义．对于一种已经确定的具体藻 种，就是研究如何使环境因素及营养条件有利于提高藻细胞生物量以及活性物质含量．本 文主要通过正交设计实验研究了三种营养盐对小球藻细胞密度及胞内蛋白质含量的影响， 并得到了各自的优化组合，此实验结果不仅为进一步从微藻中获取单一组成的、具有重要 生物和生理活性蛋白质提供了优化培养微藻的实验基础，而且为进一步培养和规模化生产 小藻提供了实验依据和前提条件．
３讨论
小球藻作为一种普生型单胞藻，具有生长迅速、容易培养、营养丰富等特点．在一般 的培养条件下，其蛋白质含量占５０％左右，碳水化合物占１５％左右．小球藻中的必需氨 基酸组成均衡，不饱和脂肪酸含量较高，色素含量和维生索含量较高，因而不仅广泛用作 保健食品，而且可利用其进行光合作用将太阳能转化成化学能，或直接从中提取活性物质 应用于医疗保健中．然而所有的这些应用都离不开藻细胞生物量，因此对如何提高培养过
关键词：小球藻；营养盐；蛋白质；正交设计
中囤分类号：Ｑ９４５３
文献标识码：Ａ
文章编号：１００８．２３９５（２００２）０６．００１２．０５
小球藻（ＣｈＪ０ｒｅｌｌａ ｓｐｐ．）属于绿藻门，绿藻纲，绿球藻目，卵囊藻科，小球藻属．二战 期问，美国、德国、日本等国家开始对其进行规模培养的研究，从中获取生物量，用以解 决战争期间的能源阐题和战后的饥饿问题，同时也从中筛选抗菌物质”一．２０世纪８０年代以 来，有关小球藻的研究不断深人，小球藻细胞的蛋白质含量高，氮基酸组成均衡，营养价 值高，由其制成的片剂、粉剂、提取物及保健食品，已有多年的销售市场”．此外，细胞 中所含有的糖蛋白已被证明在抗肿瘤、增强免疫力、抗病原菌和病毒感染方面具有显著疗 效”．本课题小组以普通小球藻（Ｃ１ｆｌｏｒｄｌａ ｖｕＩｇａｒＬｓ）为实验材料，已通过ＳｅｐｈａｄｅｘＧ．７５凝 胶层析初步确定了其中含有４种蛋白ｍ，然而。如何最大限度地获得小球藻生物量及提高其 中所含的蛋白质含量，是进一步工业化应用小球藻必需解决的首要问题、
胞几培养液，此时的细胞基本上处于生长的平衡期． 图１
槲
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嘲 如 蜓 皿 嘲
培养时间，天
细胞生长与胞内蛋白质含量的关系
万方数据
１４
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第２３卷
臻白质含量随着培养时问的延长，先足缓慢增加，并出现２个小的突跃，当细胞培养 至８～９天时，其含量明显增加，可达到５５０ ｒｎｇ／ｇ于重，结台细胞密度随培养时问的变化 趋势可知，此时正处于细胞生长的平衡期．
ｔｈｅ∞删ｏｆ Ｔｈｅ面ｅｄｓ ｏｆ ｎｕｔｒｉｔｉｏｒｔｓ ０１１ ｔｈｅ Ｃ．ｖｕｌｇａｒｉｓ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ
采用血球板计数法． １．４蛋白质含量的测定”
采用考马斯亮蓝法，单位为ｍｇ／ｇ干重． １．５正交实验方案设计“
营养盐浓度采用ｋ（３’正交设计，进行三因素三水平的正交实验，即ＫＮＯ，浓度为：ｌ （ｏ．４９／Ｌ），２０．８ ｇ／Ｌ），３（１．６９／Ｌ）；Ｃ６Ｈ。２０。浓度为ｌ（２９／Ｌ），２（６皿），３（１０９／Ｌ）；ＮａＨ，０３浓度为： ｌ（０．１ ｇ皿），２（０．２９／Ｌ），３（０．４９／Ｌ）．实验结果采用直观分析进行评估．
于增加胞内蛋白质含量．因此，进一步利用正交设计实验，考察不同营养盐及其浓度对细 胞生物量及胞内蛋白质和总糖含量的影响．
２．２ 营养盐对细胞生长及胞内蛋白质和总糖含量的影响
按照１．５中确定的不同营养盐的浓度条件，利用三因素三水平Ｌ』３３）的正交设计表，在 基础培养液中加入不同浓度的营养盐，培养小球藻至９天时（平衡期）所得结果如表１所示．
盐的优化组台为：ｃ６Ｈ．２０６：２９ｌＬ．ＫＮＯ，：０．８９／Ｌ．ＮａＨ：Ｐｑ：０．２９／Ｌ，细胞的最大密度为
６４６×１０７个细Hale Waihona Puke Baidu，Ｌ培养液．获得最高蛋白质含量的营养盐的优化组合为：ｃ６Ｈ．，０６：
６９／Ｌ，ＫＮ０３：１．６９／Ｌ，Ｎａ４ｙｏ．：０．２９／Ｌ，与之对应蛋白质含量为。６５５．４ｍｇＪｇ．此结果为 进一步从微藻中获取单一组成的．具有重要生物和生理活性的蛋白质及糖蛋白提供了优化 培养微藻的实验依据和规模化生产的基础条件．