虾青素的最佳来源—密闭式培养的雨生红球藻
雨生红球藻高产虾青素的培养条件优化
雨生红球藻高产虾青素的培养条件优化孙双,张婷,方琰,胡莎莎,黄思琦,叶其然,兰利琼,卿人韦(四川大学生命科学学院,生物资源与生态环境教育部重点实验室,四川成都 610065)摘要:本研究从5种培养基中筛选出最适于雨生红球藻HP1藻株绿色细胞生长阶段细胞增殖的培养基,并针对筛选出的培养基分别进行有机碳源和无机碳源及其浓度的优化。
在此基础上,以光照强度、初始pH值和诱导时间为实验因素,采用单因素试验、中心点复合设计(CCD)响应面法对雨生红球藻虾青素积累阶段的胁迫条件进行优化。
结果表明:HP1藻株在配方A及OHM培养基中均能达到较高生物量,有机碳源和无机碳源的最优浓度均为0.5 g/L。
HP1虾青素积累的最优胁迫条件为:光照145 µmol/m2·s,初始pH 7.0,诱导时间9 d。
在上述条件下,以有机碳源(NaAC)和无机碳源(NaHCO3)为碳源的培养体系中,虾青素产量最大分别为5.74 mg/L、4.25 mg/L。
研究结果将为进一步提高雨生红球藻虾青素产量提供科学依据。
关键词:雨生红球藻;生物量;虾青素;响应面法;中心点复合设计文章篇号:1673-9078(2021)06-98-107 DOI: 10.13982/j.mfst.1673-9078.2021.6.1000 Optimization of Culture Medium for High-yield Astaxanthin inHaematococcus pluvialisSUN Shuang, ZHANG Ting, FANG Y an, HU Sha-sha, HUANG Si-qi, YE Qi-ran, LAN Li-qiong, QING Ren-wei (Key Laboratory of Bio-Resource and Eco-Environment of Ministry of Education, College of Life Sciences, SichuanUniversity, Chengdu 610065, China)Abstract: In this study, an optimal medium for cell proliferation of Haematococcus pluvialis HP1 during the green cell growth stage was selected from five media. Furthermore, the organic and inorganic carbon and their concentrations in the selected medium were also optimized respectively. Based on this, the single factor experiment and central composite design (CCD) response surface analysis were utilized to optimize the stress condition of astaxanthin accumulation with light intensity, initial pH value and inducement time as experimental factors. The results indicated that the biomass of HP1 could reach a higher level in medium A and OHM, and the optimal concentration of organic carbon source and inorganic carbon source was 0.5 g/L. The optimal stress conditions for HP1 astaxanthin accumulation were: light 145 µmol/m2∙s, initial pH 7.0, and induction time 9 d. Under the conditions described above, the maximum yield of astaxanthin reached 5.74 mg/L in NaAC culture system and 4.25 mg/L in NaHCO3 culture system, respectively. This study can provide a scientific basis for further increasing the astaxanthin yield of Haematococcus pluvialis.Key words: Haematococcus pluvialis; biomass; astaxanthin; response surface methodology; central point- composite design引文格式:孙双,张婷,方琰,等.雨生红球藻高产虾青素的培养条件优化[J].现代食品科技,2021,37(6):98-107SUN Shuang, ZHANG Ting, FANG Y an, et al. Optimization of culture medium for high-yield astaxanthin in Haematococcus pluvialis [J]. Modern Food Science and Technology, 2021, 37(6): 98-107微藻是一类光自养生物,固碳效率高、生长周期短,在适当的条件下,细胞内能够高水平积累具有独特价值的化合物,可供商业开发利用[1-3]。
生产虾青素的雨生红球藻藻株及其培养基筛选
生产虾青素的雨生红球藻藻株及其培养基筛选吴晓娟;唐小平;苏艳秋;罗国强【摘要】In order to gain the suitable algae and culture medium for astaxanthin production,the influence of culture medium on the cell growth and astaxanthin accumulation of Haematococcus pluvialis were studied and compared.Three strains of Haematacoccus pluvialis (H2,H3 and H4) were cultured in four different media (BBM,BBM+1 g/L NaAC,SM andBG11).The results showed that the SM medium was benefit for the growth and biomass accumulation of Haematacoc-cus pluvialis.In the same medium,the growth rate was faster in H3 than H2 and H4.In all experimental groups,the strain H3 had the fastest growth rate and biomass accumulation rate in the medium SM,and had the highest astaxanthin content (2.17%)and astaxanthin yield(30.1 mg/L)in BBM+1 g/L NaAC medium,reaching 1.16~4.72 times(P<0.05)and 1.18~6.28 times(P<0.01)of those of other experimental groups,respectively.So,the strain H3 was fit for large scale cultivation, and its optimal medium for growth and astaxanthin accumulation were SM and BBM+1 g/L NaAC,respectively.%为筛选获得适合大规模生产虾青素的藻株及适宜其生长和虾青素积累的培养基,研究比较了3个不同品系的雨生红球藻H2、H3、H4在4种不同培养基BBM、BBM+1 g/L NaAC、SM、BG11中的生长和虾青素积累情况。
雨生红球藻生产虾青素工艺流程
雨生红球藻生产虾青素工艺流程雨生红球藻是一种微藻,属于藻类植物。
它具有生长快、产量高以及含有丰富的虾青素等特点,因此在虾青素的生产工艺中被广泛应用。
虾青素是一种重要的天然抗氧化剂,具有抗氧化、抗炎、促进免疫、抑制肿瘤等多种生物活性,被广泛应用于医药、保健品、食品及化妆品等行业。
雨生红球藻生产虾青素的工艺流程包括培养、分离、提取、制备等多个环节。
下面将详细介绍雨生红球藻生产虾青素的工艺流程。
一、雨生红球藻培养雨生红球藻培养是生产虾青素的第一步,培养环境的优劣直接影响着虾青素的产量和质量。
一般情况下,雨生红球藻的培养需要在光照、温度、PH值、养分等多方面进行控制。
在培养的过程中,需要注意对养分的投放比例、光照的控制以及温度的调节,确保雨生红球藻的正常生长。
二、雨生红球藻分离雨生红球藻分离是为了获得生长较快、产量高、含有丰富虾青素的雨生红球藻,一般情况下,通过离心、滤网等方式进行分离。
分离后的雨生红球藻需要进行培养并鉴定,对合格的雨生红球藻进行大规模培养。
三、雨生红球藻提取雨生红球藻提取是生产虾青素的关键步骤,一般情况下,采用有机溶剂提取法或超临界流体提取法进行提取。
在提取过程中,需要充分考虑提取工艺的温度、压力、溶剂种类等因素,确保虾青素的高纯度和高产率。
四、虾青素制备提取得到的虾青素需要进行进一步的制备工艺,这个过程主要包括精制、结晶、干燥等环节。
在制备的过程中,需要对虾青素的纯度、结晶度以及干燥程度进行严格控制,确保最终产品的质量达到要求。
总的来说,雨生红球藻生产虾青素的工艺流程是一个相对复杂的过程,需要在每一个环节都进行严格控制,确保虾青素的产量和质量。
同时,科研人员还在不断探索新的生产工艺,努力提高虾青素的产量和降低生产成本,以满足市场的需求。
雨生红球藻生产虾青素的工艺流程在未来还将得到进一步的完善和发展,相信在科研人员的不断努力下,虾青素将会为人类的健康事业做出更大的贡献。
从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法
从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法说实话从雨生红球藻中快速提取虾青素这事,我一开始也是瞎摸索。
我试过好多种方法呢。
最开始我就想简单粗暴地把雨生红球藻碾碎了,然后用什么有机溶剂去溶解,我就试了乙醇。
我寻思乙醇不是能溶解好多东西嘛,但结果可把我坑惨了,虾青素没提取出来多少,杂质倒是一堆,就像你想从一堆沙子里找金子,结果只找到几块碎石头一样。
后来啊,我听说可以用超临界流体萃取。
这名字听起来就挺高大上的。
我就去研究这个超临界二氧化碳。
但是这个设备可不好弄,操作起来特别麻烦。
我当时没把那些参数设置好,压力温度没控制准,结果也是失败的。
这过程就像你做饭,火候没调好,再好的食材也做不出好菜。
再然后呢,我看到有人说酸碱处理法。
我心想这个方法好像有点靠谱。
我就开始小心翼翼地调节酸碱度。
可这里面的度太难把握了,稍微酸了一点或者碱了一点,要么就是虾青素结构被破坏了,要么就是藻体分解得不完全。
就像走钢丝似的,稍不留神就掉下去了。
不过经历了这么多失败后,我总算找到一个相对有效的方法。
我先把雨生红球藻进行预处理,就像把食材先洗干净切好准备下锅一样。
我把藻细胞给破壁,这个过程我用了物理和化学结合的方法,先用超声破碎一部分细胞,再用酶处理剩下的部分。
然后我用一种特殊的有机溶剂进行萃取,这个有机溶剂我试了好多种比例才找到比较合适的,而且萃取的过程中要不断搅拌,就像搅拌咖啡要把糖和咖啡充分混合一样。
之后呢再经过浓缩、分离和纯化等步骤,我在浓缩的时候可是慢慢升温的,不敢着急,就像小火煲汤一样。
不过这个方法我也不能确定就是最完美的,可能还有别的更好的方式,只是我目前觉得这个方法还比较快而且能提取出来的虾青素质量也相对不错。
大家如果要试的话一定要小心谨慎操作,精确测量每个步骤的数据,别像我当初那么莽撞。
对了,还要总检查设备是不是正常运行,可别让设备问题影响提取过程。
最后我觉得在提取的过程中多做记录也是很重要的,像我记录每次不同的条件下提取的效果,这样可以方便自己回头分析怎么能改进。
雨生红球藻的大规模培养以及虾青素的提取技术
雨生红球藻的大规模培养以及虾青素的提取技术【摘要】虾青素是一种强氧化剂,能够广泛的应用于医药,食品,保健及水产养殖等领域中。
雨生红球藻经过特殊的条件处理可积累大量的虾青素,是天然虾青素的最好生物来源。
大规模的培养雨生红球藻,从雨生红球藻中提取纯化虾青素,已成为生产天然虾青素的重要途径。
【关键词】雨生红球藻;虾青素;大规模培养;提取虾青素是近年来走入国际研发领域的类胡萝卜素。
它广泛存在于自然界中,也是海洋动物体内最主要的类胡萝卜素之一。
研究表明,虾青素具有强大的清除氧自由基的能力,其抗氧化性是类胡萝卜素的10 倍,是维生素 E 的550 倍,被誉为“超级抗氧”。
鉴于虾青素的抗氧化功能,且对人体的绝对安全性,在国外已被广泛应用于医药,食品,保健及水产养殖业中。
雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)在特定的条件下可积累本身干重的1%以上的虾青素,是天然虾青素“浓缩品”和最好的生物来源。
雨生红球藻是一种淡水单细胞微藻,属绿藻门、绿藻纲、团藻目、红球藻科、红球藻属。
其具有特殊的生物学性质,即在弱光及营养丰富的条件下,以游动的绿色营养细胞存在,而在不利于其生长的条件下,以不动厚壁孢子存在,同时在体内积累大量的虾青素。
鉴于雨生红球藻此生长特点,目前国际上成功的生产模式都采用了两阶段生产方式,即先采用封闭式光生物反应器培养系统实现细胞的高密度营养生长、克服污染问题,再采用流行的开放池系统在胁迫条件下使细胞积累虾青素。
本项目旨在利用雨生红球藻的培养及虾青素的提取实验中获得的方法,结合现实生产条件,将技术应用到生产实际中,进一步的推广雨生红球藻的大规模培养和虾青素的提取技术。
一、雨生红球藻的大规模培养目前雨生红球藻的培养主要分为两个阶段:细胞生长繁殖阶段和虾青素的积累阶段。
1、细胞生长繁殖阶段雨生红球藻的生长繁殖阶段采用逐级扩大培养的方式。
各级培养所需淡水取自程海湖,营养液配制与补充均采用MAV 母液。
《细菌纤维素固定化雨生红球藻积累虾青素及其机制研究》
《细菌纤维素固定化雨生红球藻积累虾青素及其机制研究》一、引言近年来,随着人们对健康饮食的追求和对天然抗氧化剂的需求增加,虾青素作为一种天然的抗氧化剂和营养补充剂受到了广泛关注。
虾青素主要由雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)等微藻类生物合成,具有强大的抗氧化和抗炎作用。
然而,雨生红球藻的生长和虾青素的积累受到多种环境因素的影响,如光照、温度、营养等。
为了更好地提高虾青素的产量和效率,研究者们不断探索新的技术和方法。
其中,利用细菌纤维素(BC)固定化雨生红球藻成为一种新兴的技术手段。
本文旨在研究细菌纤维素固定化雨生红球藻在积累虾青素方面的效果及其机制。
二、材料与方法2.1 材料实验所使用的细菌纤维素由特定的菌种培养获得,雨生红球藻购买自特定供应商。
实验中所用的试剂和培养基均购自合格供应商,且均符合实验要求。
2.2 方法(1)细菌纤维素的制备:采用特定的菌种进行发酵培养,收集细菌纤维素。
(2)雨生红球藻的培养与固定化:将雨生红球藻与细菌纤维素混合,制备成固定化雨生红球藻。
(3)实验设计:设置对照组(未固定化的雨生红球藻)和实验组(固定化雨生红球藻),在相同的环境条件下培养,观察其生长和虾青素积累情况。
(4)虾青素含量的测定:采用分光光度法或高效液相色谱法等方法测定虾青素含量。
(5)数据分析:收集实验数据,采用适当的统计方法进行分析和处理。
三、实验结果3.1 细菌纤维素固定化对雨生红球藻生长的影响实验结果显示,经过细菌纤维素固定化的雨生红球藻在生长速度和生物量上均有所提高。
这可能是由于细菌纤维素提供的三维结构为雨生红球藻提供了更好的生长环境,有利于其生长和繁殖。
3.2 细菌纤维素固定化对虾青素积累的影响实验组中,经过细菌纤维素固定化的雨生红球藻在虾青素积累方面表现出更高的效率。
与对照组相比,实验组中的虾青素含量显著增加。
这表明细菌纤维素的固定化作用有助于提高雨生红球藻的虾青素积累能力。
虾青素品牌排行榜(2016)
虾青素品牌排行榜(2016)以及购买虾青素注意事项一个客观、中肯、不失公允又对消费者有指导意义的虾青素品牌排行榜,应该把产品品质放在第一位。
目前来说公认的虾青素的最佳来源是雨生红球藻,而雨生红球藻的培育恰恰是整个虾青素产业链条中最具有科技含量的一个环节,因此我们列举排名的基本原则是:(1)拥有雨生红球藻培育基地的虾青素品牌会比没有藻源培育基地的靠前;(2)采用先进的封闭式培育法培育雨生红球藻的虾青素品牌排名会比采用传统开放式培育雨生红球藻的品牌靠前(以封闭式培育法培养的雨生红球藻作为原料萃取的虾青素质量高于开放式培育的)。
PS:本排行榜的编辑参考了数位多年从事虾青素研究的资深研究者的意见。
第一名:Astaking抗氧之王虾青素Astaking虾青素是最早在国内销售的虾青素品牌,过去被称为荏原虾青素,是因为其生产商日本生物科技株式会社由荏原集团控股,拥有全球最大的封闭式雨生红球藻培育基地。
Astaking虾青素是以封闭式培育的雨生红球藻为原料萃取的虾青素代表品牌,产品纯净度较高,无臭味,日本很多著名的医药公司和化妆品公司也在使用它们的原料。
其配方在虾青素的基础上增加了维生素C和维生素E,复合的配方在增加抗氧化能力的同时,也可以起到协同提高吸收效率的作用。
这个品牌的虾青素在含量上不是市场上最高的,他们一直按照日本厚生省推荐的安全剂量生产。
至于说功效方面可以参考一位用户的评价,他说Astaking虾青素是他遇到过最有效的一款虾青素。
第二名:百奥斯汀虾青素百奥斯汀虾青素代表着以开放式培育的雨生红球藻为原料提取的虾青素品牌,由美国西亚诺泰克公司生产,是美国第一家虾青素生产企业,也是全球虾青素原料的主要提供商,美国市场上好多虾青素产品其实都是购买的这家公司的原料。
其以原料供应为主体,也弱化了其产品开发。
使得用百奥斯汀原料形成的品牌甚至都高于百奥斯汀自行开发的产品的局面。
百奥斯汀虾青素曾经在国内市场销售的不错,后来由于价格混乱,加上大量仿货干扰影响了市场,这家公司近期正在整顿市场,清理假货。
虾青素的最佳来源是什么?正源和告诉你
• 科学家们由此对雨生红球藻进行了深入研究,发现它的体 内虾青素含量极高。它的比例甚至达到了15%-3%,这真 是大自然的馈赠,红色奇迹来自天然雨生红球藻,这使得 人类大规模大范围应用虾青素成为可能。 虾青素到底有多强大 氧化是人体衰老和疾病的最大威胁。而虾青素凭借其前 所未有的超强抗氧化能力,它被誉为抗氧化之王。它区别 于以往其他抗氧化剂一个最大、最明显的地方在于,它能 够对身体的每一个细胞产生保护作用。它能自由穿梭于身 体的各个器官、肌肉组织、关节、皮肤以及血液,并对相 应的细胞起到保护作用。 • 正源和品牌始终是您身边的健康专家,想了解更多相关内 容赶紧关注我们正源和品牌官网和官方博客吧!有惊喜在 等着大家哦!
虾青素的最佳天然来源,竟然是它?
பைடு நூலகம்
• 我们都知道强虾青素是最强抗氧化剂,由于其特 殊的脂溶性特征,所以虾青素可以对人体各个器 官产生作用,功效相当强大。那么,虾青素的最 佳天然来源大家知道是什么吗?别着急,且听正 源和品牌小编慢慢道来!
• 虾青素与虾无关 • 虾、蟹在加工前,是青色的,而煮熟后,外壳就变成了红色。这些红 色的物质就是虾青素。然而,在虾蟹、三文鱼等海洋生物中,它们体 内的虾青素含量非常低,而且大多数都被它们自身利用了,人类很难 吸收。 科学家们终于发现了虾青素的最佳天然来源,就是雨生红球 藻。这种红球藻中的虾青素含量高达1.5%-3%,被认为是目前含量最 高的天然虾青素来源。 雨生红球藻——休眠40年后依然活力十足 被誉为“健康软黄金"的雨生红球藻,在自然界主要生长在雨后积水 形成临时性水泡中,因此叫雨生红球藻。它是自然界中最古老的微藻 之一。在一些水塘中,这种微藻也可以存活。它对环境的适应能力极 强,在适宜的生长条件下,它能快速地生长繁殖;当条件恶劣时,雨 生红球藻的细胞壁加厚,同时进入休眠状态。这种藻可以连续40年不 吃不喝,历经炎热的夏天和寒冷的冬天后,细胞仍有活性,一旦条件 成熟,它又能恢复活力,还能繁殖产生新的细胞。
雨生红球藻的培养
雨生红球藻的培养[摘要]虾青素(astaxanthin)具有抗氧化、抗癌变、增强免疫等功能,可用作抗癌变预防治疗剂、抗衰老剂、饲料添加剂、食品和化妆品的着色剂,是一种具有很大发展前途的新资源性天然产物。
雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)是天然虾青素的重要来源,但是,雨生红球藻的养殖与保存相对来说比较困难,所以一直是不少科研人员的研究对象。
试验首先在最适生长条件下培养雨生红球藻的运动细胞,使游动细胞的细胞密度变的尽可能的高,培养条件为:光照强度1000~1500 lx;光照周期24 h;光质为LED 白光;温度为室温10±1 ℃;通空气;初始pH≈7.0。
然后改变培养基的成分,探讨单因素条件对虾青素积累量的影响,实验条件:光照强度15000~20000 lx;光照周期24 h;光质为LED白光;温度为室温17±1℃;不通气;初始pH≈7.0。
最终的结果表明,在氮饥的饿情况下虾青素百分含量为3.465%和3.484%,磷饥饿情况下虾青素百分含量为1.414%和1.435%,盐胁迫环境下虾青素百分含量为0.738%和0.650%,说明氮元素的缺乏比磷元素的缺乏和盐胁迫,更有利于雨生红球藻积累虾青素。
[关键词]虾青素;氮饥饿;磷饥饿;盐胁迫Abstract:Astaxanthin has antioxidant, anticancer and function of enhancing immune. It can be used as anti-cancer prevention and treatment agent, anti-aging agent, feed additive and coloring agents of food and cosmetic. So it is a kind of promising “new resources of food”. With the rapid development of medicine industry, food industry and aquaculture, the demand for Astaxanthin will must grow. In the experiment, the green movement cells of Haematococcus pluvialis were cultivated under optimal growth conditions in order to obtain maximum biomass. The conditions of culture were as following: light intensity was 1000~1500 lx; light cycle was 24 h; light quality was white; temperature was 10±1℃and pH was about 7.0. Then the components of culture medium were changed for investigation on the effect of single factor on astaxanthin accumulation. The final results show that in the same external conditions, the lack of nitrogen was more conducive than those of phosphorus and salt stress to the accumulation of astaxanthin in Haematococcus pluvialis.Key word:Astaxanthin, Nitrogen starvation, Phosphorus starvation, Salt stress.目录1 前言 ........................................................... - 1 - 1.1雨生红球藻. (1)1.1.1 雨生红球藻形态及分类学特点 ............................... - 1 -1.1.2雨生红球藻生活周期........................................ - 1 -1.1.3雨生红球藻培养............................................ - 2 -1.1.4外界环境对雨生红球藻生长的影响............................ - 2 - 1.2虾青素.. (2)1.2.1虾青素的化学特征及来源.................................... - 2 -1.2.2雨生红球藻细胞内虾青素合成及积累.......................... - 3 -1.2.3外界环境对虾青素合成的影响................................ - 4 -1.2.4虾青素的生理功能及实际应用................................ - 4 -2 试验材料与方法 ................................................... - 6 - 2.1主要试验材料.. (6)2.1.1 藻种..................................................... - 6 -2.1.2 主要试验试剂............................................. - 6 -2.1.3主要试验仪器与设备........................................ - 6 - 2.2试验方法 (7)2.2.1雨生红球藻的培养.......................................... - 7 -2.2.2雨生红球藻的生长检测...................................... - 7 -2.2.3虾青素的积累.............................................. - 7 -2.2.4虾青素含量的检测.......................................... - 7 -3 试验内容 ......................................................... - 8 - 3.1雨生红球藻的培养. (8)3.1.1 培养基的配置............................................. - 8 -3.1.2 试验材料的灭菌........................................... - 8 -3.1.3接种 ..................................................... - 9 -3.1.4培养 .....................................................- 10 -3.1.5生长检测 .................................................- 11 - 3.2诱导虾青素 (12)3.3虾青素含量的测定 (12)4 结果与讨论 ...................................................... - 13 - 结论 ............................................................ - 19 - 参考文献 .......................................................... - 20 - 致谢 ................................................. 错误!未定义书签。
《培养条件对雨生红球藻积累虾青素的调控研究》
《培养条件对雨生红球藻积累虾青素的调控研究》一、引言雨生红球藻是一种富含虾青素的水生生物,因其丰富的生物活性物质,近年来备受关注。
虾青素是一种具有抗氧化、抗衰老等功能的天然色素,广泛应用于食品、医药、化妆品等领域。
因此,研究如何通过调控培养条件来促进雨生红球藻积累虾青素,对于提高其经济价值和开发利用具有重要意义。
本文旨在探讨不同培养条件对雨生红球藻积累虾青素的影响,以期为实际应用提供理论依据。
二、材料与方法1. 材料实验所用的雨生红球藻购自某生物科技有限公司,经过纯化后用于实验。
实验中所用的培养基为改良的BG-11培养基。
2. 方法(1)培养条件设置实验设置不同温度(20℃、25℃、30℃)、光照强度(5000Lx、7000Lx、9000Lx)、光照周期(12h:12h、14h:10h、16h:8h)等培养条件,探究各因素对雨生红球藻生长及虾青素积累的影响。
(2)样品处理与测定在实验过程中,定期取样测定雨生红球藻的生长情况及虾青素含量。
采用分光光度法测定虾青素含量,并记录相关数据。
三、结果与分析1. 不同培养条件对雨生红球藻生长的影响实验结果表明,适宜的温度、光照强度和光照周期对雨生红球藻的生长具有显著影响。
在温度为25℃,光照强度为7000Lx,光照周期为14h:10h的条件下,雨生红球藻的生长情况最佳。
2. 不同培养条件对雨生红球藻积累虾青素的影响实验数据显示,适宜的培养条件能显著提高雨生红球藻的虾青素含量。
在温度为30℃,光照强度为9000Lx,光照周期为16h:8h的条件下,雨生红球藻的虾青素含量最高。
这可能与该条件下光合作用效率提高、有利于虾青素的合成与积累有关。
3. 培养条件对雨生红球藻生长与虾青素积累的综合影响综合分析实验数据,发现温度、光照强度和光照周期等培养条件对雨生红球藻的生长和虾青素积累均具有显著影响。
在一定的范围内,适当提高温度和光照强度,缩短光照周期,有利于提高雨生红球藻的虾青素含量。
雨生红球藻生产虾青素的研究进展
条件下胁迫培养雨生红球藻5 d,虾青素含量达到了12.37 mg/L,是自养条件下的16倍多‘1“。Vidhyavath等人同样利 用乙酸钠作为碳源,同时利用氮缺乏、17.1 mmol/L的NaCl
和60 i.Lmol/m2・s的光照作为胁迫条件培养雨生红球藻,9
d
后每克干藻粉的虾青素含量达到24.5
慢,大多还停留在使用基因枪这种低效率的转入方法上。
Steinbrenner等使用基因枪的方法将定点诱变后的八氢番茄 红素脱饱和酶基因打入雨生红球藻细胞内进行同源表达,得 到稳定的转化子,其中有转化子表现出虾青素高含量性瞄J。 虽然Kathiresan等利用含穿梭载体pCAMBIAl301的农杆菌 侵染雨生红球藻,成功地构建了转基因表达所需的抗性标 记,但并未实现相关基因的同源表达脚o。
虾青素(3,3’.二羟基.13,B’.胡萝卜素4,4’一二酮)是一 种红色的类胡萝卜素衍生物,分子两端各有一个紫罗酮环, 环上各有一个羟基,根据羟基与整个分子平面的位置关系虾 青素分为4种光学异构体…:2个羟基位于平面下方构成s 构象(3s,3’s-虾青素);2个羟基位于平面上方构成R构象 (3R,3’R.虾青素);1个羟基位于乎面上方,1个位于平面下 方的构成s,R构象(3S,3’R-虾青素和3R,3’s.虾青素)。研 究表明,虾青素有极强的染色、抗氧化和增强机体免疫的能 力,这些特性使得虾青素在水产养殖业中作为饲料添加剂不 仅可以增加水生动物的着色还可以增强鱼类卵子的质 量口司1,在化妆品中还能够有效地延迟皮肤老化。41;在临床 医药上能够有效地促进癌细胞凋亡忙o,抑制心血管疾病引发 的炎症旧o。如此广泛的用途使得虾青素的需求量越来越大, 2010年全球的水产养殖业的市场需求量就达到了2亿美 元…。现阶段虾青素的生产主要有以下3种方法:化学合
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虾青素的最佳来源—密闭式培养的雨生红球藻
雨生红球藻(Haematococcus Pluvialis)又被叫做雨生血球藻,是一种普遍存在的藻类,这种藻类广泛存在于自然界中,从炎热的赤道到寒冷的北极雪域均有它的分布。
在与雨生红球藻相关的文献中没有任何有毒性的报道。
当前,雨生红球藻被公认为自然界中生产天然虾青素的最好生物,因此,利用这种微藻提取虾青素无疑具有广阔的发展前景,已成为近年来国际上天然虾青素生产的研究热点。
雨生红球藻的生命力非常强,但是只有在特定的环境下,其藻体中才会生成虾青素,完成虾青素的积累。
在积累虾青素的过程中对光照、温度以及生长环境的要求非常高,生长环境一旦不符合要求,雨生红球藻就会停止生成虾青素(Astaxanthin),甚至迅速的死亡。
因此在雨生红球藻的人工培养中,如何对雨生红球藻的生长进行优良的控制,即其培养技术的要求一直是生产公司的优秀程度与否的很重要的评价指标。
在目前雨生红球藻的培养当中,世界上所有的公司采用的培养技术分为了两种,即Closed Incubation(密闭式培养)和Opening Incubation(开放式培养)两种。
下面简单介绍一下这两种技术的一些特点。
Opening Incubation(开放式培养)由于技术要求和成本低,对于培养环境的要求不是十分苛刻,因此能够进行大量化的培养,但是培养过程中无法保证其生长环境的稳定性,极易受到外来物种的污染和影响。
开放式培养红球藻虽然有成本低,易于大规模生产的优点,但由于其生产过程中的开放式的特点,极易受到外来物种的污染,导致其他微生物的繁殖,产生抑制甚至导致雨生红球藻种群的退化,使其成品的纯度无法达到满意的效果。
并且由于在开放式培养的过程当中受到的外来物种的污染,由此方法培养出的红球藻粉经过萃取加工后的虾青素产品应用于一般食品及饮料上时,很难取除掉其他受污染的不纯物质的特有异味,影响添加虾青素的美味食品的开发。
Closed Incubation(密闭式培养)则不然,由于在培养的整个过程中采用了密闭容器,可以很好的阻止外来物种对雨生红球藻的侵蚀和影响,而且便于对培养环境的调节和控制。
密闭式培养能为雨生红球藻提供稳定和优质的生长环境,其成品中虾青素的纯净度可以达到很高的程度。
由于在雨生红球藻的生长过程中对光源的要求很重要,因此密闭容器大多设计成造型特殊的透明密闭容器,也称为Photoreactor(光反应器)。
容器的形状常设计成柱状、细管状、平板状、曲面板状等等,力求密闭容
器中的水体的每一点空间都能充分接受光照而无死角。
但光线并非越多越好,根据生长阶段的不同所需的光照强度也不同,另外水体的浓度,PH值以及二氧化碳的供应量等生长参数都须加以良好的控制,这些都直接影响了含虾青素的终端产品的品质。
密闭式培养法最早是由以色列Algatech公司提出并投入到实际生产中的。
虽然密闭式培养法在雨生红球藻的培养过程中具有很多得天独厚的优势,但是由于该技术要求很高的成本控制能力,以及高标准的生产技术要求,全世界众多雨生红球藻培养企业中,掌握了该技术并能进行大规模生产的公司只有3家:以色列的ALgatech、日本的富士化学、以及日本生物科技株式会社(原荏原集团独资子公司)。
日本生物科技株式会社拥有全球最大的密闭式雨生红球藻培育基地,其生产的Astaking虾青素是一款具有强大抗氧化能力的健康产品,被称为“抗氧化之王”,原料采用封闭式培育的天然雨生红球藻,是国际市场上为数不多的高纯净度的虾青素产品,不含重金属。
Astaking的配方中含有天然虾青素、维生素C和维生素E,属于复合虾青素配方,在增加产品的抗氧化能力的同时,也可以起到协同提高吸收效率的作用。
总体来说,封闭式培养的雨生红球藻是虾青素的最佳来源,这种培育方法可以使外来微生物对雨生红球藻的污染降到最低的程度。
而且采用密闭式培养法可以使雨生红球藻在不同生长阶段都达到其最佳生长条件,从而提高了终端虾青素产品的质量。
这也是为什么食品及制药公司多选择密闭式培养的雨生红球藻中萃取的虾青素作为产品原料的原因。