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优化海产微藻多不饱和脂肪酸生产条件的研究

蒋汉明

  为了探讨微藻生产多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,PUFAs)的最适条件,本文以三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)和等鞭金藻(Isochrysis galbana)为材料,研究了不同培养条件下两种微藻的生长和PUFAs含量变化。三角褐指藻的最适生长温度为20℃,当培养温度超过25℃时,其生长受到明显的抑制。等鞭金藻适宜的温度范围为25~30℃,温度低于15℃,生长缓慢。降低培养温度提高了三角褐指藻EPA(eicosapentaenoic acid)和PUFAs含量,10℃时,EPA和PUFAs的含量分别比25℃时提高了90%和50%。等鞭金藻细胞中的DHA(docosahexaenoic acid)含量变化也表现出相同的趋势,但其PUFAs含量在20℃达到最大。在一定光强范围内,两种微藻比生长速率随着光强增加而增加。两种微藻在光强为80μmol m~(-2)s(-1)时,比生长速率最大,分别为0.86和0.81d~(-1)。随着光强的增加,三角褐指藻EPA和PUFAs的含量下降,而等鞭金藻DHA和PUFAs含量则表现相反的趋势,130μmol m~(-2)s(-1)时二者的含量分别比30μmol m(-2)s~(-1)时增加了110%和16%,在210μmol m(-2)s(-1)出现下降。氮源的种类和浓度均影响三角褐指藻和等鞭金藻的生长与PUFAs的合成。氮浓度低于1.80mM时,三角褐指藻以NH_4~+为氮源生长最快;氮浓度高于3.50mM时,以NH_2CONH_2为氮源生长最快。等鞭金藻以NH_2CONH_2为氮源生长最快,对NH_4~+比较敏感,当NH_4~+浓度高于0.90mM时,其生长就受到抑制。无论是哪种氮源,三角褐指藻EPA含量均随着氮浓度的增加而升高。PUFAs含量随着NO_3~-浓度增加而降低,随着NH_2CONH_2浓度增加而上升,而几乎不受NH_4~+浓度的影响。以NH_4~+或NH_2CONH_2为氮源,等鞭金藻DHA含量在1.80mM时达到最高;以NO_3~-为氮源,在3.50mM时最高。氮浓度为0.01mM时,EPA或DHA合成受阻,从而导致三角褐指藻中C_(18:2(n-6))、C_(18:3(n-6))和等鞭金藻中C_(18:2(n-6))积累。随着磷浓度的增加,三角褐指藻比生长速率增加;对等鞭金藻来说,当磷浓度高于39μM时,其比生长速率呈下降趋势。磷浓度越高,三角褐指藻EPA和PUFAs含量越低。虽然磷浓度为3μM时,二者含量最高,但生物量最低。等鞭金藻DHA含量随磷浓度的增加而上升,75μM时达到最大,但PUFAs含量随磷浓度的增加而下降。Fe~(3+)缺乏,对两种微藻的生长具有不同程度的限制作用。当Fe~(3+)浓度高于24.5μM时,对三角褐指藻的生长表现出抑制作用,但对等鞭金藻的生长没有影响。随着Fe~(3+)浓度的增加,三角褐指藻的EPA和PUFAS含量逐渐下降。等鞭金藻DHA和PU队s含量随Fe3+浓度的增加先上升后下降,二者达到最大时的Fe3+浓度分别为60.5林M和24.5抖MO高co:浓度能显著地促进两种微藻的生长。高co:浓度(20000 ppmv,2%)条件下,三角褐指藻EPA和PUFAs含量分别比对照(350 ppmv)提高了1 .3和1 .9倍;等鞭金藻在高CO:浓度下,DHA含量比对照下降了29%,但PUFAS含量比对照提高了35%。可见,提高CO:浓度可有效的调控微藻多不饱和脂肪酸的合成。从生产的角度来看,三角褐指藻培养在150c,光强为80林molm一“S一,,以7.00 mM的NHZe州H:为氮源,75林M的N出ZPo;为磷源;Fe3+浓度为12.5林M并加富eoZ可以获得最高的EPA和PuFAs产量。等鞭金藻在200c,光强为130林molm一S一,,以1.somM的NHZeoNH:为氮源,39oM的NaHZPo;为磷源;Fe,+浓度为24.5协M并加富CO,可以获得最高的DHA和PUFAs产量。……   
[关键词]:多不饱和脂肪酸;培养条件;三角褐指藻;等鞭金藻;生长;比生长速率;EPA;DHA
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:汕头大学2003年