雨生红球藻培养.doc

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[9]。图1虾青素的三种异构体Fig1Thethreeisomersofastaxanthin虾青素的生产主要有人工合成和生物获取两种方法。-LaRoche企业。该企业生产的商品名为“CarophyllPink”的反式虾青素,是此刻市场上三文鱼饲料增添着色剂的重要根源[10]。生物获取能够从甲壳类动物、微藻、真菌等生命体中提取。甲壳类动物的甲壳中含虾青素,但含有量很低,并且甲壳中灰分和几丁质的含量相对较高,限制了虾青素的提取和再利用;雨生红球藻细胞内,虾青素含量很高,超出细胞干重的2%,被认为是最具发展远景的虾青素天然根源[11];真菌中应用最广的是红法夫酵母(Phaffiarhodozyma),1976年,Andrewes和Phaff等人在红法夫酵母中初次发现了虾青素,在此此后,好多企业在对红法夫酵母的研究上作了好多的努力,并获取了必然的进展;细菌中已知乳酸分支杆菌(Mycobacteriumlacticoda)和短杆菌(Bevibacterium)能产虾青素,此中乳酸分支杆菌只在烃类培养基上产生虾青素,短杆菌(Bevibacterium)在石油里生长,考虑到烃类发酵的不利之处和其较低的产量以及红法夫酵母的可用性,未来上述2种细菌在虾青素生产上的利用看来是没有希望的[1,12]。雨生红球藻细胞内虾青素合成及积累虾青素在雨生红球藻细胞内合成和积累的地点是影响其产量的重要要素。Sprey以为次生类胡萝卜素像初生类胡萝卜素相同也在叶绿体中形成,并且参加光合作用。但Santos和Mesquita经过电镜察看,发现虾青素不是在细胞器而是在内质网外面的透-3-明质内形成的[1]。在雨生红球藻最适生长环境下,藻细胞内的色素主假如叶绿素a、叶绿素b、β-胡萝卜素和叶黄素,这时细胞呈绿色卵圆形,细胞的生长速率很高。当环境条件不适宜雨生红球藻的分裂增值时,其光合速率和光合作用产物利用速度不均衡,致使碳水化合物的积累,脂肪酸和类胡萝卜素特别是虾青素的快速积累[13]。这时的雨生红球藻细胞变大,细胞壁变厚,细胞颜色也由绿色转变为红色。有关资料显示,任何惹起雨生红球藻细胞生长速率降低的要素都能够成为虾青素积累的要素。外界环境对虾青素合成的影响光照大部分的学者以为光照度对雨生红球藻的生长特别是虾青素的生物合成是必然的,也有人以为虾青素能够在黑暗条件下合成,但是光照条件下的合成速率比黑暗条件下高7倍。大于50μE/(㎡·s)的光照强度利于虾青素的合成,蓝色光质最有益于虾青素的积累。温度温度对雨生红球藻虾青素的生物合成的影响与光照条件很相像,前面也提到过,当温度高于30℃时虾青素会快速积累但细胞生长受控制,所以较高温度合用于雨生红球藻培养后期。营养元素氮饥饿、磷饥饿以及氮饥饿与高光强相联合可显然促使细胞内虾青素的合成,并可在人工控制下经过培养基配方的优化而保持高积累量。在盐威迫条件下,%NaCl或高浓度的NaAc[13]也能够致虾青素的积累,陆开形和蒋霞敏[14]等利用NaN3引诱雨生红球藻并发现浓度为1mmol/LNaN3办理有益于促使藻细胞的生长,而其余浓度办理则对藻生长起控制作用;但不一样样浓度办理都有益于促使虾青素的积累,此中又以1mmol/LNaN3办理后的虾青素含量最高。虾青素的生理功能及实质应用着色作用虾青素是类胡萝卜素合成的终点,它进入动物体后能够不经生物转变而直接积累在组织中,并可与肌动蛋白非特异性联合[15,16]。它的着色见效在家禽蛋黄、体色上及水产动物上显示出优胜性,比方JOHNSON等发现虾青素对鹌鹑蛋黄的着色见效显然好于万寿菊[17]。虾青素的着色作用是它被最早被开发出来的应用价值,所以当前为止虾青素最宽泛的应用主要用作三文鱼饲料增添剂。科学研究显示,素虾青素作为三文鱼的着色剂显然优于其余色素,能更有效地被三文鱼积累[1,18]。抗氧化作用虾青素的抗氧化功能高于其余类胡萝卜素,能有能控制生物膜被氧化的作用。Di等[19]研究了多种类胡萝卜素猝灭分子氧的能力,发现猝灭分子氧的能力为虾青素>α-胡萝卜素>β-胡萝卜素>黄质>黄体素>胆红素>胆绿素。虾青素的强抗氧化活性还表此刻消除光引诱的威迫,可作为暗藏的光保护剂用于阻截皮肤的光老化。-4-Cornnor等[20]人分析了虾青素、胡萝卜素等保护小鼠肾纤维细胞免受UVA引诱产生的氧化压力的能力,结果显示虾青素保护机体免受UVA光引诱的氧化见效最正确。(3)抗癌作用免疫学研究显示,类胡萝卜素拥有减小肿瘤等抗癌功能。Gradelet等[21]的研究发现虾青素、β-胡萝卜素在降低肝癌细胞的数目和大小方面见效显然,而番茄红素没有效。Kozuki等[22]对虾青素等8种类胡萝卜素控制老鼠腹水肝细胞瘤发病的活性进行了研究,证明这些类胡萝卜素能够减少肝细胞瘤的发生。Tnaka等[23]研究了虾青素对由一种亚硝***所惹起的雄性ICR老鼠的膀胱癌和由一种硝基喹啉氧化物所惹起的雄性F344老鼠的口腔癌的化学预防作用后发现,虾青素能够作为暗藏的化学预防剂,有效预防膀胱癌和口腔癌的发生。(4)加强免疫作用虾青素还可以够显然的促使淋奉承抗体特别是T细胞有关抗原抗体的产生。Jyonoychi等[24]人的研究结果表示虾青素能加强T细胞刺激人体血细胞免疫球蛋白的产生,可有效防备视网膜的氧化和感光器细胞的损害,据此能够将虾青素作为治疗眼科疾病的药物。Jyonouchi等[25]人的研究结果显示了虾青素能提升人体免疫球蛋白的产生。对于养殖的水产品、牲畜禽等,虾青素在防治疾病方面有与对人类相像的功用,所以,假如喂以含有必然浓度虾青素的饲料后,会提升它们的抗病能力。保护心血管健康作用类胡萝卜素对以各样脂蛋白形式存在的胆固醇含量有显然影响,对心血管系统有显然的保护见效。当前以为致使动脉粥样化的低密度脂蛋白的含量与高血压、心绞痛、心肌拥堵等心血管系统疾病的流行有正面有关性,高密度脂蛋白的含量和心血管健康之间存在反面有关性。研究报导当在老鼠的饮食中增添虾青素时,高密度脂蛋白的含量有显然的增添;而增添其余的类胡萝卜素、β-胡萝卜素时,对高密度脂蛋白没有效果[26]。由此能够看出,虾青素有保护心血管系统的作用。综合虾青素的生理特色及作用来看,因为虾青素拥有抗氧化、抗肿瘤和加强免疫力等好多重要的生理和生物学功能,使得其在食品增添剂、水产养殖、保健品和医药工业等方面拥有广阔的应用远景。当前美国的食品药品管理局已赞***工合成反式构造的虾青素用作水产养殖的增添剂,但是此刻市场上虾青素的售价很高,其人工合成品的单价达2000~2500美元/kg[27]。所以研究和开发虾青素拥有重要的商业和经济价值。近来几年来我国的虾青素研究也步入新的领域,据报导,中科院昆明植物所黄俊潮研究组与北京大学、香港大学合作,培养出生界首例能高产虾青素的工程番茄新品种,其富含自然界中最强的抗氧化剂虾青素,拥有极大的家产化和商业化应用远景[28]。-5-