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基于机械搅拌式光照发酵罐的紫球藻高产藻红蛋白培养条件优化*

2021-01-14陈晓倩刘永宏黄炳耀

广西科学 2020年5期

陈晓倩,刘永宏,黄炳耀

(广西中医药大学海洋药物研究院,广西南宁 530200)

0 引言

藻红蛋白是一种具有高度荧光特性和光稳定性的藻胆蛋白,是极好的天然色素和荧光剂,可以广泛应用在医疗卫生、食品、化妆品以及染料等行业[1-4]。此外,藻红蛋白还可以作为优良的蛋白质来源,添加在食品、药品以及动物饲料中[1,3]。在大多数红藻中,藻红蛋白可占藻胆蛋白的70%以上[5],其中以紫球藻(Porphyridiumcruentum)的含量最高,因此紫球藻是生产藻红蛋白的优质材料。在紫球藻的类囊体膜上,藻红蛋白与其他3种藻胆蛋白聚合形成高度有序的超分子复合体,即藻胆体(Polyunsaturated Fatty Acids,PBSs)[6-9]。在自然状态下,PBSs结构完整,并与类囊体膜结合紧密,这时紫球藻呈现紫红色[10-12]。当受到外界胁迫时,作为储藏蛋白的藻红蛋白与连接器多肽分离并从PBSs上降解下来[6],用作氮源以供藻类生存。在此过程中,紫球藻开始褪色,严重时细胞呈现黄绿色。因此,普遍认为生长环境因素会影响紫球藻藻红蛋白的积累。有研究发现,氮盐含量对藻红蛋白的积累有显著的影响,高氮对其有抑制作用[13,14];另外,低光条件下的细胞需要更多的藻胆蛋白用来吸收更多的光能,因此低光能刺激藻胆蛋白的合成与积累[15,16]。

目前,实验室多采用摇瓶、充气等方式进行紫球藻的培养,但这些常用培养方式均存在平行性差、可控性不佳的缺点。小型普通机械搅拌式光照发酵罐是实验室常见发酵装置,可控性好、技术条件成熟,仅需对光源进行调整就可用来培养光合微生物,大大增加了设备的利用率。……

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