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光及补料条件对室内管道光反应器中三角褐指藻 生长和岩藻黄素积累的影响

2021-04-11

广东海洋大学学报 2021年2期

(华南理工大学食品科学与工程学院,广东 广州 510640)

岩藻黄素(fucoxanthin)又名岩藻黄质,分子式为C42H58O6,与其他常见类胡萝卜素(β-胡萝卜素、虾青素)不同,作为丙二烯类胡萝卜素,除含特殊的共轭双键外,还含有单环氧基、羰基和羟基等基团[1]。因此,岩藻黄素有极强的抗氧化性,在抗炎症、抗癌、抗糖尿病、减肥、护肝等方面有独特的生物活性[2],在食品、医药、化妆品行业应用价值较高。目前,商业化岩藻黄素主要从海带(Laminaria)、枝管藻(Cladosiphon)、马尾藻(Sargassum)、裙带菜(Undaria)等大型褐藻中获得,但它们的岩藻黄素含量极低,通常仅0.01~4.96 mg/g[3],厚实的细胞壁及丰富的藻胶使其岩藻黄素提取和纯化成本过高[4]。海洋硅藻三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)有生长速率高、可规模化培养的优点,同时岩藻黄素含量高达15.42~16.51 mg/g,且较易提取[5],被公认为藻基岩藻黄素的新来源。

目前,开放式(跑道池)和封闭式光生物反应器(管道、柱状、平板等)已应用于三角褐指藻的人工培养[6]。但跑道池的环境因素难控制,易受敌害生物污染,生产效率低下;柱状和平板反应器大多局限于实验室规模[7],不利于规模化培养;以色列已实现三角褐指藻的户外管道光反应器规模化培养[8],但依然存在户外环境因素可控性差、生产性能不稳定的问题。与户外培养相比,室内人工光源下温度和光照易于精准调控,为保障三角褐指藻的生产效率提供了新方向。本研究以三角褐指藻为研究对象,系统探讨室内管道光反应器中不同光源和调光策略、重复补料分批培养和半连续培养条件对三角褐指藻细胞生长和岩藻黄素积累的影响,为室内可控规模化培养三角褐指藻生产岩藻黄素提供技术支撑。……

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