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第8期 王素琴等：小球藻USTB01的异养培养和叶黄素的生产 .769 藻的优化控制条件. 成叶黄素的最好氮源， Shi等16]报道，在小球藻异养培养过程中，当葡 (4)采用葡萄糖和硝酸钾作为碳氮源，其碳氨 萄糖初始质量浓度大于80gL时才会对小球藻的 质量比为25：1时是获得最大藻生物量和叶黄素产 生长产生抑制：但笔者得到的结果表明，初始葡萄糖 量的优化控制条件. 质量浓度大于17.3gL1时就会对小球藻的生长有 所影响山]，因此在发酵罐培养小球藻的过程中，应 参考文献 实行流加控制，以避免高葡萄糖浓度的抑制效应， [1】陈峰，姜悦.微藻生物技术.北京：中国轻工业出版社，1999： 55 刘世名等12]报道，流加分批培养小球藻时，补料液 [2]Haskin HH.A spectrophotometric method for analysis of chloro 中最适碳氨质量比为41.2；但笔者的实验结果表 plast pigment.J Biol Chem.1942.114:149 明，碳氨质量比为25：1时对促进小球藻的异养生长 [3]Shearon W H.Carotene and cancer in animal models.J Nutr. 比较合适，这可能是由于所采用的藻种不同所致， 1989,119,123 图7是不同碳氨质量比培养条件下小球藻细胞 [4]Philip.Purification of lutein fatty acid esters from plant materials: 中叶黄素含量的变化·从图中可以看出，随着碳氮 US patent,4048203.1977-09-13 [5]Khacik.Process for isolation.purification,and recrystallization of 质量比的增加，小球藻细胞中叶黄素含量逐渐降低； lutein from saponified marigold oleoresin and uses thereof:US 但因为藻生物量增加，使叶黄素总量呈现先上升后 patent,5382714.1995-0-17 下降的趋势，当碳氨质量比为25：1时叶黄素总量最 [6]Madhavi.Process for the isolation of mixed carotenoids from 大，达到了4.7mgL1.由此进一步说明，碳氨质 plants:US patent,6380442.2002-04-30 量比25：1是获得最大叶黄素生产量的较为合适的 [7]Endo H.Sansawa H.Nakajima K.Studies on Chlorella regu laris.Mixtrophic growth in relation to light intensity and ac 碳氮质量比 etate concentration.Plant Cell Phys.1977,19:199 0.7 [8]Ikuko.Ishikawa S.Nutritional control of cell pigmentation in 60 4 Chlorella photothecides with special reference to the degeneration 0.6 of chloroplast induced by glucose.Plant Cell Phys.1964.5:227 0.5 3 [9]Kyle D.Production and use of lipids from microalgae.Lipid Technol,1992.4(3):59 0.4 2 [10]Borowitzka M A.Microalgae source of pharmaceuticals and other 0. 古 15 20 25 30 biologically active compounds.J Appl Phycol.1995.7:3 碳氨质量比 [11]闫海，周洁，何宏胜，等.小球藻的筛选和异养培养.北京科 技大学学报，2005,27(4)：408 图7碳氨质量比对小球藻细胞中叶黄素含量的影响 [12]刘世名，孟海华，梁世中，等。生物反应器高密度异养培养 Fig-7 Effect of carbon-to-nitrogen ratio on the content of lutein in 小球藻，华南理工大学学报：自然科学版，2000,28(2)：81 the cell of Chlorella sp [13]王素琴，闫海，张宾.不同氮源形态和植物激素对小球藻 USTB01生长及叶黄素含量的效应.科技导报，2005,12：37 3 结论 [14]Liu S M.Chen F,Liang S Z.Researches on the heterotrophic culture of Chlorella vulgaris"optimization of carbon sources,ni- (1)与光照培养相比，黑暗异养培养小球藻不 trogen sources,inoculum size and initial pH.J South China Univ 仅可以获得更高的藻生物量，也可以获得很大的叶 Technol,1999(4):111 [15]余若黔，刘学铭，梁世中，等.小球藻的异养生长特性研究 黄素生产量，具有非常重要的应用前景和潜力 海洋通报，2000,6：57 (2)与碳酸氢钠、乙醇和乙酸钠相比，葡萄糖是 [16]Shi X M.Liu H J.Zhang X W.et al.Production of biomass 支持小球藻持续快速异养生长的最好碳源， and lutein by Chlorella protothecoides at various glucose concen- (3)与尿素和氯化铵相比，硝酸钾不仅可以支 trations in heterotrophic cultures.Process Biochem.1999,34 持小球藻异养快速生长，而且是促进小球藻生物合 (4):341藻的优化控制条件． Shi 等［16］报道在小球藻异养培养过程中当葡 萄糖初始质量浓度大于80g·L －1时才会对小球藻的 生长产生抑制；但笔者得到的结果表明初始葡萄糖 质量浓度大于17∙3g·L －1时就会对小球藻的生长有 所影响［11］．因此在发酵罐培养小球藻的过程中应 实行流加控制以避免高葡萄糖浓度的抑制效应． 刘世名等［12］报道流加分批培养小球藻时补料液 中最适碳氮质量比为41∙2；但笔者的实验结果表 明碳氮质量比为25∶1时对促进小球藻的异养生长 比较合适这可能是由于所采用的藻种不同所致． 图7是不同碳氮质量比培养条件下小球藻细胞 中叶黄素含量的变化．从图中可以看出随着碳氮 质量比的增加小球藻细胞中叶黄素含量逐渐降低； 但因为藻生物量增加使叶黄素总量呈现先上升后 下降的趋势当碳氮质量比为25∶1时叶黄素总量最 大达到了4∙7mg·L －1．由此进一步说明碳氮质 量比25∶1是获得最大叶黄素生产量的较为合适的 碳氮质量比． 图7 碳氮质量比对小球藻细胞中叶黄素含量的影响 Fig．7 Effect of carbon-to-nitrogen ratio on the content of lutein in the cell of Chlorella sp 3 结论 （1） 与光照培养相比黑暗异养培养小球藻不 仅可以获得更高的藻生物量也可以获得很大的叶 黄素生产量具有非常重要的应用前景和潜力． （2） 与碳酸氢钠、乙醇和乙酸钠相比葡萄糖是 支持小球藻持续快速异养生长的最好碳源． （3） 与尿素和氯化铵相比硝酸钾不仅可以支 持小球藻异养快速生长而且是促进小球藻生物合 成叶黄素的最好氮源． （4） 采用葡萄糖和硝酸钾作为碳氮源其碳氮 质量比为25：1时是获得最大藻生物量和叶黄素产 量的优化控制条件． 参 考 文 献 ［1］ 陈峰姜悦．微藻生物技术．北京：中国轻工业出版社1999： 55 ［2］ Haskin H H．A spectrophotometric method for analysis of chloroplast pigment．J Biol Chem1942114：149 ［3］ Shearon W H．Carotene and cancer in animal models．J Nutr 1989119：123 ［4］ Philip．Purification of lutein-fatty acid esters from plant materials： US patent4048203．1977－09－13 ［5］ Khacik．Process for isolationpurificationand recrystallization of lutein from saponified marigold oleoresin and uses thereof：US patent5382714．1995－01－17 ［6］ Madhavi．Process for the isolation of mixed carotenoids from plants：US patent6380442．2002－04－30 ［7］ Endo HSansawa HNakajima K．Studies on Chlorella regularis．Ⅲ．Mixtrophic growth in relation to light intensity and acetate concentration．Plant Cell Phys197719：199 ［8］ IkukoIshikawa S．Nutritional control of cell pigmentation in Chlorella photothecoides with special reference to the degeneration of chloroplast induced by glucose．Plant Cell Phys19645：227 ［9］ Kyle D．Production and use of lipids from microalgae．Lipid Technol19924（3）：59 ［10］ Borowitzka M A．Microalgae source of pharmaceuticals and other biologically active compounds．J Appl Phycol19957：3 ［11］ 闫海周洁何宏胜等．小球藻的筛选和异养培养．北京科 技大学学报200527（4）：408 ［12］ 刘世名孟海华梁世中等．生物反应器高密度异养培养 小球藻．华南理工大学学报：自然科学版200028（2）：81 ［13］ 王素琴闫海张宾．不同氮源形态和植物激素对小球藻 USTB01生长及叶黄素含量的效应．科技导报200512：37 ［14］ Liu S MChen FLiang S Z．Researches on the heterotrophic culture of Chlorella v ulgaris-optimization of carbon sourcesnitrogen sourcesinoculum size and initial pH．J South China Univ Technol1999（4）：111 ［15］ 余若黔刘学铭梁世中等．小球藻的异养生长特性研究． 海洋通报20006：57 ［16］ Shi X MLiu H JZhang X Wet al．Production of biomass and lutein by Chlorella p rotothecoides at various glucose concentrations in heterotrophic cultures．Process Biochem199934 （4）：341 第8期 王素琴等： 小球藻 USTB01的异养培养和叶黄素的生产 ·769·