超临界CO_2萃取雨生红球藻中虾青素等有效成分的研究
当今社会,物质生活得到了极大的丰富,人们开始越来越注重生活的品质,希望自己能够青春永驻。科学研究表明,具有显著的抗氧化和抗衰老能力的天然虾青素,可以使人们远离癌症,也可以增加免疫力。本文利用超临界CO_2流体萃取技术,从雨生红球藻中成功地萃取出含天然虾青素等有效成分。再将超临界CO_2萃取出的有效成分,经浓缩皂化后,通过柱层析的纯化的方法,得到虾青素及一种无色絮状物质的粗品。经过对粗产品进行多次重结晶处理,得到了暗红色虾青素纯品及无色的豆甾醇晶体。利用分光光度计测定了超临界CO_2萃取物中类胡萝卜素的含量。由于在超临界CO_2萃取物中,主要成分是虾青素,但也含有一定量的其它类胡萝卜素。因此,用分光光度测定出的总类胡萝卜素含量越高,虾青素的含量也越高。实验中我们选取了类胡萝卜素含量最高时的萃取条件为超临界CO_2流体从雨生红球藻中萃取虾青素的优化工艺条件。采用UV及IR光谱法对纯化出的虾青素和豆甾醇晶体进行了表征,利用高效液相色谱&
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虾青素(3, 3’-二羟基-β,β’-胡萝卜素-4, 4’-二酮)是生物界广泛存在的一种类胡萝卜素类物质,具有抗氧化、抗肿瘤、抗辐射、抗衰老、提高免疫力等多种生物学功能,在食品、水产养殖、医药、饲料等行业中有着广泛的应用前景。红法夫酵母是一种重要的天然虾青素资源。目前,野生法夫酵母菌株中虾青素的含量很低,无法满足工业化生产的需要。因此筛选出温度适应范围广、生长速率快、虾青素含量高的法夫酵母突变株一直是努力的方向。为提高法夫酵母生产虾青素的产量和提高其发酵温度,本研究选用紫外线(UV)、低能氩离子注入、亚硝基胍(NTG)依次处理红法夫酵母,测定各种诱变剂处理后法夫酵母的致死率和正变率,根据实验结果确定合适的诱变剂量。同时,结合选择性培养基的筛选作用,筛选出生长速度快、虾青素含量高的突变株,并对其遗传稳定性和色素成分进行分析。实验结果表明:氩离子注入法夫酵母的致死率曲线呈现特有的“马鞍型”,即氩离子注入0-3 min时,法夫酵母的死...&
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虾青素(Astaxanthin)是一种有极强的抗氧化性能和着色性能的类胡萝卜素,在食品添加剂、水产养殖、化妆品、保健品医药工业等方面具有广阔的应用前景。近年来利用红法夫酵母(Phaffia rhodozyma)合成虾青素备受关注,但产量低一直是限制其工业化生产的主要因素。本文针对红法夫酵母工业生产存在的问题进行了以下研究:研究不同碳源、氮源、无机盐、金属离子、生长因子对红法夫酵母高产菌株G1051合成虾青素的影响。结果表明,大米淀粉水解液、玉米浆和乙酸铵、磷酸盐和部分维生素类生长因子对虾青素积累有促进作用,而金属离子影响不大。据此,利用正交设计优化得到一廉价培养基组分(g/L):大米淀粉水解液糖浓度60、玉米浆2、乙酸铵3、KH2PO4 2、Na2HPO4?4H2O 1.5、MgSO4 3、CaCl2 0.2。优化后生物量、虾青素产量和含量分别比优化前提高了21.9%、36.2%、10.9%。对红法夫酵母发酵动力学分析发现:低糖...&
(本文共58页)
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虾青素(3,3'-二羟基-4,4'-二酮基-β,β'-胡萝卜素)是一种广泛存在于植物、藻类、海产品中的类胡萝卜素[1],特别是在虾、蟹、鱼、羽毛中含量较高。它在抗氧化、着色、增强人体免疫能力、保护心脑血管及中枢神经等方面具有优良的生物学功能[2],因此在饲料、食品、化妆品、医药等领域有着广阔的应用前景[3-5]。法夫酵母(Phaffia rhodozyma)是一种含有丰富虾青素的红酵母,与其它天然虾青素的来源相比较,它具有生长快、培养周期短、虾青素含量高(其含量占总类胡萝卜素的70%~95%),能利用多种碳、氮源等特点,是一种应用前景极佳的天然虾青素资源[6-7]。法夫酵母的细胞壁由甘露聚糖、葡聚糖、糖蛋白等成分组成,这不仅使其具有致密的结构,而且十分坚硬,对虾青素的开发利用造成极大的困难[8-9],因此对法夫酵母进行破壁处理是虾青素提取的重要步骤。目前,法夫酵母的破壁方法有机械法、物理方法、化学方法及酶解法[10-11]。其中...&
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虾青素(astaxanthin)是一种具有高附加值的酮式类胡萝卜素,由于其具有极强的抗氧化性,在食品、保健品、医药行业得到了广泛的应用[1-3]。目前天然虾青素主要来源有微藻、植物、细菌、水产品下脚料、红发夫酵母[4],绿藻门单细胞绿藻雨生红球藻由于能积累比其他来源高的虾青素(达藻细胞干重的5%)而备受关注[5]。诱导条件下,促进雨生红球藻大量积累虾青素已成为当前研究的热点。研究发现雨生红球藻在加入诱导子的条件下,如茉莉酸、赤霉素、乙烯利等能促使雨生红球藻大量积累虾青素[6-7]。胺鲜酯(diethyl aminoethyl hexanoate,DA-6)是一种合成的植物生长调节剂,能刺激植物合成叶绿素、蛋白、核酸,增强干物质的积累,提高碳、氧的代谢,延长植物的生长期[8]。Jiang等[9]发现,添加适宜浓度的DA-6可以促进微藻次级代谢产物的积累。由此推测,DA-6对雨生红球藻中虾青素的积累可能具有一定的影响。活性氧(ROS...&
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China Food Additives开发应用虾青素(Astaxanthin)作为一种天然的类胡萝卜素,具有抗肿瘤、抗炎、免疫调节、降低氧化损伤等多种生理活性。在营养补充剂中添加天然虾青素对于改善人体健康具有非常实际的意义[1]。虾青素在自然界中广泛分布于虾、蟹、藻等海洋动植物体内,且多以虾青素酯(Esterified astaxanthin)的形式存在[2]。雨生红球藻(Haematococcus pluvialis,H.pluvialis)被公认为是天然虾青素的良好来源,前期研究[3]报道,雨生红球藻中游离态虾青素、虾青素酯(包括单酯和双酯)分别约占5%和95%。Coral等[4]研究报道,人体在口服摄入虾青素酯后,在血清中仅检测到游离态虾青素,据此推测虾青素酯是在消化道内水解为游离虾青素后被吸收的,这为虾青素酯在体内发挥与游离态虾青素相同的生物学效价提供了证据。然而,虾青素酯在食品等领域中的应用尚面临很多挑战。首先,虾青...&
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【答案】（1）叶绿体
（3）上升较快，下降较快
（5）叶黄素
（6）0.5mg/L，0.1mg/L
【解析】本题考查了有关叶绿体中色素的相关知识，和从资料中提取有关信息并分析问题的能力。（1）雨生红球藻是真核生物植物中的藻类，光合作用的场所在叶绿体中；
（2）植物生长调节剂B浓度为0.1mg/L时，干物质增加量为119.7%，虾青素含量的增加量8.5%，虾青素含量的增加量与干物质增加量的比值为8.5/119.7；植物生长调节剂B浓度为0.5mg/L时，干物质增加量为41.7%，虾青素含量的增加量3.9%，虾青素含量的增加量与干物质增加量的比值为3.9/41.7；由于8.5/119.7&3.9/41.7，可知B的浓度由0.1mg/L增加到0.5mg/L时，雨生红球藻单位干物质中虾青素的含量在增加；
（3）由表中数据A的浓度由0.5mg/L增加到0.5mg/L时，虾青素的含量增加量由57.1%增加到137.8%，当A的浓度增加到5.0mg/L时，虾青素的含量减少到-95.4%，说明A的浓度变化对虾青素含量影响的特点是上升较快，下降也较快；
（4）细胞分裂素的功能是促进细胞的分裂，从表中数据随A浓度的增加细胞数也增加，所以A的功能与细胞分裂素的功能更相似；
（5）从题干可知虾青素是一种类胡萝卜素，而叶黄素属于类胡萝卜素；
（6）要考虑A、B的协同作用对雨生红球藻增产虾青素的影响，应选取表中A、B分别对虾青素增加量最大的相应浓度，由表中数据可知，A为0.5mg/L，B为0.1mg/L。
【试题点评】本题要求学生对基本的生物知识应有所了解，比如应知道叶黄素为类胡萝卜素；更主要的是要理解题目所问内容，并从所给资料中提取出重要的信息进行解题，分析问题解决问题是对学生能力的一个重要考查方向，应加强学生从陌生材料中提取重要信息能力的训练。
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雨生红球藻712株生产虾青素研究
本文研究了雨生红球藻712 株的适宜培养条件，对抗生素的敏感性和利用抗生素对其进行纯化方法，以及植物激素对雨生红球藻细胞增殖和虾青素积累的影响，并探讨了雨生红球藻中虾青素诱导积累条件及藻细胞的破壁和虾青素提取工艺。结果如下：
1．通过测定培养物OD680 值、培养液pH、细胞干重和虾青素含量，比较了雨生红球藻在SM、BG－ 11、HGZ、MCM、SE、BBM 等6 种培养基上的生长情况，及NaNO3 、FeSO4 浓度，温度、光照强度和光照周期对雨生红球藻生长的影响。结果表明，雨生红球藻712 株在HGZ培养基中的最高细胞密度，藻粉干重和虾青素含量均高于其他培养基，最佳培养条件为改良HGZ 培养基，24℃，光强2000lx，24h 连续光照。
2．对抗生素的敏感性研究及抗生素除菌结果表明，雨生红球藻712株对庆大霉素、氯霉素和四环素较敏感，单独添加庆大霉素和氯霉素浓度≥ 10μg/ml，四环素≥ 50μg/ml 均会强烈抑制藻细胞的生长；对青霉素、罗红霉素不敏感，单独添加这2 种抗生素500μg/ml 对藻细胞没有影响，≥ 500μg/ml 乳酸左氧氟沙星对藻细胞有一定抑制作用；采用50μg/ml 青霉素、10μg/ml 四环素、10μg/ml 庆大霉素、25μg/ml 罗红霉素混合处理后，雨生红球藻712 株基本无杂菌。除菌后藻细胞培养时贴壁情况减缓，平均生长速率和最终细胞密度均高于除菌前。
3．探讨了6 种植物生长激素单因素及激素交叉作用对雨生红球藻712 株细胞增殖和虾青素积累的影响，并利用正交试验筛选出3 种影响明显的植物激素，确定了其最佳浓度及配比。结果表明，0.1～ 0.5 mg/L的6－ BA，0.05～ 1 mg/L 的GA3，0.1～ 5.0 mg/L 的NAA 均不同程度促进了雨生红球藻细胞增殖，增加了细胞干重和虾青素含量，其中0.5mg/L 的6－ BA， 0.1 mg/L 的GA3， 0.5 mg/L 的NAA 可以有效的缩短细胞培养周期，提高雨生红球藻细胞内虾青素含量；0.05～ 0.1 mg/L 的2， 4－ D 对细胞增殖促进作用明显，浓度超过0.5 mg/L 则对细胞中虾青素酯的积累产生抑制作用。交叉实验结果表明，2，4－ D 分别与GA3，IAA， 6－ BA 组合，GA3 与NAA，GA3 与6－ BA 组合作用对雨生红球藻细胞增殖与虾青素积累效果较好。正交试验结果表明，6－ BA，NAA和GA3 较优的质量浓度及配比为0.5： 0.1： 0.05 mg/L。
4．在缺N 条件下雨生红球藻712 株能快速积累虾青素，藻体比对照提前6 天变红，缺N 诱导同时导致细胞生物量比对照减少；盐度胁迫对虾青素的积累无明显影响；强光诱导能显著提高细胞的转化率和缩短藻体变红时间，但光照强度超过7klx 对细胞产生损害作用，甚至使细胞丧失积累虾青素的能力而死亡，最佳的诱导光强为7000lx。
5．细胞破壁和虾青素提取工艺研究结果表明：按冻融温差法、超声波法和直接研磨法的顺序，破壁效果依次增强；二甲基亚砜从雨生红球藻孢子态细胞中提取出虾青素效果最好。雨生红球藻中虾青素提取的最优条件为：超声波功率200W，破碎细胞10min，以二甲基亚砜为提取溶剂。
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