原绿球藻营养成分与叶绿素a、b含量研究
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第21卷第l期 2008年3月 宁波大学学报(砖 l:版) JOURNAL OF NlNGBO UN1VERSITY(NSEE Vol 2l NO.1 Mar 2008
文章编号:1001.5132(2008)Ol-0043-06
原绿球藻营养成分与叶绿素a、b含量研究
钱鹏,蒋霞敏 ,张茵
(宁波大学生命科学与生物工程学院,浙江宁波315211)
摘要:用化学分析方法测定了原绿球藻(Prochlorococcus sp.)一般营养成分,以及不同光照条件下
叶绿素a、b含量的变化,结果表明:原绿球藻含水分80、56%,干品中舍有蛋白质42.32%,碳水
化合物15.11%.粗脂肪l1.47%,灰分17.48%;氨基酸35、88%,包括8种必需氨基酸(37.54%)
和10种非必需氨基酸(62.46%);13种脂肪酸,包括5种饱和脂肪酸(41.74%),8种不饱和脂肪
酸(54.43%).在光照20 gmo1.(m s)~,温度20℃,pH 8.16,盐度20.2%。的条件下藻液蓝绿色,
叶绿素a、b的比值为5.24.实验表明:原绿球藻可作为一种高品质的蛋白质和不饱和脂肪酸来源,
有望作为直接投喂的饲料或作为饲料中的添加剂.
关键词:原绿球藻;营养成分;氨基酸;脂肪酸;色素
中图分类号:Q949.2 文献标识码:A
原绿球藻(Prochlorococcus sp.)是一种呈球形
或椭圆形的海洋光合原核生物…,平均长径1 p.m,
宽0.5 p.m,细胞壁厚0.05 m,是迄今发现的地球
上最小的放氧型光合自养生物,也是目前发现唯一
以二乙烯基叶绿素(diviny1.chlorophyll a,b)作为主
要光合色素的野生型物种 】.原绿球藻和海洋聚球
藻一起,参与了2/3海洋生态系统中的碳固定,组
成了地球上1/3的初级生产力 1.
1 979年,Johnson等人I J最早发现了一种新型
的无藻红素的单细胞“II型”聚球藻(后来发现有些
原绿球藻具有藻红蛋白【3 ).1 988年,Chisholm确定
了这种聚球藻其实是未发现的新属新种【5J,并在纯
化培养的基础上于1 992年将其命名为海洋绿球藻
(Prochlonococcus marinus)[¨.2003年,由美国、法
国和以色列等国科学家组成的3个研究小组宣布绘 出了原绿球藻的基因组序列图.并在((Nature》刊
物上发表了此论文【6】.国内学者对原绿球藻的分
布、分类和生理学特征以及生态学意义均作过不同
程度的研究报道【7】.但迄今为止国内外有关原绿球
藻营养成分的报道很少.本文分析了原绿球藻的
营养成分,旨在为原绿球藻的开发利用提供一定的
理论依据.
1材料和方法
1.1实验藻种与培养基
原绿球藻藻种由宁波大学生命学院海洋与水
产系藻种室提供.实验均使用CoA培养基,配方:
NH4C1 39 mg・L~、KH2PO3 1 0 mg-L一、FeSO4"7H2O
2.5 mg・L~、MnSO4"H2O 0.25 mg-L~、VBl 6 lag・L‘ 、
收稿日期:2007.06 l2. 宁波大学学报【理工版)I蜘址:http://3xb nbu edu.ell 基金项目:浙江省自然科学摹金(30I208); 县科技汁划项目(2004I1) 第一作者:钱鹏(1984一).女、【uJ族.1 J J东临清人、在凄硕士研究生. 要研究方ruJ:藻类与饵料生物培养.E-mail:happypengzi@163.corn 通讯作者:蒋霞敏(1957一)、女.浙江舟“』人.教授.主要研究方Ⅲ:藻类’ 饵料生物培养E-mail:jjangxiam抽@sj丌alcorn
维普资讯 http://www.cqvip.com 宁波大学学报(理工版1 2008
EDTA—Na2 10 mg‘L~、VBl2 5×10一 g‘L~.
1.2培养用水与培养容器
海水取自象山港,经脱脂棉过滤、煮沸,冷却.
培养容器为l 000~5 000 mL三角烧瓶,洗涤、凉
干、洗液浸泡、冲净、晾干、l20℃恒温消毒.
1-3藻种培养与藻泥收集
取指数生长期藻种,于GXZ智能型光照培养箱
中进行不充气的扩增培养:温度(25±1)oC,光照
强度20 ̄tmol・(m s)~,光照周期L:D为l2 h:12 h,
pH8,盐度20.2%。.离心(10 oC,8000 rpm・min~,
20min),浓缩藻泥一4℃冷藏备用.
1.4计数与计算
将上述藻种液稀释至不同浓度(10%、20%、
40%、60%、80%和100%),以藻细胞数目为 轴,
对应吸光度为 轴,绘制标准曲线.以下试验以标
准曲线为依据,根据吸光度换算藻密度(cell・mL ).
1.5营养成分的测定
(1)水分含量测定:烘干法【8 ;(2)粗蛋白的测定:
参照文献【8】;(3)灰分含量测定:灼烧重量法 (4)
碳水化合物的测定:苯酚一硫酸法【9 ;(5)氨基酸的
测定:参照文献[10】;(6)脂肪酸的测定:气相色谱
法【Il1.
1.6色素的提取测定
采用不同的光照梯度l0、20、30、40、50,单
位均为 ̄tmol・(m2s) 分别培养原绿球藻,温度20℃, pH 8.16,盐度20.2%。,7 d后浓缩藻液,离心获得
浓缩藻泥,提取色素并测定 】.
2 结果
2.1原绿球藻生长标准曲线
以藻细胞数目(5×10 cell・mL )为X轴,吸光度
为Y轴,绘制标准曲线(图1).方程Y=0.0009x一
0.033 8,JR =0.984 6.
图1原绿球藻的标准曲线
2.2原绿球藻主要营养成分含量
对原绿球藻藻粉主要营养成分进行分析,结果
见表1.
表1 原绿球藻的主要营养成分 %
注:(1)占干重的百分率.
2-3原绿球藻氨基酸分析
原绿球藻氨基酸组成见表2.氨基酸总量(TAA)
表2原绿球藻的氨基酸组成
氨基酸名称 含量/% 氨基酸比率/% 氨基酸名称 含量/% 氨基酸比率/% 苏氨酸‘‘’ 2.15 5.99 谷氨酸 4.59 12.79 缬氨酸‘‘’ 2,20 6,13 甘氨酸 2.16 6.02 蛋氨酸‘‘’ 0.38 1.06 丙氨酸 3.85 10.73
异亮氨酸‘‘’ 1.72 4.79 酪氨酸 1.35 3.76 亮氨酸㈨ 3.44 9.59 组氨酸 0.80 2.23 苯丙氨酸(” 2.10 5.85 精氨酸 2.52 7.02 赖氨酸{‘’ 1.48 4.12 脯氨酸 1.37 3.82 色氨 “ 一f 一f ) EAA 13.47 37.54 胱氨酸 一f —f:) NEAA 22-41 62.46
天冬氨酸 3.90 10.87 TAA 35.88 1 00.00 绐氡酸 1.87 5.21 EAA/NEAA 60.10
注:(1)必需氨基酸TAA;(2)
未测 维普资讯 http://www.cqvip.com 第1期 钱鹏.等:原绿球藻营养成分与叶绿素a、b含量研究 45
占干重的35.88%,其中非必需氨基酸含量高,占
总氨基酸的62.46%.在测得的l6种常见氨基酸中,
以谷氨酸、天冬氨酸和丙氨酸含量最高,分别达
12.79%、l0.87%和l0.73%.
1973年,联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组
织(WHO)提出的理想模式标准,质量较佳的蛋白质
氨基酸组成为EAA/TAA在40%左右,EAA/NEAA
在60%以上【 】.原绿球藻符合较佳的氨基酸组成
(EAA/TAA为37.54%,EAA/NEAA为60.10%).
2.4原绿球藻脂肪酸分析
在原绿球藻中检测出l 3种脂肪酸见表3.饱和
脂肪酸(SFA)5种,占总脂肪酸的41.74%,其中C14:
0比例最高;C 16:0次之.不饱和脂肪酸(USFA)有8
种,含量为54.43%.其中,单不饱和脂肪酸(MUFA)
有6种,含量为50.29%,C16:l所占比例较高;多
不饱和脂肪酸(PUFA)有2种,含量为4.14%,其中
EPA含量高.
表3原绿球藻的脂肪酸组成
脂肪酸名称 含量/%
2.5原绿球藻色素组分分析
在不同的光照条件下培养4 d后,试验组中l0
gmol・(m s)~、20 gmol・(m s)。 组的藻液颜色呈蓝绿 色,30 gmol・(m s) 组呈绿色,40 gmol‘(m s)~、
50gmo1.(m!s) 组呈黄绿色.方差分析 2l5.36
(P<0.0 1),表明光照对原绿球藻生长的影响非常显
著,从图2可知原绿球藻在l0—50 gmol・(m s) 的
光照下均能生长,l0~20 gmol・(m s) 时藻生长较
好,在20 gmol・(m s)一时最佳细胞分裂频率( .1 59).
在啪 30 gmol・(m s)~、40 gmol‘(m s)~、50 gmol・
(m s 下藻体颜色变黄, ,1直明显降低,所以原绿
球藻属喜弱光的藻类.
图2 光照强度对原绿球藻的生长影响
培养7 d后,光照强度10 gmol・(m s)~、20 gmol・
(m s)。组的叶绿素浓度较高(1.147一1.429 mg・ ),
以20gmol・(m s) 组的叶绿素浓度为最高(1.429
mg・ ),藻液呈蓝绿色;光照强度30 gmol・(m s) 组
藻液颜色呈绿色,色素浓度则明显减少(<0.4
mg・ ),如图3所示.
一J.60
E l20
墓0.80 糅 嚣0.40
0 四叶绿素a 图叶绿素b 口叶绿素
. . .一 J0 20 30 40 50 光照强度/(1amol(m ・s) )
图3 光照强度对原绿球藻的叶绿素影响
3讨论
3.1营养成分分析
原绿球藻是一种营养丰富的海洋微藻,蛋白质
含量高达42.32%,其中必需氨基酸含量达37.54%;
粗脂肪含量为l1.47%,不饱和脂肪酸达54.43%; 卯鹪 n n 量 总 酸 一一一一一一c c c c c脂 和c蜘c c c c
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