欢迎访问《渔业研究》官方网站，今天是 2024年10月14日 星期一 分享到：

渔业研究, 2022, 44(3): 294-300 DOI: 10.14012/j.cnki.fjsc.2022.03.012

综述与其他

等鞭金藻培养方式及其应用研究进展

李道贵,, 陈娜, 洪育翎, 林荣昭, 吴黎明, 何勇锦,*

福建师范大学生命科学学院,福建 福州 350117

Research progress in culture modes and applications of Isochrysis galbana

LI Daogui,, CHEN Na, HONG Yuling, LIN Rongzhao, WU Liming, HE Yongjin,*

College of Life Science,Fujian Normal University,Fuzhou 350117,China

通讯作者: 何勇锦(1984-),男,副研究员,研究方向:微藻生物技术、油脂改性等.E-mail:yongjinhe@fjnu.edu.cn

收稿日期: 2021-12-6  

基金资助: 福建省大学生创新创业训练计划项目资助(S202110394035)

Received: 2021-12-6  

作者简介 About authors

李道贵(2000-),男,本科,研究方向:水生生物.E-mail:lidaogui163@163.com

摘要

等鞭金藻是一种可持续、可再生的生物资源,同时也是天然生物活性化合物的重要来源,可提供的高价值产物十分广泛,如岩藻黄素、优质蛋白质、多不饱和脂肪酸等。本文主要就等鞭金藻的培养方式与规模化培养展开综述,总结近年来利用等鞭金藻开发高附加值产品发展现状,并对等鞭金藻生物质在功能性食品、医疗保健、生物能源等领域的应用作出展望。

关键词： 等鞭金藻; 生物柴油; 培养方式; 功能性食品; 应用研究

Abstract

Isochrysis galbana is a sustainable and renewable bio-resource and an important source of natural bioactive compounds.It can provide a wide range of high-value products,such as fucoxanthin,high-quality protein,as well as polyunsaturated fatty acids.These nutrients provide essential dietary nutrients for people and are important sources of health care,aquaculture and biofuels.However,the high cost of microalgae culture has been a limiting factor for the development of the industry.In recent years,the research on the low-cost culture modes and large-scale culture technology of I.galbana was also deepening.In this paper,the research progress on microalgae culture modes and large-scale culture of I.galbana was reviewed,and the functional value development of I.galbana in recent years was summarized,while the future application of I.galbana in functional food,aquaculture,biofuel and other fields was prospected.

Keywords： Isochrysis galbana; biodiesel; culture modes; functional food; application research

PDF (1317KB) 元数据 多维度评价 相关文章 导出 EndNote| Ris| Bibtex  收藏本文

本文引用格式

李道贵, 陈娜, 洪育翎, 林荣昭, 吴黎明, 何勇锦. 等鞭金藻培养方式及其应用研究进展[J]. 渔业研究, 2022, 44(3): 294-300 DOI:10.14012/j.cnki.fjsc.2022.03.012

LI Daogui, CHEN Na, HONG Yuling, LIN Rongzhao, WU Liming, HE Yongjin. Research progress in culture modes and applications of Isochrysis galbana[J]. Journal of Fujian Fisheries, 2022, 44(3): 294-300 DOI:10.14012/j.cnki.fjsc.2022.03.012

第一次工业革命以来,人类活动逐渐频繁,工业化伴随着二氧化碳、甲烷等温室气体过量排放,加剧全球气候变化,致使极端天气频发。此外,在工业化的进程中,全球人口迅速增加,而人均耕地面积却在逐渐减少,因此寻找可持续性、不依赖于耕地的农产品来代替传统农作物成为了重要的研究方向。等鞭金藻(Isochrysis galbana)作为水生自养生物,在培养过程中不仅不占用耕地面积,还可利用二氧化碳合成大量的多糖、优质蛋白质与多不饱和脂肪酸,为人们提供必要的膳食营养。同时等鞭金藻细胞含有丰富的脂类化合物,可作为石油等化石能源的替代品,从而缓解全球能源枯竭的趋势。但微藻培养的高成本问题一直制约着整个行业的发展。近年来,随着微藻规模化、工业化培养技术研究的逐渐深入,利用微生物不同的培养方式,寻找最优的培养方案用于等鞭金藻工业化生产逐渐成为研究热点[1⇓⇓-4],未来以低成本实现高效的生产应用将成为等鞭金藻等微生物资源可持续性发展的根本方向。本文综述了目前等鞭金藻主要的培养方式及其优缺点,并对多种规模化培养装置进行比对分析,总结等鞭金藻在休闲食品、水产养殖、生物医药、生物质能源等领域的应用研究进展与趋势,旨在为等鞭金藻低成本、高效率的规模化生产以及多领域应用提供参考。

1 等鞭金藻培养方式

等鞭金藻是一种单细胞藻类[5],具有两条等长的鞭毛,藻体通常呈金黄色[6-7],主要分布在咸淡水和海水[6]。等鞭金藻以二分裂为主要繁殖方式[8],具有易培养、生长速率快、可适应条件广等特点,因而培养方式十分多样。

1.1 自养培养模式

等鞭金藻是一种可以进行光合作用的低等植物。培养等鞭金藻生长的最适条件为光照强度3000~6 000 lx、温度24~26℃、pH 7~8.5、盐度23~28[9⇓⇓⇓-13],此外,不少等鞭金藻相关研究表明,自养培养等鞭金藻常用的培养基有NMB3培养液[14]、改良的f/2培养基[15]等。培养基中氮源、磷源、微量元素等营养成分以及二氧化碳浓度是影响等鞭金藻生长的重要因素。对于氮源,等鞭金藻生长及其脂肪酸的积累与培养基的氮浓度存在很大相关性。正常条件下,培养基中氮源浓度越高,藻细胞密度越大;氮源浓度低,则有利于脂肪酸积累[16]。在缺氮条件下,等鞭金藻生长缓慢,但油脂积累量较高[17]。此外,现有研究指出,光照强度、光照周期、环境温度、环境pH、培养基盐度也是影响等鞭金藻生长密度与油脂含量的重要因素[18-19]。

1.2 异养培养模式

微藻异养培养是在无光条件下,微藻利用培养基中有机碳源(葡萄糖、甘油等)进行生长的方式[20]。异养培养等鞭金藻可克服自养的不足,如生产周期长、细胞密度低、易被其他藻和菌污染等。姬恒等[21]选取球等鞭金藻3011作为出发藻株,优化得到最适合异养培养球等鞭金藻3011的条件:葡萄糖、尿素和磷酸二氢钾浓度分别为40.0、0.6、1.0 g/L。经过5 d培养,球等鞭金藻细胞密度可达2.3×1010个/mL。

1.3 混合培养模式

微藻混合培养是指在正常光照强度和有机碳源条件下培养微藻细胞的方式。Danesh A等[22]研究不同培养模式下甘油和碳酸盐对球等鞭金藻生长和脂质合成的影响,结果表明等鞭金藻在有机碳源混合培养条件下(甘油浓度为50 mmol/L),生物量可达到0.23 g/L,在1 g/L碳酸盐的培养下,生物量最高可达到0.38 g/L。Alkhamis Y等[23]的实验结果也表明,50 mmol/L甘油混养下等鞭金藻的生长速率高于光自养组。王星宇等[24]研究不同碳源对球等鞭金藻生长和脂肪酸组成,实验发现与其他碳源相比,葡萄糖介导的混养有助于等鞭金藻细胞的生长,并显著提高藻细胞合成单不饱和脂肪酸。

2 等鞭金藻的规模化培养模式

随着微藻规模化、工业化培养技术的不断发展,规模化培养等鞭金藻的模式有开放式与封闭式两种。

2.1 开放式培养

开放式培养是利用敞开式的光生物反应器(如人工搭建的池塘或跑道池形式,图1)培养微藻[25],其特点是可以高效利用太阳光,降低能耗,但易被外来杂菌或其他藻类污染,环境因子不易调控。Yadala S等[26]利用开放式跑道池(池深30 cm,跑道宽度约1 m,长度为300 m)培养等鞭金藻,提出一个动态化模型来描述微藻在开放式培养下生物量的积累,并优化得到微藻种类、地理位置和跑道池几何形状的最佳组合,在该组合下,等鞭金藻的单位生物量生产成本最低。

图1

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图1   开放式跑道池示意图[26]

注:Length表示池长(m);q表示池宽(m);p表示槽长(m);CW表示槽宽(m)。箭头表示水流方向。

Fig.1   Schematic of an open channel raceway pond[26]

Notes:Length indicated the pond length(m);q indicated the pond width(m);p indicated the channel length(m);CW indicated the channel width(m).The schematic showed a paddle wheel used for mixing purpose and the direction of flow.


2.2 封闭式培养

与开放式培养不同的是,封闭式培养是利用封闭式的光生物反应器培育微藻,具有不易被其他藻菌污染、温度等环境因子可控、培养密度高等优点[27]。目前,在研究中常见的光生物反应器类型有管式、柱式、平板式等[28]。

2.2.1 管式光生物反应器

管式反应器(图2)由多条管道构成,可增加表面受光面积,显著提高光合微藻生长率。张成会[29]在培养湛江等鞭金藻实验过程中,发现垂直管式光生物反应器可实现湛江等鞭金藻的放大培养,且等鞭金藻细胞的生长率较高。但管式光生物反应器同样具有能耗高、培养条件难调控等缺点。

图2

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图2   管式光生物反应器流程图[30]

Fig.2   Process diagram of tuber photobioreactor


2.2.2 柱式光生物反应器

常见的柱式光生物反应器包括气升式和鼓泡式(图3)。相较于管式光生物反应器,柱式光生物反应器的光照强度、培养基组分等培养条件易控制,但生产成本较高,不利于微藻大规模生产,而可用于微藻规模化生产初期优良藻种的筛选。Liu J等[31]从19种等鞭金藻种筛选出指数期DHA含量最高的藻种,随后采用气升式反应器培养,研究发现Isochrysis-galbana #153180可能是最有潜力开发商业生产DHA的理想金藻藻种。

图3

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图3   常见的柱式光生物反应器（鼓泡式）[32]

Fig.3   Common column photobioreactor（bubbling type）


2.2.3 平板式光生物反应器

与管式和柱式光生物反应器相比,平板式光生物反应器结构更为简单,产品造价低,极大提高光通量的同时,实现光合微藻的快速增殖。本课题组利用平板光生物反应器(图4)培养等鞭金藻,并构建细胞生长、油脂合成和氮源消耗的动力学模型,为封闭式规模化培养等鞭金藻开发高附加值制品提供理论依据[33]。

图4

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图4   平板光生物反应器原理图（L：长度，75.0 cm;H：高度，75.0 cm）

Fig.4   Schematic diagram of the flat-plate photobioreactor (L: length, 75.0 cm; H: height, 75.0 cm)


3 等鞭金藻的功能性成分

3.1 岩藻黄素

岩藻黄素是一种棕色脂溶性分子[34],具有清除人体内自由基、抗衰老、抵抗癌细胞、降低血糖血脂等生物学功能[35⇓-37]。Xia S等[38]从海洋硅藻中提取、纯化岩藻黄素,通过测定抗氧化活性来研究岩藻黄素对DPPH (1,1-二苯基-2-三硝基苯肼,又称自由基)和ABTS[2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)]的清除能力,结果表明其清除效果显著。已有研究报道称,等鞭金藻可合成可再生的岩藻黄素,其含量可达干生物量的 0.20%~2.66%,远高于其他大型藻类[39]。孙铮等[40]的实验表明岩藻黄素积累与藻株种类密切相关,大多数等鞭金藻藻株含有更为丰富的岩藻黄素。

3.2 多不饱和脂肪酸

等鞭金藻可合成对人体健康有益的多不饱和脂肪酸(PUFA),如DHA、EPA等。等鞭金藻的脂肪酸(FA) 分布特征是多不饱和脂肪酸(PUFA) 的丰度较高,并且在PUFA 中,ω-3PUFA 是最丰富的[41]。多不饱和脂肪酸一直以来都被证实具有多种健康益处,例如它可以大大减少患心血管疾病的概率以及促进胎儿和幼儿视觉和认知功能的发展。有研究报道,球等鞭金藻可合成的ω-3 PUFA含量约占总脂肪酸含量的40%,其中DHA和EPA分别占ω-3 PUFA的25.0%和8.5% [42]。Fernandes T等[43]通过改变一系列生长条件来影响球等鞭金藻中DHA和EPA的含量,结果表明在生产力方面,等鞭金藻属的微藻可合成较高含量的EPA和DHA。

4 等鞭金藻生物质应用进展

4.1 食品工业

微藻作为食物已经有好几千年的历史,近年来利用微藻生产食物逐渐兴起,食品界工作人员利用微藻开发功能性食品、休闲食品等。改善食品的营养结构,成为微藻研究的热门领域之一。

4.1.1 功能性酸奶

有研究报道[44],等鞭金藻可作为功能性成分,添加到酸奶中,改善酸奶中ω-3脂肪酸和ω-6脂肪酸的比值,提高酸奶的营养价值。添加等鞭金藻生物质提取物的酸奶与无添加的在颜色上有明显差别,但不会影响人们对这种新型酸奶的食欲。

4.1.2 功能性饼干

在加入不同含量的等鞭金藻生物质后的传统饼干,可以成为一种健康且非常有吸引力的食品。Gouveia I等[45]将等鞭金藻生物质添加到饼干中,不仅可以提高饼干的多不饱和脂肪酸(尤其是EPA与DHA)含量,还可以改善饼干的质构分布、维持其颜色的稳定性。此外,等鞭金藻生物质的加入不会对饼干的气味产生负面影响。

4.1.3 功能性面食

Fradique M等[46]将等鞭金藻生物质加入到意大利面条中,并比较了烹饪前后功能性意大利面条与标准小麦粉意大利面条的DHA与EPA含量,发现添加有等鞭金藻的意大利面条在烹煮过程中,主要的原有脂肪酸不会降解,反而显著增加了多不饱和脂肪酸(主要是EPA与DHA)的含量。

4.1.4 婴幼儿配方奶粉

母乳脂肪是提供婴幼儿生长发育所需能量的主要来源。但是由于宗教信仰、疾病等不可预知的原因,导致部分哺乳期的妇女不能正常哺乳婴儿。为此,现有开发的婴儿配方奶粉可替代母乳汁,成为婴幼儿时期的主要食物来源。然而,婴儿配方奶粉中油脂主要是来自按一定比例混合的植物油和/或动物油,这与母乳脂肪在脂肪酸组成及其位置分布方面存在较大差异。为解决这个问题,本课题组研究发现[47],等鞭金藻三酰甘油酯在脂肪酸组成、位置分布、熔化和结晶性能等方面,都非常接近母乳脂肪,这为将来开发婴幼儿配方奶粉制品开辟了一条新的道路。

4.2 医疗保健

随着人类的生活水平不断提高,人类平均寿命大幅度增加,但伴随而来的癌症[48]、心脑血管疾病等老年病发病率也在逐年增加;这些疾病的死亡率占比极高,严重影响人们的生活质量[49-50]。治疗相关疾病的药物需求在逐渐增加,开发用于治疗慢性疾病的功能性药物热度也在逐渐增加。

等鞭金藻细胞内含有类胡萝卜素、硫酸酯多糖等生物活性物质[51-52],其可合成IPSⅠ、IEPSA等硫酸酯多糖,这类多糖具有抑制金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的活性[51]。除此之外,Jose R A等[53]成功地提取出等鞭金藻产生的可降解生物聚合物,这些生物聚合物可以用于定向传输药物到人体的相关组织,为等鞭金藻在靶向药物运输、疾病诊断等方面的应用提供了新的思路。

4.3 水产养殖

与其他微藻相比,等鞭金藻生物量产率高,培养占地面积小,总脂肪、蛋白质等营养物质丰富,藻细胞无细胞壁结构,易被海洋动物吸收,常作为贝类的开口饲料,提高贝类的存活率与产量[54]。在邓正华等[55]的研究中,发现与其他微藻相比,不同品系的等鞭金藻易被珠母贝幼虫摄食与消化,此外,多种微藻混合搭配方式更有利于珠母贝幼虫的生长。在南日鲍的养殖过程中[56],将等鞭金藻作为饲料接种到鲍养殖水中,可提高鲍的生长率,同时达到净化养殖水质的效果。此外,等鞭金藻还可以用于青钳[57]、对虾[58-59]、金鲳[60]等水生生物养殖,以提高水产品的存活率与产量。

4.4 生物能源

近年来随着化石能源的大量开采,全球可能面临着严重的能源短缺问题,因此寻找替代化石能源的可再生能源变得尤为迫切。科学家也逐渐将注意力放在可持续的生物能源上。等鞭金藻细胞被认为是光驱动的油脂生产工厂,其能够将空气中的二氧化碳转化为脂类化合物,这些脂类化合物可以成为传统柴油等能源的替代品[61]。Atmanli A[62]比较了二形栅藻和等鞭金藻的产油特性,发现等鞭金藻的油酸和棕榈油酸含量显著高于二形栅藻,此外等鞭金藻所生产的油脂十六烷值与普通柴油相当,这意味着等鞭金藻可作为生物柴油生产的潜在藻种。Lin C Y等[53]比较了等鞭金藻和废弃食用油的脂肪酸组成和典型燃料特性,发现等鞭金藻油脂的燃料性能更优,更适合用于生产生物柴油。Sanchez A等[64]利用中型培养池培养等鞭金藻,将得到的生物质经萃取获得油脂,最后经过催化反应获得较为优质的生物柴油。但是近年来利用微藻生物质生产柴油一直饱受争议[65],生物质能的生产成本问题一直是该行业发展的瓶颈,生物柴油的可持续性发展需要进一步研究如何降低生产成本。

5 总结与展望

目前,等鞭金藻主要培养模式为光自养培养,在该模式下,等鞭金藻培养周期长、生物质积累慢,导致生产成本较高,而异养与混养模式可以极大地缩短微藻的生长周期,提高其生物量与生物活性成分的产量,从而满足大量生产的需求,未来以混养与异养为基础,低成本规模化地培养等鞭金藻将会成为重要的研究方向。等鞭金藻生物质含有岩藻黄素、多不饱和脂肪酸等多种有益成分,可作为功能性食品、医疗保健与水产养殖的重要原料。此外,等鞭金藻具有高效的固碳能力与油脂生产力,将促进其在生物固碳与生物能源等领域的应用与发展。

参考文献

董学卫, 何庆芳, 彭振英, 等.

操作模式和光生物反应器类型对湛江等鞭金藻生长和油脂积累的影响

[J]. 现代化工, 2016, 36(9):114-117.

[本文引用: 1]

韩德森. 漂浮式光生物反应器培养湛江等鞭金藻工艺研究[D]. 大连: 大连理工大学, 2019.

[本文引用: 1]

林武杰, 吴云辉.

海洋微藻多不饱和脂肪酸研究进展

[J]. 福建水产, 2013, 35(1):78-82.

[本文引用: 1]

罗建成, 李元广, 魏晓东, 等.

补料及其策略对气升式光生物反应器中球等鞭金藻生长的影响

[J]. 湖北农业科学, 2015, 54(8):1848-1851,1856.

[本文引用: 1]

杨泽民, 章群, 谢数涛.

金藻3011和8701与球等鞭金藻的18S rRNA基因研究

[J]. 水产科学, 2007, 26(8):445-448.

[本文引用: 1]

蒋冰飞. 环境因子对球等鞭金藻生长和脂肪酸合成的影响[D]. 大连: 大连理工大学, 2006.

[本文引用: 2]

王彩理.

等鞭金藻3011的半连续密封培养

[J]. 渔业现代化, 2002(5):14-16.

[本文引用: 1]

刘春凤, 吴雪, 高悦勉.

两种等鞭金藻外部形态与超微结构的观察比较

[J]. 大连水产学院学报, 2008, 23(4):273-277.

[本文引用: 1]

蔺红苹, 卢冬梅.

湛江等鞭金藻培养条件优化

[J]. 基因组学与应用生物学, 2020, 39(4):1751-1757.

[本文引用: 1]

田镇, 曹奕, 陈爱华, 等.

球等鞭金藻培养条件的响应面法优化

[J]. 海洋渔业, 2021, 43(3):377-384.

[本文引用: 1]

詹静婷, 黄永梅, 雷金丽, 等.

湛江等鞭金藻培养基和培养模式优化的研究

[J]. 基因组学与应用生物学, 2019, 38(3):1248-1255.

[本文引用: 1]

朱永梅, 刘志刚.

不同光合光子照度LED蓝光对湛江等鞭金藻生长及色素含量的影响

[J]. 广东海洋大学学报, 2017, 37(1):35-40.

[本文引用: 1]

刘东超, 谭金顺, 蓝露萌, 等.

湛江等鞭金藻培养基和培养方法的优化

[J]. 福建水产, 2006, 35(4):77-82.

[本文引用: 1]

Xu J L, Zhou H B, Yan X J, et al.

Effect of unialgal diets on the composition of fatty acids and sterols in juvenile ark shell Tegillarca granosa Linnaeus

[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2012, 60(15):3973-3980.

[本文引用: 1]

Guillard R R L, Ryther J H.

Studies of marine planktonic diatoms:Ⅰ.Cyclotella nana Hustedt,and Detonula confervacea(Cleve) Gran

[J]. Canadian Journal of Microbiology, 1962, 8(2):229-239.

[本文引用: 1]

姜永和, 刘博, 王陈良, 等.

氮含量对等鞭金藻生长及生化组分的影响

[J]. 安徽农业科学, 2013, 41(22):9183-9185.

[本文引用: 1]

蒋汉明, 张凤珍, 顾洪雁, 等.

氮源对等鞭金藻生长和脂肪酸组成的影响

[J]. 食品与发酵工业, 2004, 30(10):5-10.

[本文引用: 1]

董学卫, 李有志, 何庆芳, 等.

培养条件对湛江等鞭金藻生长和油脂产率的影响

[J]. 食品与发酵工业, 2019, 45(1):54-61.

DOI      [本文引用: 1]

为提高微藻油脂产率和优化培养条件,以湛江等鞭金藻(Isochrysis zhanjiangensis)为研究对象,探讨了营养方式、光强和NaNO<sub>3</sub>浓度对微藻生长和产物积累的影响以及培养过程中氮消耗与微藻生长间的关系。结果表明,湛江等鞭金藻生长越快,对氮的吸收越多,兼养较光自养和光异养消耗更多的氮以满足生长需要。充足的氮源和兼养培养条件下,蛋白质积累较多;氮浓度和光强较低条件下,油脂积累较多。光强为100 μmol/(m<sup>2</sup>·s)、NaNO<sub>3</sub>质量浓度为75 mg/L、光异养条件下油脂含量最高为46%,生物量质量浓度为0.46 g/L;光强为100 μmol/(m<sup>2</sup>·s)、NaNO<sub>3</sub>质量浓度为750 mg/L、兼养培养时生物量质量浓度最高为2.20 g/L,油脂含量为32.77%。综合考虑油脂产率和节约成本等因素,湛江等鞭金藻最高油脂产率80.06 mg/(L·d),在光强为100 μmol/(m<sup>2</sup>·s)、NaNO<sub>3</sub>质量浓度为375 mg/L、兼养培养条件下获得,此时多不饱和脂肪酸占总脂肪酸含量也较高(30.82%),因此是生产微藻油脂的合适条件。

余世金, 胡昊, 申晓菲, 等.

不同氮和磷培养条件下等鞭金藻的生长、磷吸收和油脂品质的分析

[J]. 植物资源与环境学报, 2016, 25(4):8-17.

[本文引用: 1]

张帆, 韩笑天, 李岿然, 等.

微藻的异养培养及应用研究

[J]. 海洋科学, 2012, 36(1):117-124.

[本文引用: 1]

姬恒, 姜爱莉, 郭效辰, 等.

球等鞭金藻的异养培养

[J]. 广东海洋大学学报, 2021, 41(2):47-52.

[本文引用: 1]

Danesh A, Zilouei H, Farhadian O.

The effect of glycerol and carbonate on the growth and lipid production of Isochrysis galbana under different cultivation modes

[J]. Journal of Applied Phycology, 2019, 31(6):3411-3420.

DOI      [本文引用: 1]

This study aimed to investigate the potential of using glycerol and carbonate as different carbon sources for the production of biomass and the lipid content of Isochrysis galbana under heterotrophic, mixotrophic and phototrophic conditions. Glycerol as the carbon source inhibited the growth of I. galbana in the heterotrophic mode, while growth was enhanced in the mixotrophic conditions as compared to phototrophic conditions. Algal dry weight and lipid content were enhanced as glycerol concentration was increased from 0 to 100 mM; this was such that the highest biomass production and lipid content occurred at 50 mM glycerol under mixotrophic conditions (0.23 g L-1, 29% of dry weight) and at 25 mM glycerol under heterotrophic conditions (0.25 g L-1, 19.6% of dry weight). The effect of carbonate as the inorganic carbon source on the growth of I. galbana under mixotrophic conditions was investigated; the highest biomass (0.38 g L-1) and lipid content (30.7% of dry weight) were achieved at 1 g L-1 carbonate. It was, therefore, demonstrated that the growth and lipid content of I. galbana could be improved by using the mixotrophic culture at 50 mM glycerol; especially, carbonate as the inorganic carbon could enhance CO2 biofixation to 1 g L-1.

Alkhamis Y, Qin J G.

Cultivation of Isochrysis galbana in phototrophic,heterotrophic,and mixotrophic conditions

[J]. Biomed Research International, 2013, 2013:983465.

[本文引用: 1]

王星宇, 黄旭雄.

不同碳源对球等鞭金藻生长和细胞组成的影响

[J]. 山东农业大学学报(自然科学版), 2016, 47(4):506-513.

[本文引用: 1]

马国杰, 常春, 孙绍辉.

能源微藻规模化培养影响因素的研究进展

[J]. 化工进展, 2019, 38(12):5323-5329.

DOI      [本文引用: 1]

微藻比陆生油料作物适应能力强、光合作用效率高，在二氧化碳减排、水污染治理以及生物基喷气燃料等领域具有重要的应用。本文从能源微藻规模化培养的影响因素出发，首先对影响微藻规模化培养的因素进行了综述，分别从生态学因素、气候因素、工艺因素和选址因素这四方面进行了介绍，重点介绍了微藻生物燃料所需土地、水资源和微藻培养新技术发展现状，提出了能源微藻大规模培养的技术难点和障碍。在此基础上，结合我国国情分析了微藻生物燃料发展面临的问题和挑战，探讨了我国能源微藻培养潜在的产量和适合养殖地区，并对我国微藻生物燃料的发展提出了展望。

Yadala S, Cremaschi S.

A dynamic optimization model for designing open-channel raceway ponds for batch production of algal biomass

[J]. Processes, 2016, 4(2):10.

[本文引用: 3]

黎秋玲, 李志, 张庆华, 等.

富油微藻的选育及规模化培养研究进展

[J]. 中国油脂, 2019, 44(7):122-127.

[本文引用: 1]

吕旭, 孙仁旺, 张红兵.

微藻规模化培养技术研究进展

[J]. 应用化工, 2019, 48(6):1487-1490.

[本文引用: 1]

张成会. 利用管式光生物反应器培养湛江等鞭金藻的研究[D]. 湛江: 广东海洋大学, 2015.

[本文引用: 1]

刘晶瞞, 李元广, 张嗣良.

用管式光生物反应器培养螺旋藻的研究

[J]. 生物工程学报, 1999, 15(4):525-528.

[本文引用: 1]

Liu J, Sommerfeld M, Hu Q.

Screening and characterization of Isochrysis strains and optimization of culture conditions for docosahexaenoic acid production

[J]. Applied Microbiology and Biotechnology, 2013, 97(11):4785-4798.

[本文引用: 1]

帅凯鹏. 开放式蛇形通道池的流动混合特性与结构优化研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2019.

[本文引用: 1]

He Y J, Chen L J, Zhou Y C, et al.

Analysis and model delineation of marine microalgae growth and lipid accumulation in flat-plate photobioreactor

[J]. Biochemical Engineering Journal, 2016, 111:108-116.

[本文引用: 1]

Seth K, Kumar A, Rastogi R P, et al.

Bioprospecting of fucoxanthin from diatoms—Challenges and perspectives

[J]. Algal Research, 2021, 60:102475.

[本文引用: 1]

Hosokawa M, Kudo M, Maeda H, et al.

Fucoxanthin induces apoptosis and enhances the antiproliferative effect of the PPAR gamma ligand,troglitazone,on colon cancer cells

[J]. Biochimica et Biophysica Acta-General Subjects, 2004, 1675(1-3):113-119.

[本文引用: 1]

Amaro H M, Barros R, Guedes A C, et al.

Microalgal compounds modulate carcinogenesis in the gastrointestinal tract

[J]. Trends in Biotechnology, 2013, 31(2):92-98.

DOI      PMID      [本文引用: 1]

Gastrointestinal cancers rank second in overall cancer-related deaths. Carotenoids, sulfated polysaccharides, and polyunsaturated fatty acids (PUFAs) from microalgae exhibit cancer chemopreventive features at different stages of carcinogenesis. For instance, sulfated polysaccharides bear a prophylactic potential via blocking adhesion of pathogens to the gastric surface, whereas carotenoids are effective against Helicobacter pylori infection. This effect is notable because H. pylori has been targeted as the primary cause of gastric cancer. Recent results on antitumor and antibacterial compounds synthesized by microalgae are reviewed here, with an emphasis on their impact upon H. pylori infection and derived pathologies accompanying the progression of gastric carcinogenesis.Copyright © 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

韩锦华, 王雪青, 苗惠.

三种海洋微藻抗肿瘤活性的研究

[J]. 天津科技大学学报, 2006, 21(4):25-28.

[本文引用: 1]

Xia S, Wang K, Wan L L, et al.

Production,characterization,and antioxidant activity of fucoxanthin from the marine diatom Odontella aurita

[J]. Marine drugs, 2013, 11(7):2667-2681.

[本文引用: 1]

Lu X, Sun H, Zhao W Y, et al.

A Hetero-photoautotrophic two-stage cultivation process for production of fucoxanthin by the marine diatom Nitzschia laevis

[J]. Marine drugs, 2018, 16(7):219.

[本文引用: 1]

Sun Z, Wang X, Liu J.

Screening of Isochrysis strains for simultaneous production of docosahexaenoic acid and fucoxanthin

[J]. Algal Research, 2019, 41:101545.

[本文引用: 1]

Bonfanti C, Cardoso C, Afonso C, et al.

Potential of microalga Isochrysis galbana:Bioactivity and bioaccessibility

[J]. Algal Research-Biomass Biofuels and Bioproducts, 2018, 29:242-248.

[本文引用: 1]

戴俊彪, 吴庆余.

培养海洋微藻Isochrysis galbana生产EPA和DHA

[J]. 海洋科学, 1999(3):36-38.

[本文引用: 1]

Fernandes T, Fernandes I, Andrade C A P, et al.

Changes in fatty acid biosynthesis in marine microalgae as a response to medium nutrient availability

[J]. Algal Research-Biomass Biofuels and Bioproducts, 2016, 18:314-320.

[本文引用: 1]

Matos J, Afonso C, Cardoso C, et al.

Yogurt enriched with Isochrysis galbana:An innovative functional food

[J]. Foods, 2021, 10(7):1458.

[本文引用: 1]

Gouveia L, Coutinho C, Mendonca E, et al.

Functional biscuits with PUFA-omega 3 from Isochrysis galbana

[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2008, 88(5):891-896.

[本文引用: 1]

Fradique M, Batista A P, Nunes M C, et al.

Isochrysis galbana and Diacronema vlkianum biomass incorporation in pasta products as PUFA’s source

[J]. LWT-Food Science and Technology, 2013, 50(1):312-319.

[本文引用: 1]

He Y J, Wu T, Sun H, et al.

Comparison of fatty acid composition and positional distribution of microalgae triacylglycerols for human milk fat substitutes

[J]. Algal Research-Biomass Biofuels and Bioproducts, 2019, 37:40-50.

[本文引用: 1]

Bray F, Ferlay J, Soerjomataram I, et al.

Global cancer statistics 2018:GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries

[J]. CA-A Cancer Journal for Clinicians,2018, 68(6):394-424.

[本文引用: 1]

沈干, 吴泽兵.

关注慢性病的流行与管理

[J]. 中国临床保健杂志, 2019, 22(4):435-438.

[本文引用: 1]

李玲, 杨渊, 殷环, 等.

我国慢性非传染性疾病流行态势研究

[J]. 医学信息学杂志, 2019, 40(8):15-19,14.

[本文引用: 1]

孙颖颖, 周豹, 徐深圳, 等.

球等鞭金藻胞内和胞外多糖的分离纯化及其抑菌活性

[J]. 食品科学, 2012, 33(11):137-141.

DOI      [本文引用: 2]

采用分级沉淀、Sephadex G-75凝胶柱层析和DEAE-52离子交换柱层析对球等鞭金藻胞内粗多糖(IPS)进行分离；对胞外粗多糖(IEPS)则进行Sephadex G-100凝胶柱层析分离。在此基础上，分析所获多糖组分对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌和变形杆菌等细菌的抑菌活性。同时，通过紫外光谱和红外光谱测定，比较IPS和IEPS结构的异同。结果表明：IPS和IEPS均具有抑菌活性，前者抑制大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌的生长，后者抑制大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的生长；IPS经DEAE-52纤维素柱层析分离，获得2个多糖组分：IPSⅠ和IPSⅡ。IEPS经Sephadex G-100凝胶柱层析分离，获得3个多糖组分：IEPSA、IEPSB和IEPSC。活性检测表明，IPSⅠ和IPSⅡ抑制枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌的生长；IEPSA、IEPSB和IEPSC抑制大肠杆菌的生长；紫外光谱表明，IPS和IEPS均不含核酸、游离或裸露的蛋白质和色素；IPS和IEPS的红外光谱比较相似，以半乳糖为构架，均含有酰氨取代基，但不同之处在于，后者不含硫酸取代基。

孙颖颖, 王辉.

球等鞭金藻胞外多糖的体外抗氧化活性和理化性质的初步分析

[J]. 海洋科学, 2013, 37(5):45-49.

[本文引用: 1]

Jose R A, Jagatheeswari P.

Neutroscopic data synthesis of biodegradable polymer for industrial bio robots

[J]. Cognitive Systems Research, 2019, 56:72-81.

[本文引用: 2]

鄢朝. 不同饵料对大珠母贝、葡萄牙牡蛎和马氏珠母贝浮游幼虫生长和存活率的影响及相关机理研究[D]. 海口: 海南大学, 2012.

[本文引用: 1]

邓正华, 陈明强, 王雨, 等.

合浦珠母贝幼虫培育的饵料优化研究

[J]. 水产科学, 2018, 37(6):721-727.

[本文引用: 1]

朱丰, 林向阳, 刘施琳, 等.

海洋微藻在南日鲍生态养殖中的应用研究

[J]. 农产品加工, 2016(5):51-57.

[本文引用: 1]

张鹏, 黄贤克, 王铁杆, 等.

青蚶人工育苗的初步研究

[J]. 上海海洋大学学报, 2011, 20(6):838-844.

[本文引用: 1]

张学超, 杨立平, 刘缵延, 等.

对虾育苗中常用海洋微藻抑菌作用的研究

[J]. 水产科学, 2010, 29(2):112-114.

[本文引用: 1]

Sandhya S V, Sandeep K P, Vijayan K K.

In vivo evaluation of microbial cocktail of microalgae-associated bacteria in larval rearing from zoea Ⅰ to mysis Ⅰ of the Indian white shrimp,Penaeus indicus

[J]. Journal of Applied Phycology, 2020, 32(6):3949-3954.

[本文引用: 1]

He Y J, Lin G, Rao X Z, et al.

Microalga Isochrysis galbana in feed for Trachinotus ovatus:effect on growth performance and fatty acid composition of fish fillet and liver

[J]. Aquaculture International, 2018, 26(5):1261-1280.

[本文引用: 1]

Verma N M, Mehrotra S, Shukla A, et al.

Prospective of biodiesel production utilizing microalgae as the cell factories:A comprehensive discussion

[J]. African Journal of Biotechnology, 2010, 9(10):1402-1411.

[本文引用: 1]

Atmanli A.

Experimental comparison of biodiesel production performance of two different microalgae

[J]. Fuel, 2020, 278(3):118311.

[本文引用: 1]

Lin C Y, Lin B Y.

Comparison of fatty acid compositions and fuel characteristics of biodiesels made from Isochrysis galbana lipids and from used cooking oil

[J]. Journal of Marine Science and Technology-Taiwan, 2017, 25(4):399-403.

Sanchez A, Maceiras R, Cancela A, et al.

Culture aspects of Isochtysis galbana for biodiesel production

[J]. Applied Energy, 2013, 101:192-197.

[本文引用: 1]

Petkov G, Ivanova A, Iliev I, et al.

A critical look at the microalgae biodiesel

[J]. European Journal of Lipid Science and Technology, 2012, 114(2):103-111.

[本文引用: 1]

/

〈 〉

闽ICP备05008022号-3
　 版权所有 © 《渔业研究》编辑部
地址：厦门市东渡海山路7号　邮编：361013
电话：0592-6014562 5678551　 传真：0592-6013055　 Email：yuyeyanjiu@126.com
技术支持：北京玛格泰克科技发展有限公司
总访问量 　今日访问 　在线人数