螺旋藻隶属于蓝藻门,段殖藻目，颤藻科,螺旋藻属,是地球上最为古老的生物之一, 其结构是由单细胞或者多细胞组成的丝状体。螺旋藻营养均衡,含有很多人体必需的营养素,能够较好的被人体吸收,被认为是理想的食物和药食资源。目前,我国主要的养殖品种有2种, 一种是原产墨西哥的极大螺旋藻,另一种是原产于非洲乍得湖的钝顶螺旋藻。由于螺旋藻不仅可以补充人体蛋白质及维生素,还具有提高机体免疫力、降血糖、降血脂等多种功效,在人类保健食品领域发挥着越要越重要的作用。目前国内外螺旋藻养殖方式基本上为淡水开放式藻池培养,培养的藻体具有腥臭味、鲜藻出水保存时间短、有害物质污染和重金属超标等问题。本单位利用中国医学真菌保藏管理中心陈世平教授培育的海水螺旋藻种,在实验室进行了扩大培养,并进行了人工养殖,已经连续2年时间。该研究旨在阐明海水螺旋藻培育及人工养殖技术,以期为功能性海水螺旋藻培育及工厂化养殖提供一定的参考。
从中科院武汉水生研究所分别获得淡水钝顶螺旋藻和淡水极大螺旋藻。经采用物理诱变方法进行藻种驯化: 60Co-γ辐射。60Co-γ辐射采用10 Gy到25 000 Gy逐渐加大辐射量降低藻体个体抵抗力,经过多代优化筛选,控温、控光、控pH值及 各种营养成分调配等情况下筛选出单个稳定的优良藻体于培养液中,加以纯化得海水螺旋藻。培养基采用扎洛克配方,所有试剂均为分析纯, UV2800分光光度计。从温度、盐度、光照、PH值、优化条件等方面。
温度对藻种的影响
通过研究发现,适合生长的温度范围较宽, 35℃时比生长率最大,培养28 d后比生长率为621.8%±19.3%，除15℃、20℃组外 (P<0.05),其他组差异不具统计学意义 ,对高温、低温胁迫均有较强的抗性, 15℃时仍有较高的生物量增长率,该藻种尤其适合在季节性温差、日温差较大的文登环境养殖,也可以在热带、亚热带地区培养,并且蛋白质含量变化不大,最低温度组15°C时蛋白质含蹉异不显著,说明该海水螺旋藻种具有很好的抗低温性能,利于在北方地区大规模养殖。
盐度对藻种的影响
通过研究发现,海水螺旋藻种对盐度有很强的适应性,在20 ~ 40范围内都可生长,在27盐度下平均生长率为650%±21.7% (每7d一个周期) , 与其他组差异显著,说明最适生长盐度为27。
表1 温度对藻种生物量增长的影响
光照对藻种的影响
通过研究发现,恒定细胞密度下进行半连续培养时,海水螺旋藻的比生长速率随着光强的升高而升高,说明在培养过程中需要给予充足的光照,以避免影响其产量。
pH值对藻种的影响
经过连续15 d的pH值监测,发现海水培养螺旋藻过程中, pH值变化较为缓和,从最初接种期的8.3到15 d后OD值达到1.2时的9.2 ,都处于螺旋藻适合生长的范围,原因可能是海水具有较强的缓冲能力, 所以pH值变化比较缓和。
优化培养条件
通过方差分析得出最佳配比为3000|x光照,通气量210 L/h ,接种量为5 L (接种到30 L培养基中,即1 :6 的比值) , 采收量为0.5 ,此时30d后的平均生物量增长率最大。通过试验发现采收率对生物量的增长影响最大，采收量过多或过少都会影响最终产量,而最佳采收为生长量一半时会使产 达到最高。
表2 度对藻种生物量增长的影响
表3 光照对藻种生物量增长的影响
表4 螺旋藻生长过程中pH值随生长量变化情况
该成果将淡水养殖的螺旋藻藻种经过驯化,在控温、控光、控pH值及各种营养成分调配等情况下培育出新型海水养殖螺旋藻。现有的螺旋藻胞宽8 ~ 10μm ,长6~ 11μm ,螺间距43~ 57μm ,藻丝长200 ~ 700μm ,而在威海地区培育出的海水螺旋藻胞宽30 ~ 40μm ,长35~ 50μm ,螺间距紧凑,藻丝长可达1 mm。该试验发现，驯化的海水螺旋藻具有耐低温特性,但随着水温的升高生长速率增加, 35°C达到峰值,最适生长盐度接近于威海地区天然海水,受光照强度的增加生长速率逐渐增高,光抑制作用不明显,因此,实际生产中,建议在相对封闭的养殖系统养殖。
表5 正交结果表
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