螺旋藻培養(yǎng)液中抑制物的鑒定及去除.pdf

1、螺旋藻含有高含量的優(yōu)質(zhì)蛋白和多種生物活性物質(zhì)，在食品、飼料和化妝品等多個(gè)行業(yè)有重要應(yīng)用潛力，是迄今實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的主要微藻之一。但是螺旋藻生產(chǎn)過程中存在水資源浪費(fèi)嚴(yán)重的問題，每噸藻約耗水1000～2000噸。螺旋藻生長(zhǎng)過程中分泌的自身生長(zhǎng)抑制物是造成藻液難以循環(huán)使用的主要原因。本文研究抑制物對(duì)藻生長(zhǎng)的生理影響，并對(duì)其進(jìn)行分離純化、結(jié)構(gòu)鑒定及去除。要點(diǎn)如下:
　　將螺旋藻回收液做無細(xì)胞處理后，補(bǔ)齊營(yíng)養(yǎng)鹽用于螺旋藻的培養(yǎng)，通過監(jiān)

2、測(cè)培養(yǎng)過程中螺旋藻生物量、培養(yǎng)液中硝酸鹽和磷酸鹽等指標(biāo)的變化，以及培養(yǎng)末期螺旋藻胞內(nèi)生化成分含量，發(fā)現(xiàn)回收液中的螺旋藻胞外分泌物對(duì)藻細(xì)胞生長(zhǎng)有明顯抑制作用，比生長(zhǎng)速率比新鮮培養(yǎng)基中低23％，且會(huì)抑制藻細(xì)胞對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽的吸收及胞內(nèi)蛋白和葉綠素合成，對(duì)硝酸鹽、磷酸鹽的吸收分別低36％和37％，胞內(nèi)蛋白及葉綠素含量分別為新鮮培養(yǎng)基中的0.85和0.65倍;通過采用不同截留分子量(100 kDa，10 kDa，5 kDa，1 kDa)超濾膜對(duì)回收液

3、中物質(zhì)進(jìn)行分子量分級(jí)，測(cè)試各分級(jí)組分對(duì)螺旋藻的抑制效應(yīng)以及進(jìn)一步的理化、元素、光譜分析，確定抑制物為分子量大于100 kDa的螺旋藻胞外多糖。
　　采用DEAE-陰離子交換色譜和Sephacryl S-400凝膠色譜純化螺旋藻胞外多糖，獲得三個(gè)多糖組分EPS1-1、EPS1-2和EPS2-1，紫外光譜分析和高效凝膠色譜法鑒定各自為均一組分，且不含蛋白、核酸、多肽等雜質(zhì)。高效凝膠滲透色譜法測(cè)得EPS1-1、EPS1-2和EPS2-1

4、的分子量分別為＞1100 kDa、413 kDa和114 kDa。采用PMP衍生化和高效液相色譜法分析了中性單糖類型以及摩爾比，Y1-1單糖組成及摩爾比為:甘露糖∶鼠李糖∶葡萄糖∶半乳糖∶阿拉伯糖=0.05∶0.21∶0.05∶0.06∶1。Y1-2單糖組成及摩爾比為:甘露糖∶鼠李糖∶葡萄糖∶半乳糖∶阿拉伯糖=0.08∶0.24∶0.04∶0.09∶1。Y2-1單糖組成及摩爾比為:鼠李糖∶阿拉伯糖=0.43∶1。并對(duì)其進(jìn)行紅外光譜分析，

5、結(jié)果證實(shí)EPS1-1、EPS1-2及EPS2-1為糖類物質(zhì)。
　　采用超濾技術(shù)對(duì)螺旋藻回收液中生長(zhǎng)抑制物進(jìn)行去除。在單因素基礎(chǔ)上，通過正交實(shí)驗(yàn)確定了微濾預(yù)處理后抑制物去除的最佳工藝條件，并對(duì)膜污染機(jī)理和膜清洗方法進(jìn)行探討。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:100 kDa的超濾膜對(duì)抑制物有顯著去除效果;最佳超濾條件為超濾壓力0.2 MPa、攪拌轉(zhuǎn)速450 r/min、料液pH9、料液溫度35℃;超濾膜超濾過程中主要阻力來源為膜孔吸附、濃差極化和凝膠層等