雨生红球藻的培养技术及生长环境

发表时间:2021-03-29 09:08

雨生红球藻(Haematococcus Pluvialis)又被叫做雨生血球藻,是一种普遍存在的藻类,这种藻类广泛存在于自然界中,从炎热的赤道到寒冷的北极雪域均有它的分布。当前,雨生红球藻被公认为自然界中生产天然虾青素的最好生物,因此,利用这种微藻提取虾青素无疑具有广阔的发展前景,已成为近年来国际上天然虾青素生产的研究热点。


雨生红球藻的生命力非常强,但是只有在特定的环境下,其藻体中才会生成虾青素,完成虾青素的积累。在积累虾青素的过程中对光照、温度以及生长环境的要求非常高,生长环境一旦不符合要求,雨生红球藻就会停止生成虾青素(Astaxanthin),甚至迅速的死亡。因此在雨生红球藻的人工培养中,如何对雨生红球藻的生长进行优良的控制,即其培养技术的要求一直是生产公司的优秀程度与否的很重要的评价指标。


在目前雨生红球藻的培养当中,世界上所有的公司采用的培养技术分为了两种,即Closed Incubation(密闭式培养)和Opening Incubation(开放式培养)两种。下面简单介绍一下这两种技术的一些特点。


Opening Incubation(开放式培养)由于技术要求和成本低,对于培养环境的要求不是十分苛刻,因此能够进行大量化的培养,但是培养过程中无法保证其生长环境的稳定性,极易受到外来物种的污染和影响。


开放式培养红球藻虽然有成本低,易于大规模生产的优点,但由于其生产过程中的开放式的特点,极易受到外来物种的污染,导致其他微生物的繁殖,产生抑制甚至导致雨生红球藻种群的退化,使其成品的纯度无法达到满意的效果。并且由于在开放式培养的过程当中受到的外来物种的污染,由此方法培养出的红球藻粉经过萃取加工后的虾青素产品应用于一般食品及饮料上时,难以去除掉其他受污染的不纯物质的特有异味。


Closed Incubation(密闭式培养)则不然,由于在培养的整个过程中采用了密闭容器,可以很好的阻止外来物种对雨生红球藻的侵蚀和影响,而且便于对培养环境的调节和控制。密闭式培养能为雨生红球藻提供稳定和优质的生长环境,其成品中虾青素的纯净度可以达到很高的程度。


由于在雨生红球藻的生长过程中对光源的要求很重要,因此密闭容器大多设计成造型特殊的透明密闭容器,也称为Photoreactor(光反应器)。容器的形状常设计成柱状、细管状、平板状、曲面板状等等,力求密闭容器中的水体的每一点空间都能充分接受光照而无死角。但光线并非越多越好,根据生长阶段的不同所需的光照强度也不同,另外水体的浓度,PH值以及二氧化碳的供应量等生长参数都须加以良好的控制,这些都直接影响了含虾青素的终端产品的品质。


密闭式培养法最早是由以色列提出并投入到实际生产中的。虽然密闭式培养法在雨生红球藻的培养过程中具有很多得天独厚的优势,但是由于该技术要求很高的成本控制能力,以及高标准的生产技术要求,全世界众多雨生红球藻培养企业中,掌握了该技术并能进行大规模生产的公司只有3国家的企业:以色列、日本、中国。


总体来说,封闭式培养的雨生红球藻是虾青素的最佳来源,这种培育方法可以使外来微生物对雨生红球藻的污染降到最低的程度。而且采用密闭式培养法可以使雨生红球藻在不同生长阶段都达到其最佳生长条件,从而提高了终端虾青素产品的质量。这也是为什么食品及制药公司多选择密闭式培养的雨生红球藻中萃取的虾青素作为产品原料的原因。


近年来,雨生红球藻被认为是生产虾青素最佳原料之一。虾青素具有比类胡萝卜素及维生素E更高的抗氧化活性。研究表明,其抗氧化性是维生素C的6000倍、维生素E的1000倍,被誉为“超级抗氧化剂”。

那么,在什么样的生长环境下,雨生红球藻最容易生成虾青素呢?


PH值:红球藻生活的环境为淡水,对pH缓冲能力比较弱。在培养过程中,随着营养盐的吸收利用溶液的pH会很快升高,pH常>10。pH成为红球藻生长的限制因子。控制pH是解决红球藻生长速度慢的关键之一。雨生红球藻尤其是它的绿色游动细胞对环境pH值的改变较敏感,其生长状况与培养液的pH稳定性关系密切。


光照强度:藻类对光照的需求有一个适宜范围(即补偿光照强度和饱和光照强度之间)。在此光范围内,光照强度增加,光合作用加快,从而有利于藻群生物量的增加。当达到光饱和强度之后,光合作用反而减弱以至受到抑制。


温度:雨生红球藻生长的趋势是随着温度的升高生长量也随着升高。当温度升到27 ℃时,反而生长变慢。细胞由游动变为不动,不利于雨生红球藻的生长。所以,雨生红球藻在温度超过27 ℃的条件下培养是无法长得好的。


红球藻光合自养的最适温度为20~28℃。高于30℃的温度就会抑制红球藻的生长。在混合营养或异养生长时,较高的温度(如30℃)有利于红球藻利用有机碳源,对虾青素的合成也更有利。红球藻的生长还受温差的影响,较低的晚间温度对藻的生长没有不利影响。


红球藻生长的最适pH为中性至微碱性(7.8)。由于生活在淡水中,对pH的缓冲能力比较弱,随着红球藻的培养,pH会很快升高,常常成为生长的限制因子 。较低的溶解氧有利于红球藻自养生长,而饱和的溶解氧有利于藻进行异养生长。盐度增加不利于红球藻的生长但有利于虾青素的积累。过快的搅拌速度(过高的切变力)会阻碍红球藻的生长。但促进虾青素的合成。


我们佐丹晶虾青素是生物获取,雨生红球藻是生物获取的主要来源,虾青素原料是通过雨生红球藻密闭管道培育,文莱赤道养殖场养殖,天然提取,Co2超临界萃取法提取而成。


因此佐丹晶虾青素在结构、生理功能、应用效果及安全性等方面优于其他虾青素。






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Dan Jing +
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