小球藻EC04产胞内多糖条件优化及抗氧化活性研究
杨海燕(1994—), 女, 江西省上饶市人, 硕士研究生, 主要从事微生物生物活性物质研究, E-mail: |
Copy editor: 林强
收稿日期: 2019-02-17
要求修回日期: 2019-04-24
网络出版日期: 2019-12-10
基金资助
广西自然科学基金项目(2018GXNSFAA294032)
广西民族大学研究生教育创新计划项目(Gxun-chxzs 2017117)
广西民族大学大学生创新创业项目(Gxun-chxzs 2017106080)
广西科技基地和人才专项(桂科)(AD18126005)
版权
Study on the optimum conditions for Polysaccharide production of Chlorella EC04 and its antioxidant activity analysis
Copy editor: LIN Qiang
Received date: 2019-02-17
Request revised date: 2019-04-24
Online published: 2019-12-10
Supported by
Project of Guangxi Natural Science Foundation(2018GXNSFAA294032)
Graduate Education Innovation Project of Guangxi University for Nationalities(Gxun-chxzs 2017117)
Innovation and Entrepreneurship Project of Guangxi University for Nationalities(Gxun-chxzs 2017106080)
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Copyright
小球藻胞内多糖等活性物质具有多种重要生物活性和生理功能。为提高小球藻EC04胞内多糖的产率, 采用单因素实验和L9(3 4)正交实验优化对其培养条件进行优化。在暗光比12∶12、温度24±1℃和2000Lux光照条件下, EC04产胞内多糖的最佳条件为: MgSO4·7H2O浓度112.5mg·L -1, K2HPO4浓度60mg·L -1, NaNO3浓度1.2g·L -1, 维生素B1浓度0.5mg·L -1, 维生素B12浓度0.1μg·L -1。在此条件下, EC04产糖率为271.74mg·g -1, 细胞密度为48.027×10 6cells·mL -1, 与基础培养基相比分别提高了97.49%和34.91%。添加VB1、VB12等也在不同程度上影响小球藻胞内多糖产率。对所提取胞内多糖进行抗氧化活性初探, 结果表明其具有一定的自由基的清除能力, 对DPPH·(1-二苯基-2-三硝基苯肼)和·OH(羟自由基)的最大清除率分别达到了82.32%和64.27%。
杨海燕 , 李洁琼 , 刘红全 , 黄小燕 , 许钟涛 , 罗远康 , 禤金彩 , 龙寒 . 小球藻EC04产胞内多糖条件优化及抗氧化活性研究[J]. 热带海洋学报, 2019 , 38(6) : 98 -104 . DOI: 10.11978/2019016
Polysaccharides in Chlorella are involved in many important biological activities and physiological functions. To improve the intracellular polysaccharide production of Chlorella, culture conditions were investigated by single factor experiment and orthogonal experiment. The results showed that the maximum polysaccharide accumulation was obtained at MgSO4·7H2O 112.5 mg·L -1, K2HPO4 60 mg·L -1, NaNO3 1.2 g·L -1, VB1 0.5 mg·L -1, and VB12 0.1 μg·L -1. Under these conditions, the polysaccharide production and biomass were 271.74 mg·g -1 and 48.027×10 6cells·mL -1, which increased by 97.49% and 34.91%, respectively. Free radical scavenging rate of the polysaccharide was also studied. The results showed maximum scavenging rates of DPPH radical and hydroxyl radical were 82.32% and 64.27%, respectively.
Key words: Chlorella sp.; polysaccharide; nutrient; vitamin; radical
表1 BG-11培养基配方Tab. 1 BG-11 medium formula |
贮存液 | 配制体积/mL | 成分 | 含量/g | 工作液体积/mL |
---|---|---|---|---|
1 | 1000 | NaNO3 | 30 | 50 |
K2HPO4 | 0.80 | |||
Na2CO3 | 0.40 | |||
2 | 100 | Citrate acid | 0.30 | 2 |
柠檬酸铁铵 | 0.30 | |||
EDTA-Na2 | 0.05 | |||
3 | 100 | CaCl2·2H2O | 1.80 | 2 |
4 | 100 | MgSO4·7H2O | 3.75 | 2 |
5 | 1000 | H3BO3 | 2.86 | 1 |
MnCl2-4H2O | 1.81 | |||
CuSO4·5H2O | 0.079 | |||
Na2MnO4·2H2O | 0.391 | |||
Co(NO3)2·6H2O | 0.04947 | |||
ZnSO4·7H2O | 0.222 |
表2 营养盐优化正交实验表Tab. 2 Orthogonal experiments for optimization of nutrients |
水平 | 因素 | ||
---|---|---|---|
MgSO4·7H2O浓度 /(mg·L-1) | K2HPO4浓度 /(mg·L-1) | NaNO3浓度/(g·L-1) | |
1 | 75 | 40 | 0.8 |
2 | 112.5 | 60 | 1.2 |
3 | 150 | 80 | 1.6 |
表3 营养盐对多糖产率和生物量的正交实验结果及直观分析Tab. 3 Results and direct analysis of nutrient conditions on yield of polysaccharide and biomass |
实验组 | MgSO4·7H2O浓度 /(mg·L-1) | K2HPO4浓度 /(mg·L-1) | NaNO3浓度 /(g.L-1) | 空列 | 多糖产率 /(mg·g-1) | 细胞密度 /(×106cells·mL-1) |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 3 | 3 | 1 | 3 | 168.03 | 48.25 |
2 | 1 | 2 | 3 | 2 | 215.15 | 49.34 |
3 | 3 | 1 | 3 | 1 | 175.76 | 41.62 |
4 | 1 | 3 | 2 | 3 | 230.12 | 49.13 |
5 | 2 | 3 | 3 | 2 | 225.01 | 52.95 |
6 | 3 | 2 | 2 | 1 | 228.21 | 50.21 |
7 | 2 | 2 | 1 | 3 | 218.10 | 45.96 |
8 | 2 | 1 | 2 | 1 | 235.52 | 42.41 |
9 | 1 | 1 | 1 | 2 | 177.61 | 35.03 |
K1 | 207.627 | 196.297 | 187.913 | |||
K2 | 226.210 | 220.487 | 231.283 | |||
K3 | 190.667 | 207.720 | 205.307 | |||
极差R1 | 35.543 | 24.190 | 43.370 | |||
k1 | 44.500 | 39.687 | 43.080 | |||
k2 | 47.107 | 48.503 | 47.250 | |||
k3 | 46.693 | 50.110 | 47.970 | |||
极差R2 | 2.607 | 10.423 | 4.890 |
表4 营养盐对EC04的胞内多糖产率的方差分析Tab. 4 Analysis of variance of nutrient salt on intracellular polysaccharide yield of EC04 |
方差来源 | 离差平方和 | 自由度df | 均方 | F值 | P值 |
---|---|---|---|---|---|
MgSO4·7H2O | 1896.310 | 2 | 948.155 | 76.899 | 0.013 |
K2HPO4 | 878.636 | 2 | 439.318 | 35.630 | 0.027 |
NaNO3 | 2858.272 | 2 | 1429.136 | 115.908 | 0.009 |
误差 | 24.660 | 2 | 12.330 |
表5 营养盐对EC04藻细胞密度的方差分析Tab. 5 Analysis of variance of nutrient salt on cell density of EC04 algae |
方差来源 | 离差平方和 | 自由度df | 均方 | F值 | P值 |
---|---|---|---|---|---|
MgSO4·7H2O | 11.776 | 2 | 5.888 | 6.506 | 0.133 |
K2HPO4 | 188.961 | 2 | 94.480 | 104.394 | 0.009 |
NaNO3 | 41.819 | 2 | 20.910 | 23.104 | 0.041 |
误差 | 1.810 | 2 | 0.905 |
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