提高小球藻總蛋白含量的培養(yǎng)條件研究

金衛(wèi)華

摘要：以EM菌種為發(fā)酵菌，通過液體方式依次發(fā)酵麩皮、豆粕、油糠，所得發(fā)酵液為培養(yǎng)小球藻的原料，以BG11培養(yǎng)液為對照，培養(yǎng)的小球藻通過低溫超聲破細(xì)胞，獲得可溶性蛋白溶液，測得蛋白含量依次為14.34%、21.35%、17.45%、6.28%，結(jié)果顯示，EM菌發(fā)酵豆粕后，用于培養(yǎng)小球藻，具有顯著提高小球藻蛋白含量的作用。

關(guān)鍵詞：EM菌發(fā)酵;小球藻培養(yǎng);蛋白含量

小球藻營養(yǎng)含量極其豐富，含有人體所需的20種氨基酸、多種維生素和微量元素，以及亞麻酸、亞油酸、胡蘿卜素等[1]，另外，在魚類營養(yǎng)方面，小球藻經(jīng)常用來培育魚苗[2]，在飼料中適量添加小球藻可以促進(jìn)魚類生長，提高免疫力[3]。所以，小球藻具有較高的營養(yǎng)價值與保健功效，可作為食品添加劑、飼料、保健食品和醫(yī)藥等原料，開發(fā)前景廣闊[4]。如何進(jìn)一步提高小球藻營養(yǎng)成分，尤其是蛋白質(zhì)含量，是開發(fā)利用小球藻的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，擬通過EM菌發(fā)酵農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品（麩皮、豆粕、油糠）的方法，獲得營養(yǎng)較為豐富的小球藻培養(yǎng)液，來研究這種培養(yǎng)液是否具有促進(jìn)小球藻蛋白含量的能力。

1.實驗部分

1.1實驗試劑

EM益生菌濃縮粉（購自河南南華千牧生物科技有限公司），小球藻（由武漢東湖學(xué)院實驗室分離保存），各種化學(xué)試劑均為分析純，購自國藥集團(tuán)。

1.2實驗儀器

Nanodrop2000分光光度計（Thermo），超聲波細(xì)胞破碎儀（LANYI-950W，上海蘭儀實業(yè)有限公司），分析天平（AUY120，日本島津公司），高壓蒸汽滅菌鍋（LDZX-50KBS上海申安醫(yī)療期器械廠），臺式型高速離心機（sigma1-14，德國sigma公司），恒溫培養(yǎng)箱（MJ-300BS-Ⅱ，上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司）。

1.3實驗方法

1.3.1制備發(fā)酵培養(yǎng)液? 每100g麩皮，豆粕，油槺分別加1000mL自來水，經(jīng)過高溫濕熱滅菌冷卻后，接入EM菌種原粉1g， 在37℃恒溫?fù)u床中以100rpm轉(zhuǎn)速震蕩發(fā)酵7天后取出，用八層紗布過濾，濾液煮沸10分鐘后即得小球藻發(fā)酵培養(yǎng)液。

1.3.2小球藻的培養(yǎng)? 每4.8L曝氣后的自來水中加入100mL發(fā)酵培養(yǎng)液，接種對數(shù)生長期（A680=1.0）小球藻100mL，放在25℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)（白天自然光照，夜間無光照），直到小球藻生長至穩(wěn)定期（培養(yǎng)液OD達(dá)到3以上），BG11培養(yǎng)組按同樣的方法處理（終體積5L）。以上方法均做3個平行組試驗。

1.3.3小球藻總蛋白制備和測量? 小球藻經(jīng)培養(yǎng)后，10000rpm離心并水洗2次后烘干至恒重，用分析天平稱取1g干燥小球藻粉，分散于20mL的PBS緩沖液中，冰浴下用超聲波破細(xì)胞（功率400W，超聲3S，間歇4s，循環(huán)300T），12000rpm離心20min，取上清液，用Nanodrop2000分光光度計檢測上清液中的總蛋白含量。

2.結(jié)果與討論

2.1采用不同發(fā)酵產(chǎn)物及BG11作為小球藻培養(yǎng)原料，經(jīng)培養(yǎng)后獲得的總蛋白百分含量見表1。

2.2使用不同培養(yǎng)液，培養(yǎng)7后的小球藻培養(yǎng)液（5L）中小球藻總質(zhì)量見表2。

從實驗結(jié)果可以看出，采用豆粕發(fā)酵液作為小球藻培養(yǎng)液，所獲小球藻的蛋白含量最高，并且明顯高于其他組，顯然是由于豆粕中蛋白含量最高的原因。特別值得一提是，目前大多數(shù)關(guān)于小球藻的研究，都普遍使用BG11培養(yǎng)液，BG11培養(yǎng)液配制非常復(fù)雜，并含有多種重金屬，無論對于食品、保健品或是飼料，都是一種嚴(yán)重的污染，是不適合于小球藻大規(guī)模培養(yǎng)的，而使用農(nóng)副產(chǎn)品發(fā)酵產(chǎn)物作為原料，有很多優(yōu)勢，（1）可以充分利用價值低廉的農(nóng)副產(chǎn)品，將其轉(zhuǎn)化為高蛋白含量、高營養(yǎng)價值的健康食品;（2）EM菌發(fā)酵產(chǎn)物，幾乎不含任何污染元素，培養(yǎng)的小球藻可以直接作為人類食品或飼料;（3）發(fā)酵液營養(yǎng)成分含量高且復(fù)雜，小球藻在其中生長的速度比在合成培養(yǎng)液中快，試驗發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵液中小球藻的生物累積量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于在合成培養(yǎng)液中，隨著培養(yǎng)時間的延長，小球藻在容器中不斷沉淀的同時，液體中的小球藻呈現(xiàn)繼續(xù)生長狀態(tài)，說明小球藻可以充分利用培養(yǎng)液成分，直到消耗完全為止。

3.結(jié)論

使用EM菌發(fā)酵農(nóng)副產(chǎn)品，發(fā)酵產(chǎn)物可直接用作小球藻培養(yǎng)的原料，有助于小球藻本身產(chǎn)量及其蛋白含量大幅度提高，是一項值得廣泛推廣小球藻培養(yǎng)及開發(fā)技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 歐陽克氙，羅曉燕，劉建平，等.小球藻的營養(yǎng)價值及其在飼料工業(yè)上的應(yīng)用進(jìn)展[J].江西科學(xué)，2013，31（5）：590-595.

[2]Sen Roy S，Pal R.Microalgae in Aquaculture：A Review with Special References to Nutritional Value and Fish Dietetics[J].Proc Zool Soc，2015，68（1）：1-8.

[3]郭瑞雪，楊友，張詩雯，等.小球藻高價值活性物質(zhì)研究現(xiàn)狀及展望[J].河北北方學(xué)院學(xué)報，2020，36（3）：54-60.

[4]歐陽崢嶸，溫小斌，耿亞紅，等.光照強度、溫度、pH、鹽度對小球藻（Chlorella）光合作用的影響[J].武漢植物學(xué)研究，2010，28（1）：49-55.

基金項目：湖北省教育廳科學(xué)研究計劃項目（B2019270）。