提高小球藻总蛋白含量的培养条件研究

金卫华

摘要：以EM菌种为发酵菌，通过液体方式依次发酵麸皮、豆粕、油糠，所得发酵液为培养小球藻的原料，以BG11培养液为对照，培养的小球藻通过低温超声破细胞，获得可溶性蛋白溶液，测得蛋白含量依次为14.34%、21.35%、17.45%、6.28%，结果显示，EM菌发酵豆粕后，用于培养小球藻，具有显著提高小球藻蛋白含量的作用。

关键词：EM菌发酵;小球藻培养;蛋白含量

小球藻营养含量极其丰富，含有人体所需的20种氨基酸、多种维生素和微量元素，以及亚麻酸、亚油酸、胡萝卜素等[1]，另外，在鱼类营养方面，小球藻经常用来培育鱼苗[2]，在饲料中适量添加小球藻可以促进鱼类生长，提高免疫力[3]。所以，小球藻具有较高的营养价值与保健功效，可作为食品添加剂、饲料、保健食品和医药等原料，开发前景广阔[4]。如何进一步提高小球藻营养成分，尤其是蛋白质含量，是开发利用小球藻的一个关键环节之一，拟通过EM菌发酵农业副产品（麸皮、豆粕、油糠）的方法，获得营养较为丰富的小球藻培养液，来研究这种培养液是否具有促进小球藻蛋白含量的能力。

1.实验部分

1.1实验试剂

EM益生菌浓缩粉（购自河南南华千牧生物科技有限公司），小球藻（由武汉东湖学院实验室分离保存），各种化学试剂均为分析纯，购自国药集团。

1.2实验仪器

Nanodrop2000分光光度计（Thermo），超声波细胞破碎仪（LANYI-950W，上海兰仪实业有限公司），分析天平（AUY120，日本岛津公司），高压蒸汽灭菌锅（LDZX-50KBS上海申安医疗期器械厂），台式型高速离心机（sigma1-14，德国sigma公司），恒温培养箱（MJ-300BS-Ⅱ，上海新苗医疗器械制造有限公司）。

1.3实验方法

1.3.1制备发酵培养液  每100g麸皮，豆粕，油槺分别加1000mL自来水，经过高温湿热灭菌冷却后，接入EM菌种原粉1g， 在37℃恒温摇床中以100rpm转速震荡发酵7天后取出，用八層纱布过滤，滤液煮沸10分钟后即得小球藻发酵培养液。

1.3.2小球藻的培养  每4.8L曝气后的自来水中加入100mL发酵培养液，接种对数生长期（A680=1.0）小球藻100mL，放在25℃恒温培养箱中培养（白天自然光照，夜间无光照），直到小球藻生长至稳定期（培养液OD达到3以上），BG11培养组按同样的方法处理（终体积5L）。以上方法均做3个平行组试验。

1.3.3小球藻总蛋白制备和测量  小球藻经培养后，10000rpm离心并水洗2次后烘干至恒重，用分析天平称取1g干燥小球藻粉，分散于20mL的PBS缓冲液中，冰浴下用超声波破细胞（功率400W，超声3S，间歇4s，循环300T），12000rpm离心20min，取上清液，用Nanodrop2000分光光度计检测上清液中的总蛋白含量。

2.结果与讨论

2.1采用不同发酵产物及BG11作为小球藻培养原料，经培养后获得的总蛋白百分含量见表1。

2.2使用不同培养液，培养7后的小球藻培养液（5L）中小球藻总质量见表2。

从实验结果可以看出，采用豆粕发酵液作为小球藻培养液，所获小球藻的蛋白含量最高，并且明显高于其他组，显然是由于豆粕中蛋白含量最高的原因。特别值得一提是，目前大多数关于小球藻的研究，都普遍使用BG11培养液，BG11培养液配制非常复杂，并含有多种重金属，无论对于食品、保健品或是饲料，都是一种严重的污染，是不适合于小球藻大规模培养的，而使用农副产品发酵产物作为原料，有很多优势，（1）可以充分利用价值低廉的农副产品，将其转化为高蛋白含量、高营养价值的健康食品;（2）EM菌发酵产物，几乎不含任何污染元素，培养的小球藻可以直接作为人类食品或饲料;（3）发酵液营养成分含量高且复杂，小球藻在其中生长的速度比在合成培养液中快，试验发现，发酵液中小球藻的生物累积量远远高于在合成培养液中，随着培养时间的延长，小球藻在容器中不断沉淀的同时，液体中的小球藻呈现继续生长状态，说明小球藻可以充分利用培养液成分，直到消耗完全为止。

3.结论

使用EM菌发酵农副产品，发酵产物可直接用作小球藻培养的原料，有助于小球藻本身产量及其蛋白含量大幅度提高，是一项值得广泛推广小球藻培养及开发技术。

参考文献：

[1] 欧阳克氙，罗晓燕，刘建平，等.小球藻的营养价值及其在饲料工业上的应用进展[J].江西科学，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，杨友，张诗雯，等.小球藻高价值活性物质研究现状及展望[J].河北北方学院学报，2020，36（3）：54-60.

[4]欧阳峥嵘，温小斌，耿亚红，等.光照强度、温度、pH、盐度对小球藻（Chlorella）光合作用的影响[J].武汉植物学研究，2010，28（1）：49-55.

基金项目：湖北省教育厅科学研究计划项目（B2019270）。