【正文】 時(shí)，自然群體最為豐富，但它們在水中并不是均勻分布的，通常 和 D. parva 集中于水體表層，而綠色杜氏藻 (D. viridis)常在水體的下層和底泥表面。當(dāng)高鹽度和高光強(qiáng)時(shí) ， D. parva 向水體底部移動(dòng)，而 D. salina 還保持懸浮，這是 D. salina 光合作用光飽和點(diǎn)高之故。 杜氏藻的細(xì)胞成分 杜氏藻商業(yè)生產(chǎn)的主要產(chǎn)品是類胡蘿卜素，作為副產(chǎn)品的有甘油和蛋白質(zhì)等。根據(jù)對(duì)鹽生杜氏藻 營養(yǎng) 成分 （ 表 1） [3]分析表明，除了含 % β — 胡蘿卜素外，甘油的含量占淮海工學(xué)院二○○六屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 頁 共 16 頁 30%，蛋白質(zhì)的含量也約占 %。如果綜合利用，鹽生杜氏藻細(xì)胞成分的 60%~70%可轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫漠a(chǎn)品 。 表 1 鹽藻的營養(yǎng)成分 成分 蛋白質(zhì) 脂肪 總碳水化 合物 β — 胡蘿卜素 維生素 C 鈣 磷 含量（ %） 杜氏藻含有多種維生素，例如硫胺素、 吡哆醇、核黃素、菸酸，特別是生物素和 α 生育酚的含量較高。杜氏藻的碳水化合物有半乳糖、葡萄糖、甘露糖、核糖、木糖、鼠李糖和多糖等。鹽生杜氏藻在低鹽培養(yǎng)基中生長時(shí)，其碳水化合物含量可達(dá)細(xì)胞干重的30%~40%，高鹽度下，碳水化合物含量降低，而甘油含量顯著增加。 鹽藻的 研究現(xiàn)狀 隨著人們對(duì)β — 胡 蘿卜素功效的認(rèn)識(shí)日益深入，對(duì)有關(guān)鹽藻累積β — 胡蘿卜素的研究也逐步加深。 Wackenrode 在 1831 年揭示了β — 胡蘿卜素的存在，化學(xué)家于 1931 年弄清了它的化學(xué)結(jié)構(gòu)，并 于 1950 年成功地合成了β — 胡蘿卜素。但是化學(xué)合成的β — 胡蘿卜素不可避免地帶有副產(chǎn)物。其中有些甚至對(duì)人體有害，遠(yuǎn)不能滿足人類的要求。而且 人工合成的β — 胡蘿卜素中，β — 胡蘿卜素順式異構(gòu)體的含量少，只占 20%左右。因此，近十幾年來科學(xué)家努力尋求一種能產(chǎn)生大量 β — 胡蘿卜素 的生物， 同時(shí)希望其中的順式異構(gòu)體越多越好，而鹽藻就是符合這一要求的最佳選擇。 篩選出的 β — 胡蘿卜素 高產(chǎn)品系在高溫、高鹽、強(qiáng)光照和缺氮的條件下， 累積的 β — 胡蘿卜素占千重的 10%以上，有報(bào)道最高可達(dá)14％，而在一般的生物體中僅占千重的 ％左右。 鹽藻累積的β — 胡蘿卜素其順式異構(gòu)體最多可 60％以上。有關(guān)β — 胡蘿卜素的累積機(jī)制，特別是異構(gòu)化位置的研究，倍受關(guān)注。以達(dá)草滅， J— 334 和六甲基嘧啶等阻斷β — 胡蘿卜素的生物合成，發(fā)現(xiàn)在β — 胡蘿卜素的前體 — 八氫番茄紅素形成時(shí)。其順、反結(jié)構(gòu)的比例就已確定， 即先形成異構(gòu)體雛形。再合成β — 胡蘿卜素。分析其生物合成過程，推斷異構(gòu)化過程受到異戊烯焦磷酸 轉(zhuǎn)移酶的控制。在該酶的催化下，異戊烯焦磷酸轉(zhuǎn)入β — 胡蘿卜素合成中的碳鏈。并脫氫形成雙鍵，這是異構(gòu)化的關(guān)鍵。在脫氫過程中脫去的是 S— 氫還是 R— 氫。決定形成的雙鍵是 Z 型還是 E 型， 從而決定以后 — 異構(gòu)體的構(gòu)型。這方面的工作仍需深入進(jìn)行。β — 胡蘿卜素的合成與一些植物生長調(diào)節(jié)劑相關(guān)。如高鹽能刺激鹽藻細(xì)胞內(nèi)脫落酸的合成。而脫落酸含量增長的早期又會(huì)促進(jìn)β — 胡蘿卜素的合成。外加脫落酸在適當(dāng)?shù)臐舛认拢? 也有這種功效。 有關(guān)鹽藻 DNA 的研究也很多。如 D． salina 的葉綠體 DNA 片段在大腸桿菌中得到啟動(dòng)、表達(dá)對(duì)有關(guān)β — 胡蘿卜素 合成的同源基因之間的調(diào)控研究等等。介質(zhì)中的營養(yǎng)鹽與β — 胡蘿卜素的合成也有關(guān)系。加以尿素為氮源特別有利于鹽藻合成β — 胡蘿卜素和維生素 C，而不利于維生素 E 的合成 。 鹽藻蛋白質(zhì) 淮海工學(xué)院二○○六屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁 共 16 頁 藻類的粗蛋白含量超過 60%,生物學(xué)產(chǎn)量高于任何作物。因此早在 1949 年 ,Spoehr 和Milner 就建議利用藻類蛋白質(zhì)解決全球性蛋白短缺問題 ,但這方面的研究為數(shù)不多 ,并且大多是在 1970 年以前進(jìn)行的。關(guān)于微藻對(duì)人類營養(yǎng)價(jià)值的研究所得的最后結(jié)論是 :用微藻作為食物是可行的。但微藻細(xì)胞壁難于消化 ,食用后易產(chǎn)生不良副反應(yīng) ,食用前必須進(jìn)行充分的加工處理。若長期食用還需考慮其核酸水平 ,每日攝食的微藻數(shù)量不應(yīng)超過 20g。 微藻還被成功地用于水產(chǎn)養(yǎng)殖 ,飼養(yǎng)魚類或作動(dòng)物性浮游生物 (如鹽湖甲殼蟲、紅蟲、輪蟲 )、蝦幼蟲或牡蠣等的餌料。由于魚和海鮮的消費(fèi)量越來越大 ， 微藻在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的利用具有新的潛力。已進(jìn)行了以藻蛋白代替魚粉或大豆蛋白質(zhì)的飼養(yǎng)試驗(yàn) ,有幾個(gè)研究小組曾經(jīng)報(bào)導(dǎo)取得了可喜的成果。微藻用于非芻動(dòng)物飼料時(shí)也必須先經(jīng)過加工 ,破壞細(xì)胞壁后再加以利用 ， 杜氏 鹽 藻 相對(duì)與其它 微藻 的最大特點(diǎn)就是無 細(xì)胞壁。 杜氏 鹽 藻的綠色細(xì)胞通常含 50%~60%的蛋白質(zhì) (干重 )，而生 長在高鹽、氮不足的紅色細(xì)胞中約含 30%。杜氏藻蛋白質(zhì)的氨基酸組分見表 2[3]。除去類胡蘿卜素和甘油后的藻渣中蛋白質(zhì)的含量比例將進(jìn)一步提高，達(dá)到 40%，其蛋白含量和氨基酸組成類似于大豆蛋白。存在于杜氏藻中的二羥基丙酮還原酶已被分離、純化和商業(yè)銷售。 對(duì)鹽藻營養(yǎng)成分的分析結(jié)果表明，鹽藻營養(yǎng)的物質(zhì)含量非常豐富。蛋白質(zhì)含量高達(dá) 50％左右 (干粉 )，相當(dāng)于全脂奶粉的 2 倍 [3]。 提取β一胡蘿卜素和甘油后的藻粉，蛋白質(zhì)含量可達(dá) 70％以上（鹽藻含有 l8 種人體所需的氨基酸，其中人體必需的 8 種氨基酸舍量占全氨基酸含量的 %。 鹽藻內(nèi)蛋白質(zhì)中氨基酸的比例，基本符臺(tái)聯(lián)合國糧農(nóng)組織 FAO 營養(yǎng)全面食品的標(biāo)準(zhǔn)，即必需氨 基酸與總 氨 基酸的比例在 40% 至 60% 。鹽藻的蛋白質(zhì)含量和 氨 基酸組成表明，鹽藻是營養(yǎng)食品的蛋白新資源，是高蛋白仿生高級(jí)營養(yǎng)制品的理想原料。 本試驗(yàn)研究意義及前景 我國海藻資源豐富，其中有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的海藻就有 100多種，是一種開發(fā)利用前景廣闊的海洋資源。但目前在國內(nèi)僅有少數(shù)幾家海藻加工企業(yè)，而主要是生產(chǎn)人類食品、藥品以及提取工業(yè)品，而至今尚無專門的海藻蛋白質(zhì)加工企業(yè)，對(duì)海藻蛋白質(zhì)研究正處于剛剛起步的階段。今后研究的重 點(diǎn)應(yīng)集中在以下幾個(gè)方面：①應(yīng)大量選育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)量、含生物活性物質(zhì)的品種，利用生物工程技術(shù)加快培育品種的步伐，大力發(fā)展飼用海藻生產(chǎn)。②對(duì)加工工藝的研究。應(yīng)用酶解 工 藝是今后發(fā)展海藻飼料業(yè)的一種很有希望的加工工藝，還有待于繼續(xù)深入研究，開發(fā)更好的提取方法。③ 由于海藻中的各種營養(yǎng)物質(zhì)成分和含量差異很大，所以在生產(chǎn)海藻過程中。如何進(jìn)行科學(xué)配伍也是一個(gè)難題，在生產(chǎn)中要有針對(duì)性地科學(xué) 選擇海藻種類進(jìn)行合理的配伍，才能發(fā)揮其特殊功效，達(dá)到安全高效 [8]。 本實(shí)驗(yàn)以鹽藻為 研究對(duì)象，研究其胞外的蛋白質(zhì)，通過對(duì)其的研究可以進(jìn)一步認(rèn) 識(shí)海藻蛋白質(zhì)的特性和作用。 淮海工學(xué)院二○○六屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁 共 16 頁 表 2 鹽藻的氨基酸含量 氨基酸 干藻團(tuán)（ 40%蛋白質(zhì)） g/100g蛋白質(zhì) 去甘油和β胡蘿卜素后的干物 質(zhì)（ 70%蛋白質(zhì)） g/100g 丙氨酸 精氨酸 天門冬氨酸 半胱氨酸 谷氨酸 甘氨酸 組氨酸 異亮氨酸 亮氨酸 懶氨酸 蛋氨酸 苯丙氨酸 絲 氨酸 蘇氨酸 色氨酸 纈氨酸 脯氨酸 酪 氨 酸 2 材料與方法 實(shí)驗(yàn) 材料 實(shí)驗(yàn) 原 材料 鹽藻 (DunalieUa Salina)由中國海洋大學(xué)提供，實(shí)驗(yàn)前培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長期備用。 藥品 丙酮 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司 考馬斯亮藍(lán) G250 粉末 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司 標(biāo)準(zhǔn)牛血清白蛋白粉末 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司 85%磷酸 南京化學(xué)試劑有限公司 硅膠 GF254 中國雁蕩山試劑廠 羧甲基纖維素鈉 北京化學(xué)試劑有限公司 無水乙醇 天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司 分析純 AR 鹽酸 南京化學(xué)試劑一廠 正丁醇， 南京化學(xué)試劑一廠 冰醋酸 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司 水合茚三酮 中國醫(yī)藥公司 十二烷基磺酸鈉 (SDS) 北京中聯(lián)化工試劑廠 重蒸水 實(shí)驗(yàn)室自制 過硫酸銨（ AP） AMRESCO 淮海工學(xué)院二○○六屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）