【正文】 ,化學(xué)法合成的β胡蘿卜素雖然純度相對(duì)較高,生產(chǎn)成本低,但容易摻入少量有致染色體突變作用的有毒化學(xué)物質(zhì),且與天然β胡蘿卜素相比吸收效果差。 天然物提取物目前，采用萃取法、酶法從天然植物、藻類、鹽藻中提取β胡蘿卜素。從鹽藻中提取β胡蘿卜素的方法主要是濕法萃取即將鹽藻濃集后，進(jìn)行萃取再分離回收得到β胡蘿卜素。杜氏藻培養(yǎng)生產(chǎn)β胡蘿卜素的條件比較苛刻，需考慮到藻類退化的問(wèn)題,需大面積培養(yǎng)。天然植物等所含β胡蘿卜的量較少，難以大量生產(chǎn)且產(chǎn)品著色力差，成本高，在現(xiàn)有市場(chǎng)中所占份額也較小。國(guó)內(nèi)外微生物合成β胡蘿卜素的研究主要集中在絲狀真菌(三孢布拉氏霉菌)和紅酵母[4]方面除此之外，也有杜氏鹽藻提取法、螺旋藻提取法以及基因工程法用于β胡蘿卜素的生產(chǎn)研究。曾強(qiáng)松[5]在種子階段，采用正負(fù)孢子混合培養(yǎng)，促進(jìn)了β胡蘿卜素的積累，而這種促進(jìn)方式是由兩性配合產(chǎn)生的三孢酸介導(dǎo)的。如果在三孢布拉霉培養(yǎng)基中加入104 mol/L～103 mol/L 的β紫羅酮后，β胡蘿卜素的含量就會(huì)比空白時(shí)提高250%。廖春麗[6]通過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)化了β胡蘿卜素液體發(fā)酵培養(yǎng)基，得到了較高的β胡蘿卜素產(chǎn)量。紅酵母法有成本低、周期短、發(fā)酵易于控制的優(yōu)點(diǎn)[7]。（3）螺旋藻培養(yǎng)提取法螺旋藻是一種新興的食療食物， 6g螺旋藻中的β胡蘿卜素含量就相當(dāng)于20個(gè)雞蛋[8]。（4）杜氏鹽藻提取β胡蘿卜素杜氏鹽藻是一類生活在富含NaCl的水(如海洋、鹽湖、鹽池、鹽堿等)中的單細(xì)胞低等真核生物。由于條件的影響性，采用二步法培養(yǎng)杜氏鹽藻，首先在有利于鹽藻生長(zhǎng)的條件下培養(yǎng)，此時(shí)藻體繁殖迅速，待藻體生長(zhǎng)成熟，再將藻體轉(zhuǎn)入不利于藻體生長(zhǎng)但有利于積累β胡蘿卜素的強(qiáng)光、高鹽、低氮、高溫條件下培養(yǎng)。（5）基因工程法隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的迅速發(fā)展，利用基因工程法產(chǎn)生的菌類生產(chǎn)類胡蘿卜素成為研究的熱點(diǎn)。 β胡蘿卜素的生理功能及應(yīng)用前景 β胡蘿卜素的生理功能(1) 免疫調(diào)控作用β胡蘿卜素作為維生素A的前體，可轉(zhuǎn)化為維生素A而發(fā)揮免疫調(diào)控作用；胡蘿卜素本身也能明顯增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能，并具有很強(qiáng)的抗氧化及抗感染作用，甚至效力更強(qiáng)[9]。β胡蘿卜素不僅具有比維生素A更強(qiáng)的免疫增強(qiáng)作用，而且轉(zhuǎn)化為維生素A的數(shù)量可以隨著β胡蘿卜素?cái)z入量的增加而降低，即使大量服用β胡蘿卜素也不會(huì)導(dǎo)致體內(nèi)維生素A水平的異常增加[10]。杜氏鹽藻中提取的以順式結(jié)構(gòu)為主的β胡蘿卜素，能輕度降低血清中膽固酵、高密度脂蛋白膽固酵(HDLC)及低密度脂蛋白膽固酵(LDLC)的水平，提高HDIC/TC比值。因此，鹽藻β胡蘿卜素能預(yù)防心血管疾病及防止衰老。此外，由于自由基能夠?qū)е碌闹袠猩窠?jīng)系統(tǒng)的功能受損，而影響到學(xué)習(xí)和記憶的能力，對(duì)小鼠的實(shí)驗(yàn)表明β胡蘿卜素的抗氧化性能促進(jìn)小鼠的學(xué)習(xí)和記憶功能[13]。馬建國(guó)等人[14]的研究表明，鹽藻β胡蘿卜素能抑制γ射線誘發(fā)的微核形成和Mit誘發(fā)的染色體畸變。國(guó)外對(duì)β胡蘿卜素的抗突變和抗腫瘤作用表明, β胡蘿卜素的抗突變作用與致突變物的作用機(jī)制及致突變物的作用方式(如處理方式及處理濃度等)有關(guān)。 β胡蘿卜的應(yīng)用前景（1）β胡蘿卜素在食品業(yè)上的應(yīng)用β胡蘿卜素還作為食品添加劑和營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑，被聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)和世界衛(wèi)生組織(WHO)食品添加劑聯(lián)合專家委員會(huì)推薦，被認(rèn)為是A類優(yōu)秀和有營(yíng)養(yǎng)的食品添加劑。（2）β胡蘿卜素在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用β胡蘿卜素具有較強(qiáng)的抗氧化作用，能淬滅單線態(tài)氧且是自由基前體單線態(tài)氧的強(qiáng)猝滅劑： 1O2 + Q→ Q* + 3O2 單線態(tài)氧 胡蘿卜素 活化胡蘿卜素 三線態(tài)氧它的抗氧化作用能有效地預(yù)防多種疾病的發(fā)生發(fā)展，尤其是對(duì)某些腫瘤和心血管疾病。（3）β胡蘿卜素在飼料上的應(yīng)用β胡蘿卜素、蝦青素等類胡蘿卜素是天然色素，而且是人和動(dòng)物體內(nèi)重要的生物活性物質(zhì)，具有增色和營(yíng)養(yǎng)雙重功效。（4）β胡蘿卜素在日用化妝品上的應(yīng)用 β胡蘿卜素在日用化妝品上的應(yīng)用。β胡蘿卜素的提取物中還含豐富的氨基酸、維生素、天然保濕因子、微量元素和其它生物活性物質(zhì)，很受國(guó)際權(quán)威美容專家的好評(píng)和消費(fèi)者的歡迎。目前，β胡蘿卜素護(hù)膚品已上市。其藻體為卵圓形、橢圓形或梨形，長(zhǎng)18～28μm，～14μm，運(yùn)動(dòng)時(shí)體形有變化，在不同的鹽度、光照、溫度等環(huán)境下其形態(tài)變化較大。杜氏藻細(xì)胞前段一般呈凹陷狀，在凹陷處有兩條等長(zhǎng)的鞭毛，鞭毛比細(xì)胞長(zhǎng)約1/3；藻體內(nèi)有一杯狀色素體，色素體內(nèi)的色素主要是葉綠素和類胡蘿卜素(以β胡蘿卜素為主)。在色素體內(nèi)靠近基部有一個(gè)較大的蛋白核，細(xì)胞上部有一紅色眼點(diǎn)。杜氏藻在生長(zhǎng)期間以無(wú)性繁殖為主，藻體在運(yùn)動(dòng)中縱裂為二，各形成一個(gè)新體。通常， 白天水中藻類上浮，使水面呈綠色或紅色， 夜間下沉， 冬季也常在底層或底泥上。與綠藻一樣，杜氏藻在培養(yǎng)液中生長(zhǎng)良好，因此很容易將它們培養(yǎng)在含鹽濃度很高的開放池中。超大型培養(yǎng)池(粗放型模式)， 除了風(fēng)和對(duì)流作用外無(wú)任何攪拌過(guò)程，為保證鹽度、增加對(duì)流，通常從海水中泵入低鹽海水至高鹽湖中，同時(shí)添加適量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在β胡蘿卜素含量達(dá)到合適值時(shí)，養(yǎng)殖的鹽藻被轉(zhuǎn)移至海岸收獲，處理完畢的培養(yǎng)液重新返回培養(yǎng)池循環(huán)使用[21]；小型葉輪攪拌的回旋池在世界各地被廣泛運(yùn)用。CO2氣體不僅是重要的無(wú)機(jī)碳源，還起到調(diào)控培養(yǎng)液pH值的作用。超級(jí)集約型系統(tǒng)是在光合生物反應(yīng)器基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的[22]，由于能控制培養(yǎng)參數(shù)，與開放池相比，這樣的系統(tǒng)更清潔、更能獲得高生物量及高含量的類胡蘿卜素，因此是一種很好的養(yǎng)殖系統(tǒng)。兩相(水相/有機(jī)相)光合生物反應(yīng)器也已完成研發(fā)，該反應(yīng)器的下層為水相，主要是幫助藻細(xì)胞生長(zhǎng)的培養(yǎng)液，藻細(xì)胞持續(xù)產(chǎn)生的類胡蘿卜素被富集到上層的有機(jī)相中；因此該光合生物反應(yīng)器能提高β胡蘿卜素萃取效果。盡管封閉系統(tǒng)比開放池系統(tǒng)有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，如降低污染、減少CO2損耗、靈活的技術(shù)設(shè)計(jì)、穩(wěn)定的養(yǎng)殖條件，但需要建造昂貴的生產(chǎn)設(shè)備，而且生產(chǎn)容量也不如開放池系統(tǒng)。在光合反應(yīng)器中，可選用白色熒光燈或日光燈為其光源。UVA射線(320～400nm)可促使杜氏藻大量累積類胡蘿卜素，不影響其生長(zhǎng)[ 21]。（2）溫度 杜氏藻能夠在0℃至45℃范圍內(nèi)存活。開放池的溫度通常無(wú)法控制，夜晚低溫影響藻體生長(zhǎng)，白天高溫雖有利于積累類胡蘿卜素，但不利于細(xì)胞生長(zhǎng)。（4）營(yíng)養(yǎng) 營(yíng)養(yǎng)缺乏對(duì)藻類合成類胡蘿卜素有促進(jìn)作用，尤其是氮缺乏時(shí)更明顯。而細(xì)胞個(gè)體積累β胡蘿卜素的最適條件是無(wú)氮、無(wú)磷，經(jīng)10d培養(yǎng)。硫酸鹽的缺乏也會(huì)使細(xì)胞停止生長(zhǎng)并刺激β胡蘿卜素的積累，但合成速度要比光誘導(dǎo)慢得多。一般來(lái)說(shuō)，在生長(zhǎng)速度較低的亞熱帶生長(zhǎng)條件下，β胡蘿卜素積累量最大。姜建國(guó)，姚汝華(1999)報(bào)道，單細(xì)胞β胡蘿卜素含量隨 [N]/[P]比值的增加而減少，而單位體積培養(yǎng)液中的β胡蘿卜素含量在[N]/[P]比值小于15時(shí)基本不受[N]/[P]比值的影響，比值大于15時(shí)，則[N]/[P]比值越高，β胡蘿卜素含量越低。澳大利亞、美國(guó)和中國(guó)等國(guó)家已利用杜氏鹽藻大規(guī)模生產(chǎn)天然β胡蘿卜素。除β胡蘿卜素外，杜氏鹽藻還含有其他類胡蘿卜素，如八氫番茄紅素、番茄紅素、葉黃素、玉米黃質(zhì)等。（2） 生產(chǎn)高營(yíng)養(yǎng)藻粉杜氏鹽藻干粉富含優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)、脂肪酸，以及豐富的類胡蘿卜素，無(wú)難消化的細(xì)胞壁，因而是優(yōu)質(zhì)的家禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖飼料。與其他單細(xì)胞來(lái)源(如酵母和細(xì)菌)的蛋白粉相比，杜氏鹽藻干粉中的核酸 (DNA和RNA)含量很低。（3）生產(chǎn)甘油和生物制品甘油是一種重要的商業(yè)有機(jī)化合物和滲透調(diào)節(jié)物，被廣泛應(yīng)用于化妝品、醫(yī)藥和食品等領(lǐng)域。杜氏鹽藻富含甘油，在特定養(yǎng)殖條件下， 其含量可達(dá)干重的50%， 因此是甘油生產(chǎn)的潛在資源。（4）提高植物耐鹽性杜氏藻是已知真核生物中最耐鹽的生物，能在35%飽和鹽溶液中生存。當(dāng)杜氏藻在高鹽環(huán)境中生長(zhǎng)時(shí)，細(xì)胞內(nèi)的甘油含量將超過(guò)50%，以此補(bǔ)償細(xì)胞內(nèi)外的滲透壓差，同時(shí)為酶提供“合適的溶質(zhì)”以防止酶失活或受到抑制。杜氏藻耐鹽機(jī)制的闡明及耐鹽基因的克隆，將對(duì)提高高等植物的耐鹽性、擴(kuò)大和提高農(nóng)作物的種植范圍和產(chǎn)量、緩解世界糧食危機(jī)，具有不可估量的意義。其中二級(jí)處理是利用微生物對(duì)各種有機(jī)物進(jìn)行生物降解。研究顯示，特氏杜氏藻中的金屬結(jié)合肽和植物螯合肽可將無(wú)機(jī)砷代謝成砷聚合物，從而達(dá)到去除環(huán)境中重金屬的目的。利用藻類來(lái)指示環(huán)境毒性的研究，最近有很多報(bào)道。黃小娟等[24]利用杜氏藻生長(zhǎng)阻礙實(shí)驗(yàn)，測(cè)定排放到環(huán)境中特別是飲用水中的有機(jī)毒物，從而得知被測(cè)化合物的生物毒性。水楊酸是一種植物體內(nèi)產(chǎn)生的簡(jiǎn)單酚類化合物，廣泛存在于高等植物中。水楊酸易溶于乙醇、乙醚、氯仿、苯、丙酮、松節(jié)油，不易溶于水，20℃。據(jù)報(bào)道，水稻、大麥等34種主要農(nóng)作物的葉片和繁殖器官中都含有水楊酸，在不同植物及同一植物的不同組織內(nèi)含有的水楊酸的含量不同，通常含量較低，在產(chǎn)熱植物花序和受病原物侵染的植物中組織中含量較高。 水楊酸的生理作用（1）抗病作用水楊酸在植物抗病性中的作用是目前研究最深入的，水楊酸在植物的抗病反應(yīng)中主要起信號(hào)分子的作用，是植物產(chǎn)生過(guò)敏反應(yīng)(HR)和系統(tǒng)獲得性抗性(SAR)所必需的物質(zhì)。以后的研究進(jìn)一步表明，外源SA可誘導(dǎo)番茄、黃瓜、水稻、大蒜、大豆、甜菜、擬南芥等植物對(duì)真菌、細(xì)菌、病毒等病原菌的抗性。（2）誘導(dǎo)開花1965年Lee和Skoog發(fā)現(xiàn)SA可誘導(dǎo)煙草組培植株開花，1974年Cleland和Ajami 鑒定誘導(dǎo)短日植物開花的物質(zhì)是水楊酸；外施水楊酸于浮萍科植物可誘導(dǎo)或促進(jìn)開花?，F(xiàn)在對(duì)水楊酸誘導(dǎo)植物開花的機(jī)理仍不十分清楚, 有一種假說(shuō)認(rèn)為是水楊酸起螫合劑作用[ 25]。在馬鈴薯等產(chǎn)熱植物上，水楊酸可促進(jìn)線粒體交替呼吸途徑，增加產(chǎn)熱量，提高馬鈴薯的抗冷性。%的NaCl脅迫下，、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)，提高幼苗體內(nèi)SOD、CAT等細(xì)胞保護(hù)酶的活性，抑制了MDA的積累，提高了小麥幼苗葉片對(duì)鹽脅迫的適應(yīng)性。此外,SA還與臭氧、重金屬脅迫等有關(guān)。正如Voodoo百合雄花的提取液一樣，外源施用SA也可以使成熟花上部佛焰花序的溫度提高。 水楊酸的應(yīng)用1763 年英國(guó)的Edmund Stone首先發(fā)現(xiàn)柳樹皮有很強(qiáng)的收斂作用，可以治療瘧疾和發(fā)燒，后來(lái)研究證明水楊酸在植物界普遍存在，作為一種植物內(nèi)源信號(hào)分子，對(duì)植物的許多生理過(guò)程如植物開花、產(chǎn)熱、種子發(fā)芽、氣孔關(guān)閉、膜通透性及離子的吸收等起調(diào)控作用，一些科學(xué)家認(rèn)為應(yīng)該將之作為一種新的植物激素來(lái)看待。近十多年來(lái)，關(guān)于SA對(duì)植物抗病性的誘導(dǎo)及其作用機(jī)制、SA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑等方面的研究也已取得重大進(jìn)展?，F(xiàn)已證明：水楊酸不僅可以調(diào)節(jié)植物的某些生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程，還能誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗逆性，抵抗不良因素造成的傷害。為了解決這一矛盾，周世水等進(jìn)行了二步法培養(yǎng)的研究，即在鹽藻的生長(zhǎng)階段和β胡蘿卜素的積累階段采用不同的培養(yǎng)方法，以獲得最大的β胡蘿卜素產(chǎn)量。而外源激素水楊酸對(duì)鹽藻β胡蘿卜素積累研究很少。本文初步