提高小球藻總蛋白含量的培養條件研究

金衛華

摘要：以EM菌種為發酵菌，通過液體方式依次發酵麩皮、豆粕、油糠，所得發酵液為培養小球藻的原料，以BG11培養液為對照，培養的小球藻通過低溫超聲破細胞，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%，結果顯示，EM菌發酵豆粕后，用于培養小球藻，具有顯著提高小球藻蛋白含量的作用。

關鍵詞：EM菌發酵;小球藻培養;蛋白含量

小球藻營養含量極其豐富，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，在魚類營養方面，小球藻經常用來培育魚苗[2]，在飼料中適量添加小球藻可以促進魚類生長，提高免疫力[3]。所以，小球藻具有較高的營養價值與保健功效，可作為食品添加劑、飼料、保健食品和醫藥等原料，開發前景廣闊[4]。如何進一步提高小球藻營養成分，尤其是蛋白質含量，是開發利用小球藻的一個關鍵環節之一，擬通過EM菌發酵農業副產品（麩皮、豆粕、油糠）的方法，獲得營養較為豐富的小球藻培養液，來研究這種培養液是否具有促進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（由武漢東湖學院實驗室分離保存），各種化學試劑均為分析純，購自國藥集團。

1.2實驗儀器

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

1.3實驗方法

1.3.1制備發酵培養液? 每100g麩皮，豆粕，油槺分別加1000mL自來水，經過高溫濕熱滅菌冷卻后，接入EM菌種原粉1g， 在37℃恒溫搖床中以100rpm轉速震蕩發酵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酵培養液。

1.3.2小球藻的培養? 每4.8L曝氣后的自來水中加入100mL發酵培養液，接種對數生長期（A680=1.0）小球藻100mL，放在25℃恒溫培養箱中培養（白天自然光照，夜間無光照），直到小球藻生長至穩定期（培養液OD達到3以上），BG11培養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? 小球藻經培養后，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胞（功率400W，超聲3S，間歇4s，循環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.結果與討論

2.1采用不同發酵產物及BG11作為小球藻培養原料，經培養后獲得的總蛋白百分含量見表1。

2.2使用不同培養液，培養7后的小球藻培養液（5L）中小球藻總質量見表2。

從實驗結果可以看出，采用豆粕發酵液作為小球藻培養液，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，目前大多數關于小球藻的研究，都普遍使用BG11培養液，BG11培養液配制非常復雜，并含有多種重金屬，無論對于食品、保健品或是飼料，都是一種嚴重的污染，是不適合于小球藻大規模培養的，而使用農副產品發酵產物作為原料，有很多優勢，（1）可以充分利用價值低廉的農副產品，將其轉化為高蛋白含量、高營養價值的健康食品;（2）EM菌發酵產物，幾乎不含任何污染元素，培養的小球藻可以直接作為人類食品或飼料;（3）發酵液營養成分含量高且復雜，小球藻在其中生長的速度比在合成培養液中快，試驗發現，發酵液中小球藻的生物累積量遠遠高于在合成培養液中，隨著培養時間的延長，小球藻在容器中不斷沉淀的同時，液體中的小球藻呈現繼續生長狀態，說明小球藻可以充分利用培養液成分，直到消耗完全為止。

3.結論

使用EM菌發酵農副產品，發酵產物可直接用作小球藻培養的原料，有助于小球藻本身產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及開發技術。

參考文獻：

[1] 歐陽克氙，羅曉燕，劉建平，等.小球藻的營養價值及其在飼料工業上的應用進展[J].江西科學，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研究現狀及展望[J].河北北方學院學報，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].武漢植物學研究，2010，28（1）：49-55.

基金項目：湖北省教育廳科學研究計劃項目（B2019270）。