摘要
裂殖壶藻属于异养型海洋真菌，具有丰富的多不饱和脂肪酸，如二十二碳六烯酸（Docosahexaenoic acid，DHA），能够补充动物体内缺乏的脂肪酸，因富含蛋白质、脂质、碳水化合物、氨基酸、维生素等高价值成分且具有生长速度快、易于培养等优点而被定义为家畜的潜在饲料原料。然而，若规模化发酵生产DHA采用葡萄糖作为碳源，生产成本高，不利于产业化推广。本研究旨在探究裂殖壶藻突变株的营养价值并优化其发酵培养基降低成本。试验一通过比较常压室温等离子体（Atmospheric Room Temperature Plasma，ARTP）诱变前后裂殖壶藻生物活性物质及氨基酸含量，通过氨基酸评分（AAS）、氨基酸比值（RAA）、氨基酸比值系数（RC）及比值系数分（SRC）等营养学方法进行氨基酸营养价值评价；试验二利用甘蔗糖蜜处理液作为发酵原料提供部分碳源，采用单因素试验筛选影响裂殖壶藻突变株生物量与DHA产量的关键因素，并通过正交试验确定裂殖壶藻突变株的最佳培养基组成；试验三利用柠檬酸发酵液为底物提供部分碳氮源，采用单因素试验确定最佳培养基组成，为进一步降低发酵成本提供可能。 结果表明：（1）在生物活性物质方面，裂殖壶藻突变株与裂殖壶藻原始株的β-胡萝卜素、多糖、总糖、类胡萝卜素、总黄酮、总酚、甘露聚糖含量均存在显著差异（P＜0.05）。突变株的β-胡萝卜素、多糖、总糖含量显著高于原始藻株（P＜0.05），其中突变株的β-胡萝卜素、多糖、总糖含量分别为408.261μg/g、70.61 mg/g、208.51 mg/g，比原始株分别提高了25.58%、11%、25.68%。原始株与突变株中氨基酸种类较为全面，含有17种氨基酸，其中突变株苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸5种必需氨基酸含量均显著高于原始株（P＜0.05）；突变株必需氨基酸、非必需氨基酸、总氨基酸含量均显著高于原始株（P＜0.05）。营养价值评价结果表明，突变株与原始株的第一限制氨基酸为赖氨酸，其中突变株SRC值为82.85，原始株的SRC值为84.20。 2）经磷酸化处理后甘蔗糖蜜替代部分葡萄糖为基础，通过单因素试验和正交试验设计，获得最优组合：甘蔗糖蜜处理液57.14 g/L，葡萄糖80 g/L，胰蛋白胨10 g/L，谷氨酸钠20 g/L，磷酸二氢钾2.5 g/L，无水硫酸镁7.2 g/L，无水硫酸钠12.8 g/L，氯化钙0.4 g/L，海水晶15.16 g/L，VB1 0.45 g/L，VB6 0.1 g/L，VB12 0.001 g/L。最高生物量32.48 g/L、最高DHA产量16.25 g/L。结果表明：与原始培养基相比生物量提高14.56%、脂质产量提高了52.70%、DHA产量提高107.21%；藻粉的生产成本降低了5.46%；生产DHA的成本降低了47.74%。 3）以柠檬酸发酵液为基础，用过单因素试验确定发酵碳氮源的最适添加量。试验结果表明：柠檬酸发酵液80 g/L、葡萄糖84 g/L，谷氨酸钠25 g/L时，生物量最高为26.98 g/L，DHA产量最高为7.74 g/L，油脂产量最高为14.99 g/L。藻粉的生产成本降低了22.05%；生产DHA的成本降低了24.42%。 综上所述，ARTP诱变显著提升了裂殖壶藻突变株部分生物活性物质以及氨基酸含量；与原始培养基相比，通过利用甘蔗糖蜜处理液与柠檬酸发酵液培养裂殖壶藻降低了发酵生产藻粉及DHA的成本。综合比较两套低成本培养基，甘蔗糖蜜培养基更适合规模化发酵生产DHA，柠檬酸发酵液培养基更适合规模化发酵生产裂殖壶藻藻粉。
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