全 文 ：第 12卷第 2 期 上 海 水 产 大 学 学 报 Vol.12 , No.2
2003年 06 月 JOURNAL OF SHANGHAI FISHERIES UNIVERSITY June , 2003
文章编号:1004-7271(2003)02-0113-04
氮源及浓度对微绿球藻营养价值的影响
收稿日期:2002-11-05
基金项目:上海市教委重点学科项目(科 99-49)
作者简介:黄旭雄(1971-),男 ,浙江浦江人 ,副教授 ,在职博士生 ,研究方向为水产动物营养与饵料生物培养。 E-mail:xxhuang@shfu.
edu.cn
黄旭雄1 , 周洪琪1 , 袁灿东2 , 孙　梅1
(1.上海水产大学渔业学院 , 上海　200090;2.浙江新昌现代水产养殖有限公司 , 浙江　312500)
摘　要:以硝酸钠和脲为氮源 , 分别以 1倍及 2 倍的 F/2 配方中的氮浓度培养微绿球藻并在培养 5d 后采收进
行营养分析。结果表明:2倍氮浓度组的微绿球藻粗蛋白含量显著高于 1 倍氮浓度组 , 相同氮浓度下硝酸钠
组比脲组的粗蛋白含量高。氮源及浓度对总脂含量的影响正好与对粗蛋白的影响相反。 2 倍氮浓度组的微
绿球藻氨基酸含量明显高于 1倍氮浓度组 ,相同氮浓度下氮源对氨基酸含量无明显影响。氮源及浓度对微绿
球藻脂肪酸中 EPA、总饱和脂肪酸 、总多不饱和脂肪酸均有极显著影响 , 氮源相同时高氮浓度组微绿球藻的
EPA、΢PUFA 含量极显著高于低氮浓度组 ,相同氮浓度下硝酸钠组极显著高于脲组。
关键词:微绿球藻;氮源;氮浓度;蛋白质;脂肪;氨基酸;脂肪酸
中图分类号:S963.2　　　文献标识码:A
The effects of nitrogen source and concentration on the nutritional
value of Nannochloropsis oculata
HUANG Xu-xiong1 , ZHOU Hong-qi1 , YUAN Can-dong2 , SUN Mei1
(1.Fisheries College , Shanghai Fisheries University　200090 , China ;
2.Zhejiang Xinchang County Modern Fisheries Development Co., Ltd　312500 , China)
Abstract:The effect of nitrogen sources (sodium nitrate , carbamine)and their concentrations (1 and 2 times of
nitrogen level in F/2 culture medium)on the nutrition value of Nannochloropsis oculata was studied.The results
indicated:The algae cultured in high nitrogen level had significantly higher crude protein content.In the same
nitrogen level , the crude protein of algae cultured with sodium nitrate was higher than that cultured with carbamine.
While the effect on total lipid is absolutely contrary to that on crude protein content.The amino acid content in high
nitrogen level was higher than that in low nitrogen level.There was no difference between different nitrogen sources
effecting on amino acid content.The nitrogen source and level also affected the EPA , total saturated fatty acid and
total unsaturated fatty acid content significantly.With the same nitrogen source and in high nitrogen level , the EPA
and total unsaturated fatty acid content in algae were higher than those in lower nitrogen level.
Key words:Nannochloropsis oculata;nitrogen source;nitrogen concentration;protein;fat;amino acid;fatty acid
　　微绿球藻(Nannochloropsis oculata)是一种易培养且在海产动物苗种生产中广泛应用的饵料微藻。
其营养价值的高低 ,直接影响所投喂苗种的生长 、存活和变态 。微藻的营养价值 ,取决于藻种本身的遗
传因素 、生长阶段和培养条件 。培养条件对微藻脂肪及脂肪酸组成的影响的报道较多。周洪琪等[ 1]研
究了盐度 、温度 、光照及氮浓度对三角褐指藻和牟氏角毛藻总脂含量及脂肪酸组成的影响 。易翠平等[ 2]
报道了三种氮源及其浓度对微绿球藻总脂含量及脂肪酸组成的影响 。魏东等[ 3]研究了氮源和 N/P 对
微绿球藻的总脂和脂肪酸组成的影响。华雪铭等[ 4]报道了盐度对绿色巴夫藻和等鞭藻 3011总脂及脂
肪酸的影响。徐年军等[ 5]研究了温度 、光照 、PH 对后棘藻脂肪酸含量的影响 。李文权等[ 6]报道了超声
波对球等鞭金藻脂肪酸组成的影响 。张元标等[ 7]研究了超声波对小球藻脂肪酸组成的影响。而培养条
件对微藻氨基酸影响的报道不多。本文研究了氮源及其浓度对微绿球藻粗蛋白 、总脂肪 、氨基酸及脂肪
酸组成等营养指标的影响 ,探索氮源及其浓度对微绿球藻生化合成代谢的影响 ,为优化微绿球藻的生长
提供营养学依据 。
1　材料与方法
1.1　藻种的来源与培养条件
试验用微绿球藻 Nannochloropsis oculata 取自上海水产大学藻类保种室 。在恒温光照培养箱内用
1000ml三角烧瓶培养。控制温度 24℃,培养海水比重 1.015 ,连续光照 ,光强 70μE/M2/S 。微藻起始接
种浓度为 310 ～ 330×104 cell/mL。培养期间每天摇动 3次 。试验选用硝酸钠和脲为氮源 ,分别设 1倍及
2倍 F/2配方中的氮浓度 ,其余营养盐添加参照 F/2配方[ 8] 。
1.2　不同氮源及其浓度培养的微藻营养价值的测定
将接种后培养 5天后的微绿球藻经连续离心机离心采收后 ,在 55℃烘箱中烘干 ,磨碎后用于营养
分析。粗蛋白用 KDN-04定氮仪测定 ,总脂肪用 Blight等 1959的方法测定 。样品经盐酸水解后用岛津
液相色谱仪测定氨基酸含量 ,脂肪酸经苯-石油醚甲酯化后在 HP6890A型气相色谱仪上分析 ,并用归
一化法计算脂肪酸的百分含量 。除氨基酸外 ,其余指标测定设 3个重复 。
1.3　数据统计与分析
测定的数据用平均值和标准差表示 ,并对其进行 t检验 。
2　结果
2.1　不同氮源及水平下微绿球藻的粗蛋白及总脂肪含量
氮源及浓度对微绿球藻的粗蛋白及总脂含量均有显著影响(表 1)。在高氮浓度培养液中 ,微绿球
藻粗蛋白含量也高 ,其中 2 倍硝酸钠组最高(38.25%),其次为 2倍脲组 , 1倍脲组的粗蛋白含量最低
(28.38%)。但总脂含量以低氮浓度培养液中为高 ,其顺序为 1倍脲组>1倍硝酸钠组>2倍脲组>2倍
硝酸钠组 。
表 1　不同氮源及浓度下微绿球藻的粗蛋白及总脂肪含量
Tab.1　The crude protein and fat contents of Nannochloropsis oculata
　　　　cultured with different nitrogen sources and concentrations
1倍硝酸钠 2倍硝酸钠 1倍脲 2倍脲
粗蛋白含量(%) 33.05±0.91Ab 38.25±1.12Cc 28.38±0.18Ba 36.54±3.20ACc
总脂肪含量(%) 26.74±0.34Aa 15.70±0.59B 26.82±0.98Aa 21.50±0.52C
　　注:表中数字上标有不同小写字母表示差异显著(P< 0.05),不同大写字母表示差异极显著(P< 0.01)。以下各表同表 1。
2.2　不同氮源及水平下微绿球藻的氨基酸的组成及含量
由表 2可知 ,不同氮浓度培养的微绿球藻 ,其氨基酸含量差异明显;而相同氮浓度下 ,不同氮源对微
114 上 海 水 产 大 学 学 报　　　　　　　　　　　　　　　　　　12卷
绿球藻的氨基酸含量的影响不大。除 1倍脲组的个别氨基酸(Phe 、Cys)变异较大 ,氮源及其浓度对微绿
球藻氨基酸百分组成基本无影响。
表 2　不同氮源及水平下微绿球藻的氨基酸含量与组成
Tab.2　The amino acid contents and compositions of Nannocloropsis oculata cultured
with different nitrogen sources and concentrations
氨基酸
1倍硝酸钠
含量
(mg/ g 样品)
百分组成
(%)
2倍硝酸钠
含量
(mg/ g样品)
百分组成
(%)
1倍脲
含量
(mg/ g 样品)
百分组成
(%)
2倍脲
含量
(mg/g 样品)
百分组成
(%)
天冬氨酸Asp＊ 22.01 10.2 23.66 9.3 17.76 8.3 25.80 10.0
谷氨酸 Glu＊＊ 32.17 15.0 34.32 13.4 26.46 12.4 38.71 15.0
丝氨酸 Ser 11.67 5.4 16.94 6.6 11.21 5.3 13.89 5.4
甘氨酸Gly 14.33 6.7 17.30 6.8 11.91 5.6 17.26 6.7
苏氨酸Thr 11.06 5.2 12.14 4.8 9.14 4.3 13.21 5.1
半胱氨酸Cys 5.04 2.3 11.38 4.5 15.16 7.1 5.70 2.2
精氨酸Arg 13.78 6.4 14.68 5.7 11.36 5.3 15.31 5.9
丙氨酸Ala 17.71 8.2 19.65 7.7 14.55 6.8 20.70 8.0
酪氨酸 Tyr 8.42 3.9 9.10 3.6 7.07 3.3 9.97 3.9
组氨酸His 2.86 1.3 5.41 2.1 2.25 1.1 3.49 1.4
缬氨酸Val 12.97 6.0 14.66 5.7 10.77 5.1 14.90 5.8
蛋氨酸Met 3.60 1.7 4.79 1.9 2.93 1.4 4.45 1.7
苯丙氨酸Phe 14.57 6.8 27.47 10.8 39.00 18.3 25.32 9.8
异亮氨酸 Ile 8.77 4.1 9.30 3.6 7.45 3.5 10.08 3.9
亮氨酸Leu 20.64 9.6 21.42 8.4 15.84 7.4 23.42 9.1
赖氨酸 Lys 15.20 7.1 13.28 5.2 10.33 4.8 16.31 6.31
总必需氨基酸
΢EAA ＊＊＊ 103.46 48.2 123.16 48.2 109.06 51.2 126.50 48.9
总氨基酸 TAA 214.82 100.0 255.50 100.0 213.19 100.0 258.53 100.0
　　注:表中 Asp＊实际为 Asp和 Asn之和;Glu＊＊实际为 Glu和Gln之和;΢EAA＊＊＊为 9种EAA(Arg 、His、Ile、Leu 、Lys、Met、Phe、Thr 、Val)
之和 , Try 在水解过程中被破坏。
2.3　不同氮源及水平下微绿球藻的脂肪酸组成
由表 3可知 ,微绿球藻的脂肪酸组成中 ,含量多的脂肪酸为 16:0 、16:1n7和 EPA(20:5n3)。不同氮
源及水平下 ,微绿球藻的 EPA 和΢PUSFA百分组成:2倍硝酸钠组>1倍硝酸钠组>2倍脲组>1倍脲
组;΢SFA百分组成 1倍脲组>2倍脲组>1倍硝酸钠组>2倍硝酸钠组 。
表 3　不同氮源及水平下微绿球藻的脂肪酸组成
Tab.3　The fatty acid compositions of Nannochloropsis oculata cultured
with different nitrogen sources and concentrations
14:0 16:1n7 16:0 18:3n3 18:2n6 18:1n7 18:0 EPA ΢SFA ΢PUFA
1倍硝酸钠 4.96±0.16 22.68±0.24 22.35±0.16 5.17±0.17Aa 5.78±0.62a 8.73±0.11 1.67±0.19 22.50±0.46A 28.98±0.16A 42.18±0.44A
2倍硝酸钠 5.60±0.18 23.79±0.20 21.11±0.27 5.40±0.22Aa 5.80±1.21ab 8.12±0.45 1.80±0.30 28.36±0.76B 28.52±0.21B 47.69±0.38B
1倍脲 5.37±0.01 24.46±0.01 26.21±0.12 4.19±0.01B 5.46±0.06b 6.98±0.02 1.70±0.08 18.24±0.16C 33.28±0.20C 34.87±0.13C
2倍脲 5.41±0.04 23.97±0.16 25.33±0.11 4.52±0.09C 5.59±0.33ab 6.96±0.08 1.78±0.11 19.27±0.09D 32.52±0.05D 36.33±0.24D
　　注:΢SFA 包括 14:0、16:0 和18:0;΢PUFA 包括 EPA 、18:3n3、18:2n6和 18:1n7
3　讨论
已知在氮缺乏的培养液中单细胞绿藻和螺旋藻的蛋白质含量都会降低 。本试验中 ,氮源相同时 ,高
氮浓度培养液中培养的微绿球藻表现出高粗蛋白含量(表 1)及高的氨基酸含量(表 2)。王丽卿等[ 9]研
1152期　　　　　　　　　　　 黄旭雄等:氮源及浓度对微绿球藻营养价值的影响
究表明在高浓度营养盐条件下 ,生产单位产量的微绿球藻需要消耗更多的氮肥 ,并推测高营养盐水平下
培养的微绿球藻含有较高的粗蛋白 。本研究的结果证实了上述推测 。
在1倍 F/2氮浓度时 ,用硝酸钠培养的藻体含有的粗蛋白量极显著高于用脲培养的藻体(表 1)。
而氨基酸含量在两者之间无明显差异(表 2)。表明在低氮浓度下 ,氮源对微绿球藻蛋白质的质和量均
有影响。从藻体粗蛋白量的角度看 ,用硝酸钠培养优于用脲培养;从粗蛋白的质看 ,用脲培养优于用硝
酸钠培养 。在 2倍F/2氮浓度时 ,用硝酸钠或脲对微绿球藻的粗蛋白和氨基酸含量均无明显影响 。这
表明在高氮浓度下 ,氮源对微绿球藻蛋白质的质和量的影响减弱 。
粗蛋白氮包括蛋白氮(氨基酸中的氮)及其它非蛋白氮。对微藻而言 ,非蛋白氮主要是微藻从培养
水体中吸收的各种无机氮及其在微藻体内代谢过程中储存的中间产物。样品总氨基酸含量与粗蛋白含
量的比值不单显示了藻体粗蛋白的质 ,还可衡量微藻同化氮占所吸收氮的比例(即利用率)。本试验中 ,
各培养液中培养的微绿球藻总氨基酸含量/粗蛋白含量比值分别为 1 倍脲组(75.12%)>2 倍脲组
(70.75%)>2倍硝酸钠组(66.79%)>1倍硝酸钠组(65.00%)。这与微绿球藻对两种氮肥的吸收利用
有关 。尽管两种形式的氮肥都能被微绿球藻吸收 ,但脲氮可以氨基甲酰的形式被藻体直接吸收利用 ,而
硝酸氮被吸收后需经过还原成氨氮的形式才能被利用[ 2] 。从总氨基酸含量/粗蛋白含量比值看 ,微绿球
藻对脲的利用率要比硝酸钠好 。对同一种氮源 ,脲在低浓度下的利用率高于其在高浓度下的利用率;而
硝酸钠在低浓度下的利用率略低于其在高浓度下的利用率 。
低氮浓度下微绿球藻的总脂含量高 ,高氮浓度下总脂含量反而低(表 1),其变化趋势与文献[ 2 , 3]一
致。Ohta[ 10]等认为低氮水平改变了微藻与脂肪酸生物合成相关的碳代谢 。使光合作用形成的糖类由
于氮的缺乏 ,而不能有效合成氨基酸 ,转而形成脂肪酸积累在细胞内 。在 1倍 F/2氮浓度下 ,氮源对微
绿球藻总脂含量无显著影响;在2倍 F/2氮浓度下 ,氮源对总脂含量有显著影响 。相同氮浓度变幅下 ,
硝酸氮浓度变化引起藻体总脂变化的效应大于脲氮浓度变化引起的总脂变化效应。
亚油酸(18:2n6)、亚麻酸(18:3n3)和 EPA(20:5n3)等多不饱和脂肪酸是许多水产动物的必需脂肪
酸 ,在动物的正常生长发育中发挥重要作用。饵料中必需脂肪酸的缺乏 ,直接影响养殖动物的生长发
育。本试验中 ,两种氮源及其浓度对微绿球藻的 EPA 含量 、总饱和脂肪酸含量及总多不饱和脂肪酸含
量均有极显著的影响(表 3)。在相同氮源下 ,高氮浓度组的藻体 EPA 、总多不饱和脂肪酸含量均较低氮
浓度组高 ,而总饱和脂肪酸含量则是低氮浓度组含量高于高氮浓度组。表明高氮浓度培养微绿球藻可
使藻体的脂肪酸营养价值提高 。已有报道小球藻 、栅藻 、三角褐指藻 、紫球藻和微绿球藻[ 3] 、卡德藻[ 11]
在高氮浓度下 ,脂肪酸组成中多不饱和脂肪酸的比例增加 ,本试验也得出相同的规律。在相同氮浓度
下 ,硝酸钠组的 EPA 、总多不饱和脂肪酸含量均较脲组高 ,表明用硝酸钠作氮源培养微绿球藻可获得较
高营养价值的脂肪酸组成 。
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