全 文 ：第 8 2卷第 4 期
20 (抖 年 8 月
水 产 学 报 V o l . 8 2. N o . 4
JO U R N A O LF FI S H E R IE S O FC H I N A A
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,
2 0 0 4
文章编号 : 10 00 一 0 6 15 ( 2 0 0 4 ) 0 3 一 04 77 一 0 4
· 研究简报 ·
不同生长阶段微绿球藻的营养价值
黄旭雄 , 周洪琪 , 朱建忠 , 倪 勤
(上海水产大学 生命科学 与技 术学 院 , 上海 20() 的 0)
关键词 :微绿球藻 ; 生长 阶段 ;粗蛋白 ;总脂肪 ;氨基酸 ;脂肪酸
中图分类号 : 5 9 63 . 16 文献标识码 : A
T h e n u t r i it o n a l v a l u e o f N d n n o e h ot r Qp S忍S o C u 勿at
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r e n t g r o w t h P h a s e s
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A b s t ar e t
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T h e r e s u l ts i n d i e at e d g or w ht Ph a s e h ad e fe
e t s o n ht e m ia n n u itr it
o n v a l u e s o f N
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e x p o n e n t i al ph a s e h a v e t h e hi g h e s t e ur d e Pr o t e i n e o n t e n t ( 3 3
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2 2 5 0 2哩 · g 一 1 an d 2 14 . 8 2 m g · g 一 1 er s p e e ti v e ly . 仆 e a l gae i n e x p o n e n t i a l p h a s e h翻 t h e I o w e s t a m i n o a e i d
e o n et n t ( 9 5
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hi g h e r th a n t h o s e i n e x Po n e n t ia l P h a s e an d s ta ti o n a yr P h a s e
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A s t h e a lg a g er w
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th e c o m Po s i ti o n o f f a t t y ac i d w a s
e h an g in g an d t h e e o m P o s i t i o n s o f E PA a n d P U F A d e e l in i n g
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F or m ht e v i e w P o i n t o f n t [ tir t i o n a l v a l u e an d g or w th
e h a r ac t e ir s ti c s o f m i c or a l g ae
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t h e Ph a s e o f d e c l i n i n g er la ti v e g or w ht 15 th e b e s t h var
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th e b a te h e u l tu er m o d e l
.
K即 wo r d s : aN n n o e h l o orP s is o e u l a t a ; g or w th P h a s e ; e ur d e P r o te in ; t o ta l I IPi d ; am i n o ac i d ; 加 t ty a e i d
微绿球藻 ( aN 朋D ch lo orP is co ul at a) 是一 种重 要 的海产
经济微藻 , 易培养 , 是海 产苗种 生产中广 泛应 用的一 种饵
料微藻 。 在澳大利亚及 以色列等 国家 , 微绿球藻被规模化
培养来 用于生产高纯度 的 E PA [ ’ J 。 微藻 的营养价值取 决
于藻种的遗传因素 、 生长阶段 和培养条件 。 有关培养条件
对微藻营养 、脂肪酸组 成的影响报道 较多 t ’ 一 5〕 , 而关 于生
长阶段对微绿球藻营养价值影响的报道较少 〔“ J 。 目前 , 生
产上微藻的采收时 间基本根据微藻 的生长状 况而定 。 本
文研究 了不 同生长 阶段微绿球藻的粗蛋 白 、 总脂肪 、 氨基
酸及脂肪酸组成等营养指标 , 为其在生产 中的科学采 收提
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 N . oc 以 a at 取 自上 海 水 产大 学
生 物饵料保种 室 。 以 F / 2 配 方为培养液 [,胜恒温光照
培养箱内用 100 m L的烧瓶培养 。 温度 24 ℃ , 培养海水 比
重 为 1 . 0 15 , 连续光照 , 光强 70 卜 .E M 一 2 · s 一 ’ 。 微藻起始接
收稿 日期 : 2`又)2 一 12一田
资助项 目 : 上海市重点学科资助项 目〔科 9 一 49 )
作者简介 : 黄旭雄 ( 197 1 一 ) , 男 , 浙江浦江 人 , 在职博 士 生 , 副教授 , 主要 从事 水产动物 营养与饵料 学研究 。 E 一 m蒯 : x hua ng @ s h fu
e d u
.
e n
7 48 水 产 学 报 2 8 卷
种浓度为 (31 3一 3 30 ) x 1 0 4e e l l s ·m L 一 ’ 。 培 养期间每 天早
中晚摇动 3次 。
1
.
2 一次性培养条 件下微绿球 藻生长 阶段的旋
按 1 . 1 方 法培养 , 自接种后每 天上午定 时摇 匀藻液 ,
并用无菌移液管取样测定藻细胞浓度 。 藻 细胞计数采用
血球计数 板法 。 藻细胞计数设 6 个重复 。
1
.
3 不同生长阶段微藻营养价值的测定
将处 于不同生长阶段 的微绿球 藻用连续 离心机 离心
采收后 , 在 5 ℃烘箱中烘 干 , 磨碎后用 于营养分析 。 粗蛋
白用 K D N 一 04 定氮仪测定 , 总脂肪用氯仿 一 甲醇法测定 。
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 一 石油醚 甲醋 化后在 H 6P 890 A 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
.
4 数据统计与分析
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 试验条件下微绿球藻的生长特性
图 1 为试验条件下微绿球藻一次性培养的生长 曲线 。
由图 1 可知 , 接种后 的第 1 天 , 细胞数增长 较缓 , 第 2 一 4
天 , 细胞数增 长很快 ,第 5 天细胞数增 长再次趋缓 ,第 6 一 7
天 , 细胞数无 明显增加 。 根据藻类细 胞增 长的情况 , 确定
接种后第 3 天 , 第 5 天 和第 7 天分别为指数增长期 、相 对
生长下降期和静止期 。
期的脂肪含量 ,而指数增长期和静止期的脂肪含量差异不
显著 。
表 l
T a b
不同生长阶段微绿球藻的粗蛋白及 总脂肪含 t
T he c o
n te l l t s of c r
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o e u 匆at in d ife r e n t g r o w ht hP 魄 s
生长阶段
gor w ht Ph a s e
粗蛋白含量 ( % ) 总脂肪含量 ( % )
e ru de Por te i n e o n t e n t to at l l iPid e o n t e n t
指数增长期 ( E )P
e x P o n e n t i a l hP a s e
33
.叨 土 0 . 7 8 A a 2 1 . 6 1 士 0 6 l A
相对生长下降期 ( DP RG )
hP a se o f d e e l i n ign r e l a ti v e g or w th
静止期 ( S p )
st iat on a r y hP as e
33
.
0 5 土 0
.
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.
74 土 0 . 34 B
28
.
33 土 0 . 8 B 2 0
.
77 土 1 .肠
注 : 表 中数 字上 标 有 不 同小 写 字 母 表 示 差 异 显 著 ( P <
0
.
0 5 )
, 不 同大 写 字 母表 示 差 异极 显 著 ( 尸 < 0 . 0 1 ) 。 以 下各表
同表 l
N o te s
: t h e if g u re s i n t a bl e n l a r卜e d w iht ht e d ife r e n t l o w er e a se
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s ig in if e an t ( p < 0
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0 5 )
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.
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n e x t t ab l e s ar e s a们。 e a s t a bl e l
2 5 0 0
2 0 0 0
1 5 0 0
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5 0 0
0
3 4 5 6
培养时间 / d
e u l t u r e t i 扭 e
图 1 试验条件下微绿球藻细胞增长曲线
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1 T h e g r ow ht
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.
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u n d e r e x pe ir m e
n t e o n d i it on
2
.
4 不同生长阶段微绿球藻氨基酸组成及含且
由表 2 可知 , 不同生长阶段的 微绿球藻 , 其氨 基酸含
量有很大的差异 , 微绿球藻各氨基 酸的含量在静止期和相
对生长下降期明显高于指数增长期 。 静 止期的总 必需氨
基酸和总氨基酸分别为 1 21 . 31 m g · g 一 `样品和 225 . 02 m g’
g
一 `样品 ;相对生 长下 降期的总必需氨基酸和总氨基酸分
别为 1 03 . 46 m g · g 一 ’样品和 214 . 82 m g · g 一 ’样品 ; 而指数增
长期的总必需氨基 酸和总 氨基 酸分别仅为 49 . % m g · g 一 ’
样品和 98 . 87 m g’ g 一 ’样 品 。 但不 同生长 阶段 的微绿球藻
的氨基酸百分组成 , 除个 别氨基酸差 异略大 , 其余基本保
持一致 。 微绿球藻所含 的必需 氨基酸中 , iH s 和 M et 的含
量较少 , hP e 、和 L eu 的含量相对较多 。
2
.
5 不同生长阶段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 : o 、 16 : I n 7 和 EP A ( 2 0 : 5n3 ) , 不同生长 时期微绿
球藻的脂肪酸组成有差异 。 随培养时间的延长 , 微绿球藻
细胞内饱和脂肪酸的 比例由指数增长期 的 28 .邻% 增 加到
静止期的 3 . 93 % , 而 Ep A 、 多不饱和脂肪酸 的比例却分别
从 2 . 50 % 和 42 . 18 % 降低到 16 . 50 % 和 35 79 % 。
51曰。妇óqanu
-省·的工洲。毛x、象留界麟
2
.
2 不同生长阶段微绿球藻的粗蛋白含盘
处于不 同生妹阶段的微绿球藻 , 其粗蛋白的含量 不同
(表 l ) 。 粗蛋白含量 以指数增长期的最高 ( 3 . 9 % ) , 略高
于相对生长下降期 ( 3 , 05 % ) ; 静止期的粗蛋白含量最低
( 28
.
3 % )
, 显著低于前两个生长时期 。
2
.
3 不同生长阶段微绿球藻的总脂肪含 t
生长阶段对微绿球藻的脂肪含量也有影响 (表 2 ) , 相
对生长下降期总脂肪含量极 显著高于指数增 长期和静 止
3 讨论
有关微绿球藻的营养价值 , 现有的报道主要集中在脂
肪和脂肪酸 组成的研究 。 魏东等 〔’ , 6」报道微绿球藻 的总
脂含量占干重的 20 % 一 54 . 5 % ,具体与氮源 、 N / P 和生长
时期有关 。 易翠平等〔” ]认为不 同硝酸钠水平下微绿球藻
的总脂肪含量为 26 % 一 34 % 。 本试验测得 的微绿球藻总
脂肪含量为 2 0 . 7 % 一 26 . 74 % , 与上述报 道基本一致 。 但
4 期 黄旭雄 等 : 不同生长阶段微 绿球藻 的营养价值 4 9 7
与马志珍 15 〕报道微绿球藻 脂肪含 量为 6 . 9% 有较大 的差 试验测得 的微绿球藻粗蛋白含量为 2 8. 3 %
异 。 而微绿球藻的蛋白质 和氨基酸 的研究鲜 有报道 。 本 于马志珍川报道 的 46 . 7% 的蛋 白质含量 。
表 2 不 同生长 阶段微绿球藻的氨基酸含且与组成
T a b
.
2 T h e a而n o a e id co n t e n t s a n d e o mp o s i ti o ns o f N . o e u 如a in di fe re n t g ro w t h Ph as e s
指数增长期 ( EP) 相对生 长下降期 ( P R DG ) 静止期 ( S P)
一
3
.
9 %
, 低
氨基酸
a口刀 n o a C i d 含量 ( m g · g 一 ’ ) 百分组成 ( % )
c o m Po s i t i o n
含量 ( m g · g 一 ’ )
C o l t e l】t
百分组成 ( % )
c o n 1 P0 s i t i o n
含量 ( m g · g 一 ` ) 百分组成 ( % )
c o l l l P0 s l t l o n
10
.
2
14
.
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.
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.
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.
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.
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5
.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
8
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.
9
l 仪 ) . 0
呵而serlyGhTsCigAlaiHveMtPlIuL
注 : , l . A印 实际为 A s p 和 A s n 之和 ; ` 2 . G l u 实际为 G l u 和 G l n 之和 ; ` 3 . 艺E A 为 9 种 EA ( rA g
,
Hi s
,
I le
,
L e u
,
L y s
,
M
e t
,
hP
e 厂r h r 和
va l) 之和 , T ry 在水解过程中被破坏
N o t e s : ` 1
.
A s P e o n s i s t s o f A s n a n d A s p ;
` 2
.
G l u e o n s i s t s o f G l n a n d G lu ;
` 3
. 艺E A A e o n s i s t s o f 9 e s s e n t i a l a im n o ac id ( rA g ,比 s , l l e , L e u ,
L y s
,
M e t
,
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e
,
T hr a n d V a l )
,
T r y w a s de s t r o y e d du ir n g h y d r o l y s i s
表 3 不同生长 阶段微绿球藻的脂肪酸组成
T a b
.
3 T h e fa t ty a c id e o m P o is it o ns
o f N
.
o e u 勿扭
in d i fe re n t gr
o w 比 户a 史 s
指数增 长期
( E P )
相对生长下降期
( PD R G )
静止期
( S P )
14 : 0 4
.
9 6 土 0 . 16 5
.
7 6 土 0
.
05 5
.
2 1 士 0
.
0 1
16 : I n 7 22
.
68 士 0 . 2 4 2 3 . 6 1 士 0 . 10 24
.
83 士 0
.
0 7
16 : 0 22
.
35 士 0
.
16 2 3
.
17 士 0 . 11 26 . 6 1 士 0 . 2 2
18 : 3 n 3 5
.
17 士 0
.
17 a 5
.
09 士 0
.
05 a 5
.
17 士 0
.
0 8 .
18 : 2 n 6 5
.
7 8 士 0
.
6 2 a b 5
.
14 土 0 . 10 A a 6 . 94 土 0 . 13 B b
18
: I n 7 8
.
7 3 土 0
.
1 1 8
.
2 2 士 0
.
12 6
.
88 士 0
.
0 9
18 : 0 1
.
6 7 士 0
.
19 1
.
4 7 士 0
.
06 2
.
1 1 士 0
.
0 8
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.
50 士 0
.
4 6 A a 2 1
.
7 1 土 0
.
12 A 口 16
.
80 士 0
,
13B
艺S F A 2 8 . 9 8 土 0 . 16 A 3 0 . 40 士 0
.
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.
9 3 土 O
.
2 5C
艺P t JF A 42 . 18 土 0 . 4 A 4() . I 6 士 0 . 29 B 3 5 , 7 9 士 0 . 2 9C
注 :殆F A 包 括 14 : 0 、 16 : O 和 18 : o ;冲U F A 包 括 E P A 、 18 : 3 n3 、
18 : 2 n 6 和 18 : I n 7
N o t e s : 艺S F A e o n s i s r s o f 14 : 0 , 16 : 0 an d 18 : 0 . 艺P UF A e o n s i st s o f
E P A
,
18 : 3n3
,
18 : 2 n 6 a n d 18 : I n 7
鱼虾等对饲料 中蛋 白质的需求 ,本质上是对饲料中氨
基酸 的需求 。 因此饲料中氨基 酸的含量 比粗 蛋 白含量 更
能准确反映饲料的蛋 白质营养价值 。 在 一 次性 培养过 程
」
, 随培养时间的延长 , 培养液 中氮磷等营养素因藻类 的
吸收利用 , 其浓度也随之降低 。 已知在 氮缺乏 的培养液 中
螺旋藻 (助 i耐 ian sp . )的蛋 白质含量会降低 〔8了, 球等鞭金藻
( sI oc h ysr is g al ba na )的粗蛋白含量随培 养时间的延 长而 降
低 [ 9 ; 。 本试验中 , 微绿球藻的粗蛋 白在指数增长期 的测定
值最高 ( 3 . 9 % ) ,其次为相对生 长下降期 ( 3 . 05 % ) ,静止
期粗蛋白测 定值最低 ( 28 . 3 % ) ; 表现出类似的变化趋势 。
但是其氨 基 酸含 量 则 为静止期 最 高 ( 2 25 . 02 m g · g 丁 ’ 样
品 ) , 其次为相对 生长下 降期 ( 2 14 . 82 m g · g 一 ’样 品 )次之 ,
指数增长期最低 (9 8 . 87 m g · g 一 ’样 品 ) 。 刘 东燕等 [ ’例认 为
球等鞭金藻 ( 几口动。 ` is g a lban 。 )从延缓期进人 指数 生长期
的开始阶段 , 藻细胞充分 吸收培养液 中的 营养盐 , 迅速进
行物质合成积 累 , 为细胞在指数增长期 的快速分裂奠定基
础 ,会出现单位细胞内可溶性蛋白含 量的 高峰 , 在 随后 的
指数增长期 , 单位细胞内的可溶性蛋 白含量迅速降低 。 在
细胞进人静 止期 阶段 , 细胞 的生长策 略发生 改变 , 细胞分
裂迅速下 降 , 使物质合成在细胞水平得到积累 , 重新 出现
单位细胞内可溶性蛋白含量 的高峰 。 若忽略不 同生 长阶
段细胞的大小 , 本试验中微绿球藻的氨基酸含量的变化规
律与球等鞭金藻细胞 内可溶性蛋白 的变化规律相似 。 处
于不同生 长时期 的微绿球藻 的各种氨基酸组 成相对 稳定
(表 2) 。 因此 , 从氨 基酸 营养角度 , 处于静 止期 和相 对生
长下降期 的微绿球藻优于处于 指数增长期的微绿球藻 。
4 80 水 产 学 报 2 8卷
结合表 1 、 2 ,将 表 2 中氨基酸含量折算成氨基酸 占粗
蛋 白的百分含量 , 则微绿球藻在指数增长期 、 相对 生长下
降期和静止期的氨基酸百分含量分别为 29 . 06 % 、 5 . 0 %
和 7 9 . 43 % 。 由此可推论 , 随培养 时间的延长 , 尽管微绿球
藻 的粗蛋 白含量下降了 , 但其质量逐 步提 高 。 产生这种现
象可能与微藻对营养盐 的吸收利用 有关 。 已知将藻细胞
从含氮磷的培养液转移到氮磷缺乏的培养液中后 , 铜绿微
囊 藻 ( 械 e or 分` t站 。 e r嗒i n o s。 ) [” 」 和 雪 藻 ( 几r i e t o e人zo r比
in赫。 )[ ’ 2 〕能够利用早先藻体吸附的氮磷 , 在一定时间 内维
持藻细胞的生长和代谢 。
本试验中 , 在培养前期 , 细胞外培养液 中的氮浓 度较
高 ,微绿球藻能够快速 吸收培养液中的氮元 素 , 并蓄积在
细胞内 。 到了培养后期 , 培养液中营养盐 由于藻类的生长
而被吸收 、 消耗 , 此时 藻细胞 只能 靠前期 蓄积在细胞 内的
氮加以同化利用 , 最终合成 自身 的氨基酸 , 以 维持 细胞有
限的生长 , 结果使得细胞内的非 蛋白氮含量降低 。 从而使
得藻体中氨基酸 / 粗蛋 白的 比值 升高 。 本试验 中 , 微 绿球
藻的总脂肪含量 在培养过程中先 升后降 (表 l ) , 其变化规
律与魏东等 〔6〕报 道一致 。 在脂肪酸的组成上 , 随培养时间
的延长 , 饱 和脂肪酸的 比例增加 , 而 E PA 、 P U F A 的比例减
少 (表 3 ) 。 而饵料 中含 足量 的 E PA 、 P U队 对 提高仔 稚鱼
及虾蟹幼体 的变态成 活率有重要 作用 〔’ 3 , ’ 4 〕。 另外 , 魏东
等 [ ’ , 6 〕及易翠平等仁’ 〕都从微绿球藻 中检测到 20 : 4 n6 , 而本
试验中并未检测 到该脂肪 酸 。 这 可能与微绿 球藻 的培养
条件 、样品处理及检测条件的不 同有关 。
综上所 述 , 从蛋 白质质量 , 氨基酸含量 、脂肪含量及脂
肪酸组成等营养学 角度综合考 虑 , 并结合微藻 生长特性 ,
笔者认为相 对生 长下降期是微绿球藻采收的最佳时期 。
[ 4 ]
【5 ]
[ 6 ]
[ 7〕
〔 8 〕
【9〕
「10 〕
在氨 基酸测 定过程 中得到上 海水产 大学中 日合 作研
究所横 山稚 仁先 生 、 哀春红老 师和 陈舜胜 老师 的 大 力 支
持 , 特此致谢 ! 【1 1 ]
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