探究氮种类对微藻岩藻黄质和脂肪酸联产效应的影响研究文献综述

 2022-11-25 15:54:31

文 献 综 述

1岩藻黄质和脂肪酸

1.1岩藻黄质

近几十年来,类胡萝卜素,特别是岩藻黄质,因其被发现在人类健康中有重要作用而被广泛研究。岩藻黄质是一种橙色色素,也是主要类胡萝卜素之一,在自然界中约占总产量的10%[1, 2]。它有一个独特的结构,包含一个异丙烯键,一个共轭羰基,一个5,6-环氧化物还有乙酰基团,这使它的结构不同于植物类胡萝卜素[3]。这种色素是由微藻和大型藻类共同产生的,主要取自于可食用性褐藻。且由于岩藻黄质具有潜在的生物活性,其在抗氧化、抗癌、抗肥胖、抗糖尿病、抗炎、抗血管生成、抗疟疾等方面的应用不断增加[4]。根据研究人员的发现,岩藻黄质是一种安全的分子,在小鼠和大鼠的试验中没有出现毒性和致突变性[5]。岩藻黄质在捕光复合体中起着天线色素类胡萝卜素的作用,与类囊体膜耦合,并将能量传递给光合电子传递链[6]。岩藻黄质还具有高能量转移效率,虽然微藻和大型藻都能产岩藻黄质,但微藻对于岩藻黄质的生产是最重要的,因为它们容易适应工业规模的连续条件,比大型藻类更简单且更容易培养。而微藻也可以用废水进行培养,以便从废水中回收资源[7]

1.2脂肪酸

脂肪酸是由碳、氢、氧三种元素组成的一类化合物,是中性脂肪、磷脂和糖脂的主要成分。 它可分成两种类别:一种是不含碳碳双键的饱和脂肪酸,如硬脂酸、软脂酸等;另一类是含有一个或几个碳碳双键的不饱和脂肪酸如常见的油酸等单不饱和脂肪酸,亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等多不饱和脂肪酸。而多不饱和脂肪酸(PUFAs)作为一种独特的生物活性物质,对人体有重要的生理功能[8]。微藻中含有脂肪酸,且它在人和动物的生理活动中起着重要的作用。张文源等人利用冻干藻粉,成功提取了脂肪酸并测定了其中豆蔻酸(C14:0)、棕榈酸(C16:0)、棕榈油酸(C16:1)、硬脂酸(C18:0)、油酸(C18:1)、亚油酸(C18:2)、花生一烯酸(C20:1)、木焦油酸(C24:0)和二十碳五烯酸(EPA)等各类脂肪酸的相对含量[9]

2岩藻黄质的提取与分离纯化

2.1岩藻黄质的提取

岩藻黄质的收集主要采用絮凝剂絮凝、离心和冷冻干燥等方法,而其提取主要以丙酮、甲醇、乙醇等作为提取剂,含量是通过分光光度计和高效液相色谱(HPLC)鉴定和测定。岩藻黄质传统的提取方法主要为有机溶剂提取法,近几年来很多新型的提取技术如超临界萃取法、微波辅助萃取法、超声波辅助萃取法、酶提法等也用来提取岩藻黄质。Kim等人研究了溶剂种类、温度和溶剂/硅藻质量比对海洋硅藻三角褐指藻岩藻黄酮提取率的影响[10]。研究发现乙醇是岩藻黄质提取的最有效溶剂,其提取率依次为乙醇gt;丙酮gt;乙酸乙酯,最佳萃取温度为40 °C,且发现萃取时间超过12 h后萃取率无显著提高,最佳料液比为1∶6。Bigagli等人使用甲醇作为从T. lutea中提取岩藻黄质的合适溶剂。Delbrut等人用乙醇96% (v/v)提取岩藻黄质,提取时间为60 min,提取效率为100%。Armando等人采用超临界CO2萃取技术分离岩藻黄质[11]。结果表明,在40 °C和40 MPa条件下,浸提时间为180 min,岩藻多糖的回收率接近80%,且回收率随着温度的降低和压力的升高而增加。Xiao等人研究了微波辅助萃取-高速逆流色谱法分离纯化食用褐藻岩藻黄质的方法,并从微波强度及辐射时间、料液比和提取温度等方面对提取条件进行优化[12]。研究发现微波辅助萃取法的最佳提取条件为在300 W微波强度和温度60 ℃下以乙醇为提取剂提取10 min,料液比为1∶15。Fang等人采用加压液体萃取法和统计实验设计,对二轮爱氏藻(Eisenia bicyclis)岩藻黄质的提取条件进行了优化[13]。他们首先采用正交设计对提取工艺进行优化,筛选出提取岩藻黄质最重要的工艺参数,然后采用中心组合设计确定提取岩藻黄质的最佳工艺条件。结果表明温度和乙醇浓度这两个因素对95%岩藻黄质的提取率有显著影响,且在110 °C 和90%乙醇条件下,岩藻黄质的最大提取量为0.42 mg/g。

2.2岩藻黄质的分离纯化

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