光語帶你認(rèn)識(shí)微藻(第二輯)第三篇 佐芬根色綠球藻

佐芬根色綠球藻Chromochloris zofingiensis

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作者:俞建中(微信號(hào):Scophy117)

佐芬根色綠球藻(Chromochloris zofingiensis)

1. 關(guān)于名字
這個(gè)藻,最初見到的時(shí)候種名為Chlorella zofingiensi,當(dāng)時(shí)并沒有在意中文名叫什么,也沒去查叫什么,后來在華工的時(shí)候,有師弟師妹過來問這藻中文怎么說,按著讀字讀半邊的習(xí)慣,隨口說叫佐氏小球藻得了,后來想想還是不靠譜,決定去驗(yàn)證下。度娘和狗都沒檢索到相關(guān)的信息,記得是有種根腐霉還是什么的微生物(當(dāng)時(shí)沒作記錄),帶著一樣的“zofingiensis”這個(gè)后綴屬名。又拿了這詞去問法龜哥們,法龜哥們會(huì)四國外語,還懂拉丁文,牛逼的不是一丟丟的,一看就說,zofingen是瑞士一個(gè)地名,中文叫佐芬根或祖芬根,-ensis嘛……,當(dāng)即恍然大悟,燈下黑啊,不是有湛江等鞭金藻(Isochrysis zhanjiangensis)為例么,就是它,佐芬根小球藻!又在幾個(gè)藻庫中(CAUP H-6503,CCAP 211/14, SAG 211-14, UTEX 32, ATCC 30412, IAM C-111)對(duì)了下信息:“Chlorella zofingiensis D?NZ,1933年,Zofingen, Switzerland”,這就肯定沒錯(cuò)了! (最近又看到有人叫“若夫”什么的,呵呵,“左”“右”都不分了,怎么不叫“弱夫”啊?叫“若富”至少還圖個(gè)吉利!)

先賢的研究發(fā)現(xiàn),分類上,這藻其實(shí)不屬于小球藻屬,屬色綠(球)藻屬(Chromochloris),也見到有人叫佐夫色綠球藻,當(dāng)然,佐芬根才是正道。盡管有基因證據(jù)在,好多人好像已經(jīng)習(xí)慣了叫它小球藻,科技文獻(xiàn)上也是如此反應(yīng)。

2. 生物學(xué)特征
佐芬根色綠球藻或者叫佐芬根小球藻,是一種淡水綠藻,分類命名的歷史也很亂,除了長(zhǎng)期被歸入小球藻屬外(Chlorella),也曾被歸入Muriella(莫麗拉屬?), Mychonastes(麥可屬?),形態(tài)及遺傳特征大不同于小球藻,細(xì)胞不具運(yùn)動(dòng)性、單細(xì)胞、球狀,細(xì)胞直徑2-15μm,從圖中看到它無性繁殖的方式。

佐芬根色綠球藻Chromochloris zofingiensis
圖1. 佐芬根色綠球藻在適宜條件下,細(xì)胞呈現(xiàn)綠色,而當(dāng)受到脅迫時(shí),富集紅黃色的色素。(Liu et al., Mar. Drugs, 2014, 12, 3487-3515)

 

3. 培養(yǎng)與產(chǎn)物
佐芬根色綠球藻的研究跟熱門種類相比不算多,主要的聚焦點(diǎn)圍繞著培養(yǎng)條件和產(chǎn)物特征。

這個(gè)藻是個(gè)能異養(yǎng)培養(yǎng)的綠藻,異養(yǎng)發(fā)酵條件下,已有研究證明可以達(dá)到超過50g/L的生物量(孫妮,中科院南海所),相應(yīng)的碳源/氮源、碳氮比和補(bǔ)料方式等參數(shù)也研究的較為透徹。

佐芬根色綠球藻在光養(yǎng)、營(yíng)養(yǎng)條件比較優(yōu)越的的條件下細(xì)胞呈現(xiàn)綠色,但在特定的條件下,它能富集以蝦青素為特征產(chǎn)物的多種類胡蘿卜素。

佐芬根色綠球藻Chromochloris zofingiensis
圖2. 薄層層析實(shí)驗(yàn)顯示佐芬根色綠球藻含有以蝦青素為主的多種類胡蘿卜素(Sun et al.,Food Chemistry 126 (2011) 1629–1635)

通過高效液相色譜檢測(cè)發(fā)酵培養(yǎng)的藻體中的色素發(fā)現(xiàn),主要類胡蘿卜素有新黃素(Neoxanthin;)、紫黃質(zhì)(Violaxanthin)、花藥黃素(Antheraxanthin)、蝦青素(Astaxanthin)、金盞花黃質(zhì)(Adonixanthin)、葉黃素(Lutein)、玉米黃素(Zeaxanthin)、斑蝥黃素(Canthaxanthin)、β-隱黃素(Cryptoxanthin)、α/β-胡蘿卜素(α-Carotene/β-Carotene)等,蝦青素以自由及酯化物多種形式存在,其他含量高的類胡蘿卜素有新黃素、葉黃素、玉米黃素、斑蝥黃素和金盞花黃質(zhì)等種類。

佐芬根色綠球藻Chromochloris zofingiensis
圖3.高效液相色譜檢測(cè)圖譜( Liu et al., Mar. Drugs, 2014, 12, 3487-3515)。

相應(yīng)的譜峰分別為: 1 Neoxanthin; 2 Violaxanthin; 3 Antheraxanthin; 4, 5, 7, 8, 11, 19, 28, 29, 30, 35, 36 Unknown or degraded lutein and chlorophylls; 6 Astaxanthin; 9, 10 Adonixanthin; 12 Lutein; 13, 14, 15 Zeaxanthin; 16, 17 Canthaxanthin; 18 Chlorophyll b; 20, 22 β-Cryptoxanthin; 21 Chlorophyll a; 23 Echinenone; 24, 26 Astaxanthin mono-ester; 25, 27 Adonixanthin mono-ester; 31 α-Carotene; 32, 33, 34 β-Carotene; 37, 39 Astaxanthin di-ester; 38 Adonixanthin di-ester.

關(guān)于類胡蘿卜素,研究較多的集中在影響藻細(xì)胞中色素組成(包括比例)及含量的因素。主要影響因素有:

(1)營(yíng)養(yǎng)方式,如兼養(yǎng)和異養(yǎng)更容易富集色素

佐芬根色綠球藻Chromochloris zofingiensis
圖4-A. 光自養(yǎng)條件下藻細(xì)胞呈綠色,圖4-B. 兼養(yǎng)條件下,細(xì)胞開始富集類胡蘿卜素。(Azaman et al., 2017, PeerJ 5:e3473)

(2)兼養(yǎng)和異養(yǎng)的區(qū)別

佐芬根色綠球藻Chromochloris zofingiensis
圖5. 葡萄糖作為碳源的情況,有光(兼養(yǎng))和無光(純異養(yǎng))培養(yǎng)藻液顏色也有區(qū)別。(Chen et al., Scientific Reports , 5:14936)

 

(3)強(qiáng)光刺激及高碳氮比能提升含量

 

佐芬根色綠球藻Chromochloris zofingiensis
圖6-A.低碳氮比低光照兼養(yǎng)培養(yǎng)的佐芬根小球藻;圖6-B.兼養(yǎng),高碳氮比強(qiáng)光誘導(dǎo)下,藻細(xì)胞富集類胡蘿卜素。(Chen et al., Mar. Drugs, 2017, 15, 231)

 

(4)營(yíng)養(yǎng)限制,如氮源饑餓處理。

佐芬根色綠球藻Chromochloris zofingiensis
圖7. 營(yíng)養(yǎng)限制促進(jìn)藻細(xì)胞積累色素。(Tang et al., BioResources, 2016, 11(1), 2850-2885)

 

4. 開發(fā)應(yīng)用方向
佐芬根色綠球藻能夠異養(yǎng),給規(guī)模化生產(chǎn)帶來很多便利,以蝦青素為主的多種類胡蘿卜素,又具備了經(jīng)濟(jì)(ZHUAN-QIAN)屬性。不過這藻的市場(chǎng)定位問題,一時(shí)好像難以界定,畢竟跟雨生紅球藻的角色有很大沖突,如果不能在經(jīng)濟(jì)屬性上有突出表現(xiàn),就很難占山為王。

個(gè)人的分析,如果用于開發(fā)食品藥品,首先定位功效物質(zhì),主產(chǎn)物是蝦青素,其他類胡蘿卜素含量也不低,看著很好,在食品定標(biāo)的時(shí)候就很麻煩,定指標(biāo)的時(shí)候列幾個(gè)指標(biāo)就能打起架來,新資源這個(gè)環(huán)節(jié)就有幾年要走。

首要的市場(chǎng)應(yīng)用方向,可能又要回到飼料/餌料應(yīng)用,又雙回到水產(chǎn)領(lǐng)域,又雙叒回到水產(chǎn)高檔養(yǎng)殖品種,又雙叒叕回到水產(chǎn)高檔養(yǎng)殖品種苗期應(yīng)用。江湖上傳聞,紅酵母發(fā)酵液都能賣出天價(jià),單單“佐芬根”這名字就得比紅酵母強(qiáng)出十倍去,猜測(cè)實(shí)用上肯定差不了(MAI-GENG-GUI)……

許多水產(chǎn)品種從開口到標(biāo)苗的,微藻添加到餌料/飼料中的效果,已經(jīng)被很多一線水產(chǎn)技術(shù)人員驗(yàn)證了,希望這個(gè)藻能早點(diǎn)出現(xiàn)在塘口池邊。小道消息是中國科學(xué)院煙臺(tái)海岸帶研究所王艷老師正在推進(jìn)這個(gè)藻的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研究,小俞我更是多了幾分期待。

 

俞建中博士系列藻類科普文章《光語帶你認(rèn)識(shí)微藻》第一輯鏈接:

光語帶你認(rèn)識(shí)微藻 第一篇——什么是微藻

光語帶你認(rèn)識(shí)微藻 第二篇——微藻的商業(yè)化開發(fā)和應(yīng)用

光語帶你認(rèn)識(shí)微藻 第三篇——微藻培養(yǎng)簡(jiǎn)介

光語帶你認(rèn)識(shí)微藻 第四篇——紫球藻

光語帶你認(rèn)識(shí)微藻 第五篇——雨生紅球藻

光語帶你認(rèn)識(shí)微藻 第六篇——蝦青素與其功效

光語帶你認(rèn)識(shí)微藻 第七篇——鹽藻與β-胡蘿卜素

光語帶你認(rèn)識(shí)微藻 第八篇——地木耳、發(fā)菜和葛仙米

光語帶你認(rèn)識(shí)微藻 第九篇——微藻與不飽和脂肪酸

光語帶你認(rèn)識(shí)微藻 第十篇——裸藻(Euglena)

光語帶你認(rèn)識(shí)微藻 第十一篇——螺旋藻(一)

光語帶你認(rèn)識(shí)微藻 第十二篇—— 小球藻

俞建中博士系列藻類科普文章《光語帶你認(rèn)識(shí)微藻》第二輯鏈接:
光語帶你認(rèn)識(shí)微藻(第二輯) 第一篇 共生藻之蟲黃藻

光語帶你認(rèn)識(shí)微藻(第二輯) 第二篇 顆石藻(Coccolithophores)

 

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