钝顶螺旋藻对锌和硒生物富集作用的研究

⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 研究 钝顶螺旋藻对锌和硒生物富集作用的研究’ ／ 陈必链 庄惠如 余 望 吴松刚 (福建师范大学生物学院，福州，350007) S s 仁 十每 摘 要 研究不同浓度锌和硒对钝顶螵艘藻生长及富集量的影响，结皋表明，当硒液 L’ U 度为200mg／L，锌浓度南4mg／L时，螺旋藻富巢能为最大，达到752．7}‘g／g和371．2 ／g，但在该浓度下，螺旋藻的生长速度、硝酸盐还原酶活性喀低于不加锌硒(对熙)。 锌、硒浓度较低时，可促进螺l境藻的生长，加速 藻细胞对锌、硒的生精转化过程 的进 行．高浓度则择制生长。当硒浓度为 700mg／L．锌浓度为 9mg／L，谈藻死亡。 粕词 兰繁 竺 雌 姆 离 ’—’ —’—‘一 ～＼ ----一 、● m 、 螺旋藻是一种丝状蓝_藻，适于海、淡水生 1．1．2 培养液 长且喜高温的微小藻类。由于含丰富的蛋白 Zarrouk培养藏。 质和生理活性物质，营养成分均衡，被联合国 1．2 方法 粮农组织称为“二十一世纪的食品 。近年来 1_2．1 培养条件 螺旋藻已实现大规模工厂化生产，产量大幅 钝顶螺旋藻的培养条件为：温度 3O℃， 度上升并加工成多种营养保健食品和药品。 光强度 2 500Lx，光源为日光灯，光周期，光 硒是维持人体正常生理的微量元素．缺 t暗=12h 12h，往复式摇床培养，往复频 硒是引起克山病的一个重要原因。硒的生理 率 9O次／min，500 rtd三角瓶装 200 ml培养 功能主要是以谷胱甘肽过氧化物酶的形式发 藏。 挥抗氧化作用，以保护细胞膜}锌是很多金属 1_2．2 藻细胞的获得 酶的组成成分或酶的激活剂，已确认与锌有 Zarrouk培养藏中，分别加入一定浓度 关的酶类至少在6O种以上，人体缺锌时可发 的硒(以亚硒酸钠形式供给)，锌(以硫酸锌形 生生长迟缓．少年期性发育不良，味觉障碍和 式供给)，接入处于对数生长期的藻液，培养 伤口愈合缓慢等 ]。 10d后收获，藻液用300目筛绢过滤，藻洗涤 由于硒和锌具有重要的生理功能，已有 3次，70'C干燥 ，得干藻粉。 多种富硒、锌食品问世口 ]，本研究利用螺旋 1l 2+3 硒(锌)含量测定 藻的生物吸收转化作用，将无机硒和锌转化 原子发射光谱法(ICPAES法)。 为有机硒和锌，获得富含有机硒和锌的螺旋 1．2．4 硝酸盐还原酶活性测定 藻．而不是单一富集硒或锌，增强了螺旋藻的 磺胺比色法 ]。 保健功效。 1_ 5 锌(硒)富集系数计算 1 材料与方法 1．1 材料 1．1_1 藻种 钝顶螺旋藻($pir~'lina platensis)。 ’蕞蔫薯蔷翥嚣 ，改目时闯 。。 。。一。。 锌(硒)富集系数=干藻粉中锌(硒)含量 (t~g／g)／培养液中锌(硒)浓度(mg／L)。 2 结果与讨论 2．1 钝顶螺旋藻对硒和锌的耐受程度 维普资讯 http://www.cqvip.com 食品与发酵工业 Food and Fermentation Industries Vo1．24 No．6 培养液中分别加入不同浓度的硒、锌蒋 液及不同浓度锌与硒的混合液，观察藻的生 长情况，结果如表 l。 衰 1 钝顶●旋藻耐鼍、锌程度 硒浓度 锌浓度 晒+锌浓度 生长情况 (rag／L) (mg／L) (mg／L) 1～3d 4～10d 100 4 1O0+ 4 + + 200 5 200+ 5 + + 300 6 300+ 6 + + 450 7 450+ 7 + + 600 B 600+8 + + 700 9 700+ 9 十 一 BOO + ^ 1 000 土 一 10 + 土 12 土 一 。+ 藻生长正常，。土”藻生长受抑制， 一 藻死 表 l表明该藻对硒、锌表现出不同程度 的耐受性，单独加硒或锌时，该藻对硒的耐受 能力明显高于锌，这可能是由于藻细胞通过 生理生化过程将亚硒酸根离子转变成易挥发 的硒化合物，使得螺旋藻能耐受高浓度硒。而 培养液中同时加入硒和锌则耐受能力下降， 说明硒和锌对抑制该藻的生长具有加和性。 2．2 钝顶螺旋藻对硒、锌的宣集作用 在培养液中加入不同浓度的硒和锌混合 液，按方法 1．2．1、1．2．2培养藻 ，测定锌、硒 含量如表 2所示。由表 2可知：(1)随着实验 浓度的增大，干藻粉中的锌硒含量也增大，当 培养液中锌硒浓度增大到一定值时，藻粉中 锌硒含量达到最大值，即出现“饱和状态 。这 可能是由于在低浓度下硒在细胞内参与各胱 甘l肽过氧化物酶的合成，有效垃清除细胞内 的活性氧自由基，促进藻细胞的生长I锌则与 多种酶结合，活跃细胞的生理代谢，也起到促 进生长作用，但在较高浓度下，硒导致细胞内 活性氧自由基的积累，加速机体的衰老，从而 抑制藻的生长，从而阻碍细胞对金属元素的 吸收；(2)随着实验浓度增大，锌的富积系数 逐渐减小，而硒的富集系数却出现跳跃性变 化。同时在整个实验浓度范围内锌的富集系 数大于硒的富集系数，最大时可达 48倍。 衰2 干藻柑锌和硒含量殛童集蔡数 编号 培养裱辞、硒浓度(mg／L) 千藻粉锌、硒含量(ug／g) 富集系数 Zn+ ． Se Zn+Se Zn+ Se 空白对照 0 0 l1．3 0．62 1 10 137．0 34．8 137．0 3．5 2 30 212．0 64．6 lO6．O 2．2 3 3 50 324．6 125．0 108．2 2．5 4 】O0 371．2 408．0 92．8 4．1 5 200 285．5 752．7 57．1 3．8 '6 300 206．0 643．0 34．3 2．1 7 450 147．0 477．0 21．0 1．1 2．3 不同浓度的硒锌对藻生长速度的影响 培养液中按表 2编号加锌硒系列浓度，每 天定时取样测吸光度绘出不同硒锌浓度下的 藻生长曲线如图 1所示 。从图 l中可以看出： 在生长的前 2d生长曲线基本重合，而在生长 后期，生长曲线发生变化，与对照相比，曲线l (Zn浓度 1mg／L，Se浓度 10mg／L)和曲线 2 (Zn浓度 2mg／L，Se浓度 30rag／L)促进作用 最 明显 ，而 曲线5(Zn浓度,Stag／L，Se浓度 。 。 ‘ 一 图1 锌、话浓度对钝顶螺旋生长速度的影响 (图中曲线编号与表 2编号一致，表示不同的宴验浓度) 维普资讯 http://www.cqvip.com 第24卷 第 6期 陈必链等：钝厦螺旋藻对锌和硒生物富集作用的研究 29 。 ‘ M 。 m 度、光照等对钝顶螺旋富集能力的影响有待于 进一步的研究。 圈三 ：! 螺 曼 竺 致谢本院95级学生李华、何荣宝膏参加 (图中曲线编号与表2编号一致 ，表示不同的宴验浓度) ． ” 。 。 ⋯ 。⋯ ⋯ ～ 从图2可以看出：低浓度的zn和Se有利 部铲实验 于诱导该酶插性 ，从而刺激藻的生长，加速锌 ● 考 文 献 兰麦兰 望篓 ： 烹篓 抑制 王菱主编．生命科学中的镦量元素．北京：中 该酶的活性 ，不利于藻细胞对硒锌的富集。 国 L量 ,～1992． ( ) ： 二 3 结 论 133- 、 2 徐晶．陈娩华，谢应先等．土壤肥料，1996．6 (1)钝顶螺旋藻对锌、硒富集表现出不同 3 4o． 的水平。该藻对硒的耐受力较强，对锌的富集 3 孙希雯，李奇庚．微生物学报，1997，37(1)： 能力较强，当培养液锌浓度为4mg／L，硒为 40． 200mg／L时，富集量最大分别是371．2 ／g 4 欧阳培，童斌-厦门大学学报(自然科学版)· 和752。7~g／g．为对照的 33倍、1 214倍。该藻 1993，32(6)：795一 对硒的富集系数当硒浓度为i00mg。／L时最 张志良-植物生理学实验指导-北京：高等教 大为 4．1，当锌浓度为 1 g／L时，该藻对锌的 育出版社， 。。&65． Study On Bioenriehment Selenium and Zine by Spiruiina platensis Chen Bilian Zhuang Huiru Yu W ang W u Songgang (Bioengineering College,Fujian Teachers Uniers!ty．Fuzhou，350007) ABSTRACT The effect m different concentraions of Zn and Se on the growth and the bioen— rich in irulina platensis were studied。The results show that the highest bioenrichment of irulina platensls to Zn and Se were 371．2pg／g and 752。7gg／g undsr the concentration of 4mg／L Zn and 200rag／L Se。At above concentration。the growth speed and the nitrate reduc— tase were changed by compare with contro1．At lower concentration of Se and Zn，the growth speed and the biotranslation of Zn and Ss 0{Spirulina platensis m re enhanced and at higher concentration，the growth speed visas restrained． Key word Spirulina platensis，Selenium and Zinc，bioenrichment growth 维普资讯 http://www.cqvip.com