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富铬、富铁、富锌螺旋藻培养方法和食用安全性研究

作　者: 田柳
导　师: 卢凡
学　校: 湖北工业大学
专　业: 发酵工程
关键词: 钝顶螺旋藻 生长 生物富集 培养
分类号: TS218
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


铬、铁、锌是人体必需的三种微量元素，因无机形式存在的铬、铁、锌不易被人体吸收，需要通过生物转化后才具备普遍的食用价值；而螺旋藻同时具有高营养价值和良好的生物富集能力。本文选取经济价值较高的钝顶螺旋藻，探究富含铬、铁、锌螺旋藻的培养方法，并于平板式光生物反应器中，探索室外大规模培养富含微量元素螺旋藻的可能性，为进一步商业化生产提供理论依据。无机铬、铁、锌经螺旋藻富集后，其营养作用及安全性与补充量密切相关，因此研究富铬、富铁、富锌螺旋藻作为功能性食品的安全性很有必要。本文从生产实践的角度出发，探究富含微量元素螺旋藻的培养方法及其食用安全性。主要结论包括：（1）100mg/L以下浓度的CrCl3·6H2O对钝顶螺旋藻的生长没有显著影响，CrCl3·6H2O添加浓度为50mg/L或100mg/L时，藻细胞内铬含量分别能到达4.349mg/g、6.148mg/g，对数期添加50mg/LCrCl3·6H2O不会显著影响藻细胞的生长。（2）FeSO4·7H2O对螺旋藻生长及藻细胞内铁富集量的影响与其浓度密切相关，当培养液中缺铁时螺旋藻生长受到抑制，而50mg/L高浓度铁虽对藻细胞的生长无显著影响，但会影响藻细胞内铁富集量。（3）ZnSO4·7H2O的浓度达到100mg/L时，螺旋藻细胞的生长受到明显的抑制作用，藻丝断裂严重；50mg/L、100mg/L时藻细胞中锌含量分别为1.471mg/g、3.317mg/g，是0.22mg/L对照组的28.6倍、66.9倍。培养对数期加入50mg/LZnSO4·7H2O，藻细胞的正常生长及藻丝形态没有受到影响。（4）用厚度为10cm、体积为250L光生物反应器培养富铬、富铁、富锌的螺旋藻时，添加的金属盐（CrCl3·6H2O：50mg/L；FeSO4·7H2O：40mg/L；ZnSO4·7H2O：50mg/L）没有对藻细胞的正常生长产生显著性影响，藻细胞中各微量元素的最高含量分别为Cr：6.524mg/g；Fe：3.758mg/g；Zn：0.624mg/g。（5）用小鼠进行的毒理实验显示，富铬螺旋藻无急性毒性，30天喂养实验显示1600mg/kg体重剂量的富铬螺旋藻对小鼠无显著影响；而3200mg/kg体重剂量的富铬螺旋藻、1600mg/kg体重剂量的富铁螺旋藻可能存在潜在的肝毒性或肾毒性，但需进一步证实；1600mg/kg及3200mg/kg体重剂量的富锌螺旋藻对小鼠均无肝毒性或肾毒性。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-11
第1章 引言  11-22
  1.1 微量元素与人类健康  11-16
    1.1.1 铬与人类健康  11-13
    1.1.2 铁与人类健康  13-15
    1.1.3 锌与人类健康  15-16
  1.2 螺旋藻富集微量元素研究综述  16-20
    1.2.1 螺旋藻  16-17
    1.2.2 螺旋藻富集微量元素研究进展  17-20
  1.3 研究意义及研究内容  20-22
    1.3.1 研究目的及意义  20-21
    1.3.2 研究内容  21-22
第2章 铬（Ⅲ）对螺旋藻生长的影响  22-34
  2.1 实验材料与仪器  22-24
    2.1.1 实验材料  22
    2.1.2 实验试剂  22-23
    2.1.3 试验仪器  23-24
  2.2 实验方法  24-27
    2.2.1 培养基  24
    2.2.2 实验接种及培养方法  24
    2.2.3 不同浓度 CrCl_3·6H_2O 对钝顶螺旋藻生长及铬富集量的影响  24-25
    2.2.4 钝顶螺旋藻富集铬量随时间变化规律  25
    2.2.5 螺旋藻生长的测定  25-26
    2.2.6 富铬螺旋藻细胞形态观察  26
    2.2.7 富铬螺旋藻样品的收集  26
    2.2.8 铬含量的测定  26-27
  2.3 结果与分析  27-32
    2.3.1 不同浓度 CrCl_3·6H_2O 对钝顶螺旋藻生长的影响  27-29
    2.3.2 不同浓度 CrCl_3·6H_2O 对钝顶螺旋藻铬富集量的影响  29
    2.3.3 不同浓度 CrCl_3·6H_2O 对钝顶螺旋藻细胞形态的影响  29-30
    2.3.4 钝顶螺旋藻富集铬量随时间变化规律  30-32
  2.4 本章小结  32-34
第3章 Fe（Ⅱ）对钝顶螺旋藻生长的影响  34-41
  3.1 实验材料与仪器  34
    3.1.1 实验材料  34
    3.1.2 实验试剂  34
    3.1.3 实验仪器  34
  3.2 实验方法  34-36
    3.2.1 培养基的配制  34-35
    3.2.2 实验接种及培养方法  35
    3.2.3 不同浓度 FeSO_4·7H_2O 对钝顶螺旋藻生长及铁富集量的影响  35
    3.2.4 螺旋藻生长的测定  35-36
    3.2.5 富铁螺旋藻样品的收集  36
    3.2.6 铁含量的测定  36
  3.3 结果与分析  36-39
    3.3.1 不同浓度 FeSO_4·7H_2O 对钝顶螺旋藻生长的影响  36-38
    3.3.2 不同浓度 FeSO_4·7H_2O 培养条件下藻细胞的铁富集量  38-39
  3.4 本章小结  39-41
第4章 Zn 对钝顶螺旋藻生长的影响  41-55
  4.1 实验材料与仪器  41
    4.1.1 实验材料  41
    4.1.2 实验试剂  41
    4.1.3 实验仪器  41
  4.2 实验方法  41-44
    4.2.1 培养基的配制  41-42
    4.2.2 实验接种及培养方法  42
    4.2.3 不同浓度 ZnSO_4·7H_2O 对钝顶螺旋藻生长及锌富集量的影响  42
    4.2.4 不同浓度 ZnSO_4·7H_2O 对钝顶螺旋藻藻丝形态及光合作用特性的影响  42
    4.2.5 钝顶螺旋藻富集锌量随时间变化规律  42
    4.2.6 螺旋藻生长的测定  42-43
    4.2.7 富锌螺旋藻样品的收集  43
    4.2.8 锌含量的测定  43
    4.2.9 富锌螺旋藻细胞形态观察  43-44
    4.2.10 光合放氧速率的测定  44
    4.2.11 光合作用-光响应（P-I）曲线的测定  44
  4.3 结果与分析  44-54
    4.3.1 不同浓度 ZnSO_4·7H_2O 对钝顶螺旋藻生长的影响  44-46
    4.3.2 不同浓度 ZnSO_4·7H_2O 对钝顶螺旋藻锌富集量的影响  46
    4.3.3 不同浓度 ZnSO_4·7H_2O 对钝顶螺旋藻藻丝形态的影响  46-49
    4.3.4 不同浓度 ZnSO_4·7H_2O 对钝顶螺旋藻光合作用特性的影响  49-52
    4.3.5 钝顶螺旋藻富集锌量随时间变化规律  52-54
  4.4 本章小结  54-55
第5章 富铬、富铁、富锌螺旋藻的室外培养  55-66
  5.1 实验材料与仪器  55
    5.1.1 实验材料  55
    5.1.2 实验试剂  55
    5.1.3 实验仪器  55
  5.2 实验方法  55-57
    5.2.1 培养基的配置  55-56
    5.2.2 250 L 平板式光生物反应器培养富铬、富铁、富锌螺旋藻  56
    5.2.3 不同平板式光生物反应器的富铬螺旋藻放大培养  56
    5.2.4 螺旋藻生长的测定  56
    5.2.5 光合作用-光响应（P-I）曲线的测定  56-57
    5.2.6 金属离子的测定  57
    5.2.7 脂肪酸含量的测定  57
  5.3 实验结果与分析  57-65
    5.3.1 250 L 光生物反应器不同条件下螺旋藻生长  57-58
    5.3.2 250 L 光生物反应器不同培养条件下钝顶螺旋藻 P-I 曲线  58-60
    5.3.3 250 L 光生物反应器不同条件下螺旋藻金属离子富集量变化  60-61
    5.3.4 不同平板式光生物反应器富铬螺旋藻生长及铬富集量变化  61-63
    5.3.5 250 L 光生物反应器不同条件下螺旋藻脂肪酸比较  63-65
  5.4 本章小结  65-66
第6章 富铬、富铁、富锌螺旋藻的食用安全性实验  66-77
  6.1 实验材料与仪器  66-67
    6.1.1 实验材料  66
    6.1.2 实验验试剂  66
    6.1.3 实验仪器  66-67
  6.2 实验方法  67-69
    6.2.1 实验动物的饲养  67
    6.2.2 富铬螺旋藻的急性毒性实验  67
    6.2.3 富铬、富铁、富锌螺旋藻的 30 天喂养实验  67-68
    6.2.4 指标检测方法  68-69
    6.2.5 统计分析  69
  6.3 实验结果与分析  69-76
    6.3.1 富铬螺旋藻小鼠急性毒性实验结果  69-71
    6.3.2 富铬、富铁、富锌螺旋藻 30 天喂养实验结果  71-76
  6.4 本章小结  76-77
第7章 总结与展望  77-80
  7.1 结论  77-78
  7.2 展望  78-80
参考文献  80-84
致谢  84

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 食品工业 > 粮食加工工业 > 保健食品
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