高浓度CO_2对条浒苔(Enteromorpha clathrata)生长和一些生理生化特征的影响

本试验利用 CO2 培养箱，通过不同 CO2 浓度的空气通气培 养，研 究 高 浓 度 CO2 对 条 浒 苔 (Enteromorpha clathrata) 生长、光合作用及有关生理生化特征的影响。高浓度 CO2 使得海水中的溶解性无机碳浓度增加，而 pH 值下降。700μL/L 和 5 000μL/L 的 CO2 浓度培养条件使条浒苔的相对生长速率分别提高了 12 % 和 23 %，而光合能力均下降了 25 %。 5 000μL/L 的 CO2 浓度使得条浒苔光合作用光补偿点及无机碳补偿点提高；同时，条浒苔的叶绿素含量及可溶性蛋白含量下降，而可溶性碳水化合物含量增加；另外，条浒苔对 NO3- 的吸收速度增加，而硝酸还原酶活性则下降。700μL/L 的 CO2 浓度比 5 000μL/L 的 CO2 浓度对这些指标的影响较小。

浒苔模拟肠胃液消化水解液中血管紧张素转化酶抑制肽的分离纯化与鉴定

为从浒苔模拟胃肠道消化产物中制备血管紧张素转化酶(angiotensin-converting enzyme,ACE)抑制肽,并鉴定其结构,该研究以浒苔为原料,模拟肠胃液消化条件对其进行水解,以体外ACE抑制率为指标,并采用超滤、凝胶色谱、离子色谱和反向色谱对浒苔模拟肠胃消化水解液进行分离纯化和筛选,以期获得纯度较高的ACE抑制肽,同时采用高效液相-四级杆飞行时间串联质谱对ACE抑制肽的氨基酸序列进行分析鉴定。结果表明,浒苔模拟肠胃液消化水解液中的ACE抑制活性肽主要分布在<3000 u的超滤组分中,经分离纯化筛选得到一种新型ACE抑制肽,其分子质量为348.1 Da,肽序列为Leu-Tyr,半数抑制浓度IC_(50)值为(0.12±0.01)mg/mL,与模拟消化产物相比,ACE抑制肽的IC_(50)值纯化了11.17倍。该研究利用浒苔模拟肠胃液消化水解液制备ACE抑制肽,可以为浒苔的高值化利用提供理论参考。

条浒苔低聚糖全麦面包制备工艺及配方优化研究

以条浒苔低聚糖和全麦粉为主要原料制备全麦面包。以感官评分为考察对象,在单因素试验的基础上通过响应面法和正交试验分别优化面包配方和工艺参数,并对全麦面包的理化指标和微生物指标进行分析及对保质期进行确定。结果表明:条浒苔低聚糖全麦面包最优配方为全麦粉添加量150.0 g、牛奶添加量125.0 g、酵母添加量5.0 g、盐添加量3.0 g、条浒苔低聚糖添加量15.0 g,此时感官评分为92.36;最佳工艺条件为烘焙时间12 min、上火温度150℃、下火温度170℃,此时感官评分为90.00。在14 d内条浒苔低聚糖全麦面包各项理化指标及微生物指标均符合标准,故产品保质期为14 d。制得的条浒苔低聚糖面包口感松软、内部组织细腻、气孔均匀,符合消费群体的健康需求。

条浒苔多酚对加州鲈鱼冷藏期间品质影响的研究

用4种不同浓度的条浒苔多酚(Enteromorpha clathrata polyphenols,ECPs)溶液处理新鲜加州鲈鱼块后置于4℃贮藏,结合感官评分、菌落总数、挥发性盐基氮(TVB-N)、硫代巴比妥酸(TBA)值、肌原纤维蛋白巯基含量、表面疏水性、肌肉色差和质地剖面分析(TPA)等指标,综合评估其对鱼块货架期的影响.结果表明,在4℃贮藏条件下,ECPs处理能有效抑制鲈鱼贮藏期间TVB-N值、TBA值和菌落总数的增加,减缓蛋白氧化和品质劣化进程,从而达到延长货架期的作用.当ECPs浓度为0.20%时,其对鲈鱼鱼块的保鲜效果最佳,能延长鲈鱼货架期6 d.

浒苔抑菌成分的提取工艺优化及其活性研究

在对条浒苔水提取物和乙醇提取物进行抑菌实验的基础上,通过单因素试验和响应面分析法优化乙醇提取工艺,并对乙醇提取物中的主要成分进行常规定性分析,进一步研究了不同溶剂萃取物的抑菌效果,最后采用GC-MS对乙酸乙酯萃取物进行分析。研究结果表明:与水提取物相比,条浒苔乙醇提取物的抑菌效果更好,对金黄色葡萄球菌有较好的抑制效果。响应面分析法优化得到的最佳工艺条件为:乙醇体积分数92%、液料比30∶1、提取温度83℃、提取时间4 h,此条件下,乙醇提取物对金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径为(1.152±0.015)cm。常规定性分析发现条浒苔乙醇提取物中含有有机酸类、甾醇及萜类等成分,不含生物碱、蒽醌、酚类、皂苷、黄酮类等成分。乙酸乙酯萃取物的抑菌效果最好(抑菌圈直径2.82 cm),二氯甲烷和石油醚萃取物次之(抑菌圈直径分别为1.68和1.06 cm),正丁醇和水萃取物没有抑菌效果。GC-MS分析发现乙酸乙酯萃取物中含有12种挥发性成分,主要为酸类化合物、芳香类化合物。

浒苔和条浒苔生长及其氨氮吸收动力学特征研究

研究了浒苔(Enteromorpha prolifera)和条浒苔(Enteromorpha clathrata)在室内条件下的生长及其氨氮吸收动力学特征。结果表明:浒苔和条浒苔藻体体重日生长率分别为17.30%和16.82%;浒苔和条浒苔藻体幼苗在温度25℃和光照140μmol/(m2.s)的条件下达到最大体长日生长率,分别为78.9%和82.1%。在1~10 g/L密度范围内,浒苔和条浒苔对NH4+-N的吸收速率随密度和时间的增加而增加,当藻体密度为10 g/L时,NH4+-N浓度分别下降了86.43%和84.13%。两种浒苔对NH4+-N吸收速率与介质中NH4+-N浓度呈显著的线性关系,在NH4+-N浓度为400μmol/L时,30 min后浒苔和条浒苔的吸收速率分别为421和409μmol/(gDW.h),说明两种浒苔吸收氨氮的方式以被动扩散为主。在400μmol/L的起始浓度下,浒苔和条浒苔对NH4+-N的吸收速率随时间变化呈现3个不同阶段:在75 min内呈快速吸收阶段,75~185 min为内部NH4+-N控制的吸收阶段,250 min后为外界NH4+-N浓度控制的吸收阶段;在700 min后,浒苔和条浒苔的吸收速率分别为41.3和37.7μmol/(gDW.h)。该研究结果为理解浒苔绿潮的爆发机制及评价其对海洋生态系统的影响提供了理论依据。

条浒苔海区试栽培及外界因子对藻体生长的影响

以2004年1月采自江苏如东海区紫菜栽培架上的条浒苔（Enteromorpha clathrata）为研究材料，经分离纯化培养，用条浒苔藻体放散的孢子进行采苗及其海区栽培。结果表明，条浒苔在江苏和浙江海区均能够栽培，且藻体生长速度很快。在实验室条件下，将条浒苔藻体置于不同温度组（5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃）、盐度组（0、4、8、12、16）和光照强度组（15μmol·m^-2·s^-1、30μmol·m^-2·s^-1、45μmol·m^-2·s-1、60μmol·m-2·s^-1），共120个温度-盐度-光强组合中培养，以研究这3个生态因子对条浒苔生长的影响。结果发现，温度、盐度和光强对条浒苔的生长影响显著（P〈0．05）。条浒苔生长适宜温度为15～25℃；适宜盐度为8～12；适宜光照强度在60μmol·m^-2·m^-2·s^-1左右。温度、盐度和光照强度三者对条浒苔生长存在显著的交互效应（P〈0．05），这三者的最佳组合为温度25℃、盐度12和光强60μmol·m^-2·s^-1。

条浒苔蛋白核超微结构和Rubisco及其活化酶分子定位

研究了条浒苔蛋白核超微结构及其Rubisco和Rubisco活化酶金相免疫分子定位。超微结构显示,条浒苔细胞具有形态及组成相同的1～2个蛋白核,每个蛋白核被淀粉鞘所包围。蛋白核中央均有1条由1个类囊体构成的纵向孔道,并有时局部特别膨大。纵向孔道两端与叶绿体基质相连接。小球藻Rubisco抗体对条浒苔Rubisco的Western印迹图谱显示仅为1条带,其位置与SDS-PAGE电泳图谱上的主带相对应,分子量大约为55kD。金相免疫分子定位的结果显示,条浒苔Rubisco金标颗粒主要分布于叶绿体的蛋白核(71.86%)和淀粉鞘(27.94%)部位中,按面积密度计算二者总和占99.8%,极少分布在叶绿体类囊体和基质中(0.2%)。Rubisco活化酶分子定位也显示其主要分布于蛋白核和淀粉鞘中。这些结果均表明条浒苔蛋白核(及淀粉鞘)与单细胞绿藻的蛋白核相同,具有光合作用功能。条浒苔Rubisco初始活性和总活性的测定结果表明,其活化率较高,高达77.62%。

海洋大型绿藻条浒苔与微藻三角褐指藻相生相克作用的研究

以种群密度为变量，采用实验生态学手段研究了大型海藻条浒苔与赤潮藻类三角褐指藻间的生长竞争关系，以及条浒苔水溶性抽提液对三角褐指藻生长的影响。结果表明，在无营养盐限制条件下，低密度条浒苔（0．3～0．7g／L）均能抑制三角褐指藻（起始浓度10^4cell／m1）的生长，最大抑制率为74．5％；低起始浓度（10^2～10^3cell／ml）的三角褐指藻，对条浒苔具有促生长效应，而高起始浓度（10^4～10^5cell／m1）的三角褐指藻在一定程度上抑制条浒苔的生长。条浒苔水溶性抽提液（0．3～0．7g／L）对三角褐指藻的生长皆表现出明显的抑制效应，平均抑制率为75．2％，抑制效果较条浒苔鲜组织更为明显；其最大抑制效应（84．8％）表现在接种后的第8天，三角褐指藻的生长抑制量随条浒苔水溶性抽提液浓度的增加而增大。表明条浒苔可能通过相生相克作用影响共培养体系中三角褐指藻的生长。

条浒苔和缘管浒苔对镉胁迫的生理响应比较

为探讨大型海藻对重金属胁迫的生理响应及耐受机制,以条浒苔(Enteromorpha clathrata)和缘管浒苔(Enteromorpha linza)为试验材料,研究了不同浓度的镉(Cd2+)处理7 d对浒苔的生长、叶绿素(Chl)和类胡萝卜素(Car)含量、叶绿素荧光参数、可溶性糖(SS)和可溶性蛋白(SP)含量的影响。结果表明:随着Cd2+浓度的增加,条浒苔和缘管浒苔鲜重(FW)和相对生长速率(RGR)与对照相比显著下降,且条浒苔的FW和RGR降低幅度均大于缘管浒苔的。镉胁迫下,Chl和Car含量、Chl a/Chl b、PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光能转化效率(Yield)、最大相对电子传递速率(rETRmax即Pm)和光能利用效率(α)、SP含量随着Cd2+浓度的升高均出现下降趋势,除了Chl外,条浒苔的其它指标的降幅要大于缘管浒苔。随着镉胁迫强度的增加,浒苔SS含量呈现逐渐上升。相关分析显示,生长指标除了与Chl/Car无明显的相关性,与SS含量呈显著负相关外,与Chl、Car、Chla/Chlb、Fv/Fm、Yield、rETRmax、α和SP均呈极显著正相关(P<0.01)。上述表明,条浒苔和缘管浒苔对Cd2+胁迫均较敏感,而维持较高的Car含量、Chla/Chlb、Fv/Fm、Yield、rETRmax、α、SS含量、SP含量是缘管浒苔对镉耐性高于条浒苔的重要原因。而叶绿素含量、类胡萝卜素含量、叶绿素a/叶绿素b、Fv/Fm、Yield、rETRmax、α、可溶性蛋白和可溶性糖含量等均可以作为浒苔耐镉性的评价指标。

大型海藻浒苔热解特性与动力学研究

以2005年10月采自江苏如东海区的条浒苔(Enteromorpha clathrata)为研究材料,用热重分析法对其热解过程及其动力学规律进行了研究。采用10、20、30℃/min等升温速率分别对0.18、0.28、0.45mm等粒径样品进行热解,结果表明样品非等温失重过程主要为脱水、保持、剧烈失重和缓慢失重4个阶段,且热解失重区为190～520℃之间范围;通过对最大失重率Dmax、失重率峰值温度θmax、挥发等参数分析,可以得出温度Ts和r值都随升温速率的增加而增加,升温速率越高,反应时间越短,热解特性指数增加;当样品粒径为0.28mm以上时,颗粒粒径越大对热解过程影响较大。用Coats-Redfern方法计算出样品的热解动力学参数,发现其热解反应机理函数不同于木质类生物质,求得的活化能E与频率因子A之间存在动力学补偿效应。

三种大型海藻吸收营养盐的动力学研究

研究大型海藻孔石莼(Ulva pertusa)、条浒苔(Enteromorpha clathrata)和巨角叉菜(Chondrus nipponicus)对氨氮、硝酸态氮和磷酸盐磷的静态吸收动力学。三种海藻对氨氮的吸收可用一级动力学方程描述,孔石莼、条浒苔和巨角叉菜的吸收速率常数分别为:0.244/h(R2=0.992)、0.124/h(R2=0.962)、0.096/h(R2=0.951)。孔石莼和条浒苔对氨氮的吸收分快速、平稳和缓慢吸收3个阶段,而巨角叉菜对氨氮的吸收开始较慢,随后加快,最后缓慢;三种海藻吸收硝酸态氮规律相似,可用一级动力学方程描述。巨角叉菜对硝酸态氮吸收最好,条浒苔则吸收不理想。三种海藻对硝酸态氮的吸收速率远低于氨氮。孔石莼和巨角叉菜对磷酸盐磷有吸收,孔石莼的吸收速率高于巨角叉菜,条浒苔对磷酸盐磷吸收不明显。

条浒苔多糖的酶法辅助提取及其抗氧化活性

以多糖提取率为指标,通过单因素试验确定提取条件,采用均匀设计优化纤维素酶辅助提取,采用普鲁士蓝反应法及Fenton体系测定条浒苔多糖的还原力及对羟自由基的清除活性。试验结果表明,条浒苔多糖的提取条件为料液比1∶20,pH 9.0,温度80℃,时间6h;纤维素酶辅助提取条件为温度25℃,pH 3.0,时间6.5h,料液比1∶5,加酶量0.5%。条浒苔多糖的提取工艺为经酶处理后调整料液比至1∶20,pH及温度调整至9.0及80℃,提取6h,在此条件下多糖提取率为31.05%～37.41%。条浒苔多糖的还原力及羟自由基清除率EC50分别为32.79mg/mL和4.10mg/mL。

条浒苔蛋白质的纤维素酶辅助提取及其性质

以条浒苔为研究对象,以蛋白质提取率为指标,通过单因素试验确定提取条件,后采用均匀设计确定纤维素酶辅助提取工艺条件。结果表明,条浒苔蛋白质的提取条件为pH 11.0,温度60℃,时间5h;纤维素酶辅助提取条件为料液比1∶50,温度30℃,pH 5.5,时间5.5h,加酶量5.0%,纤维素酶处理后再经水提取5h,在此条件下蛋白质的提取率为30.22%～35.74%。为浒苔深加工及资源化利用,测定浒苔蛋白质的功能特性,结果表明,条浒苔蛋白质的等电点pI=3.0,在pH 7时起泡性最好,起泡性随着蛋白质溶液的浓度增加而增强,泡沫稳定性在pH 3和质量浓度2mg/ml时最好,乳化性在4mg/ml时最好,乳化稳定性在2mg/ml时最好,条浒苔蛋白质的吸油性为131.6%,60℃时溶解性最大。

酶解条浒苔蛋白制备ACE抑制肽

为了开发利用绿潮藻类条浒苔中含量丰富的蛋白质,采用可见分光光度法测定酶解物对ACE的抑制作用,考察碱性蛋白酶、Alcalase和胰蛋白酶对条浒苔蛋白的水解作用及其水解产物的ACE抑制活性,筛选出Alcalase作为酶解条浒苔蛋白制备具有降血压活性酶解物的适宜水解酶。在单因素试验的基础上,采用响应面分析法对该酶的酶解条件进行优化。结果表明,最佳酶解条件为:料液比1:50、加酶量2982U/g pro、温度47.9℃、pH7.53、酶解时间90min,在该条件下,酶解物的ACE抑制率IC50值为0.66mg/mL。不同截留分子质量的组分中,分子质量范围在1～5kD,平均肽链长度为16的组分ACE抑制活性最强,模拟体外消化实验结果表明,分子质量小于10kD的组分具有一定的对消化酶的抗性。

CO_2浓度对条浒苔Rubisco酶聚集蛋白核的影响

以生长快速、细胞具多个蛋白核的大型海藻条浒苔作为材料研究CO_2浓度对条浒苔Rubisco酶在蛋白核和叶绿体基质之间迁移的影响。应用金标免疫电镜分子定位技术对Rubisco酶集中蛋白核程度进行数值化分析。电镜下可观察到标记Rubisco的金颗粒大部分集中分布在蛋白核中。根据Morita(1997)提出的方法,设定PR-ratio值(蛋白核内分布的Rubisco酶总量与蛋白核外类囊体基质中的Rubisco酶总量之比)作为衡量Rubisco集中蛋白核程度的分析指标。不同CO_2浓度对于Rubisco酶分布的长期影响和短期影响研究均显示CO_2浓度升高时,Rubisco倾向于向叶绿体基质中扩散;CO_2浓度较低或无CO_2培养时,Rubisco酶不断向蛋白核中集中。研究结果显示,蛋白核可能在光合作用和CCM机制中具有重要作用。

条浒苔蛋白质的超声波辅助提取及其性质

为了开发利用绿潮藻类浒苔中含量丰富的蛋白质，以蛋白质提取率为指标，首先通过单因素试验确定提取条件，然后采用均匀设计优化超声波辅助提取工艺条件，并测定条浒苔蛋白质的等电点、起泡性、乳化性、吸油性、溶解性等性质。结果表明：条浒苔蛋白质的提取条件为料液比1：20（g／mL）、pHll．0、温度60℃、时间5h；超声波辅助提取条件为总时问50min、超声时间2．7s、间隙时问11．0s、总体积50．8mL、超声功率627．0W。条浒苔蛋白质的提取工艺为经超声波处理后再碱提5h，在此条件下蛋白质的提取率为41．64％-48．70％。条浒苔蛋白质的等电点pI3．0，在pH7．0时起泡性最好，起泡性随着蛋白质质量浓度增加而增强，泡沫稳定性在pH3．0和质量浓度2mg／mL时最好，乳化性在4mg／mL时最好，乳化稳定性在2mg／mL时最好，条浒苔蛋白质的吸油性为131．6％，60℃时溶解性最大。

条浒苔中铝的化学形态分析

为了探究条浒苔中不同形态铝的含量,利用6种溶剂对条浒苔中不同形态的铝进行了单一浸提,并对6种浸提液的浸提条件进行优化。结果显示,其优化浸提参数为1.0 mol/L氯化钾溶液浸提4 h、0.8 mol/L醋酸铵浸提液浸提8 h、0.1 mol/L柠檬酸三铵溶液浸提8 h、水浸提8 h、1.0 mol/L盐酸溶液浸提8 h、1.0 mol/L氢氧化钠溶液浸提8 h。此条件下,条浒苔中的活性铝总含量为(85±3.9)mg/kg,占总铝量的6.71%;不易被人体吸收的稳定态有机铝总含量为(1181±24.7)mg/kg,占总铝量的93.29%。本研究为科学评价条浒苔中铝的食用安全性提供了参考。

厦门海域浒苔种类鉴定及其营养成分分析

根据形态特征,将采集的厦门海域浒苔进行分类,并分析其营养成分。结果表明:厦门海域浒苔(Enteromorpha)的优势种类为缘管浒苔(Enteromorpha linza)、肠浒苔(Enteromorpha intestinakis)和条浒苔(Enteromorpha clathrata)。缘管浒苔、肠浒苔和条浒苔水分含量分别为(9.55±0.05)%、(8.33±0.08)%、(9.17±0.10)%;粗蛋白含量分别为(23.15±0.91)%、(30.45±0.28)%和(26.13±0.91)%;粗脂肪含量分别为(0.26±0.06)%、(0.38±0.02)%和(0.31±0.01)%;灰分含量分别为(17.10±0.94)%、(14.24±0.15)%和(13.51±0.31)%。3种浒苔样品的17种氨基酸总量分别为20.99%、20.23%和19.4%;必需氨基酸/总氨基酸含量(EAA/TAA)分别为35.26%、35.89%和36.30%;必需氨基酸/非必需氨基酸(EAA/NEAA)分别为54.46%、55.98%和56.99%。就风味氨基酸而言,均是鲜味氨基酸天冬氨酸(Asp)和谷氨酸(Glu)含量最高,其次是甜味氨基酸丙氨酸(Ala)和甘氨酸(Gly)。重金属元素测定结果表明,铜元素含量均低于18 mg/kg,其他有毒有害元素均未超过GB13078—2001《饲料卫生标准》。研究表明,厦门海域浒苔是一种高蛋白、低脂肪、营养丰富的绿色藻类,能够成为优质饲料原料。

光照因素封Rubisco酶在蛋白核内外分布的影响

制备了条浒苔Rubisco酶及其抗体，并应用于研究光照因素对Rubisco酶在蛋白核内外分布的影响。应用生化技术分离纯化了条浒苔Rubisco酶，并免疫注射入兔体制备了Rubisco抗体，经鉴定Rubisco大小亚基分子量分别约为50kD和16kD，全酶的分子量在500kD左右。应用金标免疫电镜分子定位技术封Rubisco酶集中蛋白核程度进行数值化分析。发现在光强变化长期影响实验中，当藻体转入较高光强时，Rubisco明显由叶绿体基质向蛋白核中聚集，从而更好地完成其光合作用功能。在完全黑暗处理和光合作用阻断剂DCMU处理短期影响中，并未观察到PR-ratio的明显降低，但PR-ratio在24小时中的波动被提前，这可能是由于正常生物节律的破坏和藻类对不良环境的反应机制造成。此外，结果显示条浒苔封光强的微小变化并不敏感。