南极磷虾油生物活性及高值化利用研究进展

总结南极磷虾油生物活性研究和市场开发利用现状,进一步探究未来发展方向,为南极磷虾油在养殖功能饲料、保健食品、生物医药制品等领域的深度开发应用提供科学参考。

有限元/边界元耦合方法在海洋生物目标强度特性研究的应用

目标强度特性是海洋生物声学识别与资源量评估的重要依据,其中,基于近似几何体和声阻抗特性的理论模型法是研究海洋生物目标强度的重要手段。由于对几何形态近似处理以及数值求解方法的限制,传统理论模型对声波频率、入射方位以及目标声阻抗、形态尺寸等均有各自不同的适用范围,单一模型难以满足不同种类或同一种类但不同尺寸海洋生物的目标强度求解。该文尝试将逐渐见诸应用的有限元/边界元耦合方法用于海洋生物目标强度特性研究,分别以球形生物、纺锤形鱼类尾明角灯鱼(Ceratoscopelus warmingii)和细长形浮游动物南极大磷虾(Euphausia superba)为例进行仿真计算,并与相适应的经典理论模型进行对比分析。结果表明,对于球形生物,有限元/边界元耦合方法与解析模型的目标强度频响曲线完全吻合;对于纺锤形鱼类,有限元/边界元耦合方法可有效弥补基于模态级数解的形变圆柱体模型在中低频和两端入射时的准确性问题;对于细长形浮游动物,有限元/边界元耦合方法与畸变波玻恩近似模型高度吻合。综上,有限元/边界元耦合方法对多种海洋生物目标强度求解均具有较好的适用性,未来有待进一步结合实验测定进行验证。

南极磷虾ACE抑制肽的酶解制备工艺优化及其稳定性研究

优化建立南极磷虾蛋白源血管紧张素转化酶(Angiotensin-I converting enzyme,ACE)抑制肽的酶解制备工艺,并考察其稳定性。以脱脂南极磷虾粉为底物,以酶解产物的ACE抑制率为评价指标,从六种蛋白酶中筛选出制备南极磷虾ACE抑制肽的最佳蛋白酶为碱性蛋白酶;通过单因素实验和响应面试验优化确定最佳酶解工艺条件为:酶解时间3.4 h、料液比1:7(g/mL)、加酶量1.6%;在此条件下,酶解产物的ACE抑制率为74.37%±0.87%。该ACE抑制肽在温度20~100℃环境下具有良好的稳定性;在中性及弱碱性条件下较稳定,但在pH<7.0和pH>8.0条件下ACE抑制活性显著下降(P<0.05);经体外模拟胃肠道消化后仍能保持原有活性的86.96%。研究将为南极磷虾蛋白类健康食品和食源性多肽类降压药物的开发提供支撑。

正交实验优化南极磷虾蛋白肽的纳滤脱盐工艺

为建立南极磷虾(Euphausia superba)蛋白肽纳滤脱盐工艺,以脱盐率和蛋白损失率为评价指标,通过单因素实验和正交实验对影响南极磷虾蛋白肽纳滤脱盐效果的主要因素(蛋白肽浓度、压力、循环次数)进行优化。结果显示,采用纳滤技术对南极磷虾蛋白肽进行脱盐处理的最佳工艺条件:蛋白肽浓度为3%、纳滤压力为1.2MPa、循环次数3次,在该条件下,南极磷虾蛋白肽的脱盐率达到(86.35±2.11)%、蛋白损失率为(9.10±0.35)%。采用优化工艺获得的南极磷虾蛋白肽的盐分含量为(1.14±0.12)%,蛋白质含量为(92.73±2.29)%,相对分子质量主要分布于3000 Da以下,氨基酸组成合理且符合联合国粮农组织/世界卫生组织规定的标准。研究将为高品质南极磷虾蛋白肽产品开发提供技术支撑。

南极磷虾磷脂的组成及其抗氧化活性

为研究南极磷虾磷脂的组成及抗氧化活性,采用硅胶柱层析法分离制备南极磷虾磷脂,对其磷脂组成和磷脂脂肪酸组成进行分析,通过测定自由基清除能力和还原能力系统评价南极磷虾磷脂的抗氧化活性。结果表明,纯化获得的南极磷虾磷脂的磷脂含量为(93.78±3.18)g/100 g;南极磷虾磷脂主要为磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺,分别占比(90.60±1.03)%和(5.08±1.10)%;南极磷虾磷脂中多不饱和脂肪酸含量丰富,且主要为二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA)和二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA),分别占总脂肪酸含量的(31.75±0.24)%和(19.35±0.10)%。南极磷虾磷脂具有良好的自由基清除能力和还原能力,其清除ABTS+自由基和DPPH自由基的IC_(50)值分别为15.78 mg/mL和14.87 mg/mL,且其还原能力呈浓度依赖效应。南极磷虾磷脂的抗氧化能力明显优于大豆磷脂和卵黄磷脂。

正己烷-乙醇-水三元双相溶剂浸提法富集南极磷虾磷脂

为研究利用正己烷-乙醇-水三元双相溶剂浸提法从南极磷虾中提取富集磷脂,采用乙醇提取南极磷虾的总脂质,以总脂质得率为评价指标,考察料液比、浸提时间、浸提温度、浸提次数对总脂质提取效果的影响;而后以脂质得率、磷脂含量、磷脂得率为评价指标,优化采用正己烷-乙醇-水三元双相溶剂从南极磷虾总脂质中萃取富集磷脂的最佳条件。结果表明,采用乙醇提取南极磷虾总脂质的最佳条件为料液比1∶3(g/mL)、浸提时间3 h、浸提温度40℃、浸提3次,在该条件下,南极磷虾总脂质得率为(4.69±0.13)%。正己烷-乙醇-水三元双相溶剂从南极磷虾总脂质中萃取富集磷脂的最佳体积比为0.275∶0.600∶0.125,获得的南极磷虾磷脂中磷脂含量为(85.46±0.31)%。南极磷虾磷脂主要为磷脂酰胆碱,磷脂中二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA)和二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)的总量达到总脂肪酸含量的(53.39±0.76)%。

类菌孢素氨基酸生物合成研究进展

现有的人工合成的防晒剂可能危害环境,而天然的水溶性小分子抗辐射化合物——类菌孢素氨基酸(mycosporine-like amino acids,MAAs)有望成为环境友好型防晒剂,具有广阔的应用前景。从生物体内提取的MAAs产量不足,无法满足商用需求。以合成生物学方法在宿主细胞中表达MAAs合成基因簇是解决MAAs供应不足的有效策略。本文简介MAAs的生物合成途径,总结现有MAAs生物合成研究的成果,分析探讨MAAs生物合成发展方向。

冰藻对南大洋大西洋扇区南极磷虾越冬期间碳源的贡献

南极磷虾是南大洋生态系统的关键物种,种群聚集在南大洋的大西洋扇区。海冰在南极磷虾生活史中起着重要作用,海冰及其冰下环境为磷虾越冬提供了避难场所,但海冰是否为磷虾越冬提供了重要的饵料存在一定的争议,对此问题的解决需要量化源于海冰的冰藻对南极磷虾越冬期间饵料及碳源的贡献。基于2020年冬季(3~8月)于南大洋大西洋扇区48.1亚区(布兰斯菲尔德海峡周边区域)和48.3亚区(南乔治亚岛周边海域)采集的磷虾样品,通过两种高支链类异戊二烯化合物(IPSO_(25)和HBIⅢ)分别作为源于海冰的冰藻和源于水体浮游植物的生物标志物,对两个区域冬季磷虾对冰藻和浮游植物的依赖进行研究。结果显示,处于较高纬度、海冰密集度较高的48.1亚区的南极磷虾体内含有更高的IPSO_(25),而处于开阔水域48.3亚区的磷虾体内有更高比例的HBIⅢ,另外48.3亚区磷虾的δ^(13)C和δ^(15)N稳定同位素显著高于48.1亚区的磷虾。48.1亚区南极磷虾越冬期间对浮游植物和冰藻的依赖与体长相关,其中体长相对较短的早期成体呈现更高的依赖性,同时该区域磷虾对冰藻的摄食提高了其营养级地位。48.3区南极磷虾越冬期间两种类异戊二烯含量与δ^(15)N稳定同位素数值呈负相关关系,表明该区域南极磷虾在初级生产匮乏时会摄食动物性饵料。若未来南大洋大西洋扇区海冰持续减少,这将对整个磷虾种群、磷虾渔业的可持续发展和区域生态系统的稳定性产生威胁。

响应面法优化南极磷虾蛋白肽脱色工艺

为优化南极磷虾蛋白肽脱色工艺,提高南极磷虾蛋白肽产品品质,采用活性炭吸附法脱除南极磷虾蛋白肽溶液中的色素,以脱色率和蛋白保留率为评价指标,分别考察活性炭用量、pH、脱色温度、脱色时间对脱色效果的影响,在单因素实验基础上,选择脱色温度50℃,采用响应面法优化南极磷虾蛋白肽脱色工艺。结果表明,采用粉末活性炭吸附脱除南极磷虾蛋白肽色素的最佳条件为:活性炭用量4.0%、pH1.5、脱色时间1.0 h;在此条件下,脱色率达到82.19%±0.20%,蛋白保留率为90.93%±2.28%。采用优化工艺对南极磷虾蛋白肽进行脱色处理,样品氨基酸组成中必需氨基酸与非必需氨基酸的占比以及样品的分子量分布不会发生明显变化。研究将为优质南极磷虾蛋白肽产品开发提供支撑。

南极磷虾蛋白肽的抗氧化活性及稳定性研究

目的:分析探讨南极磷虾蛋白肽的抗氧化活性及稳定性。方法:通过测定自由基清除能力以及脂质过氧化抑制能力,系统评价南极磷虾蛋白肽的抗氧化活性,并考察温度、酸碱度、模拟胃肠道消化等条件对其稳定性的影响。结果:南极磷虾蛋白肽对DPPH自由基、ABTS自由基、羟自由基和超氧阴离子自由基均具有较强的清除作用,IC_(50)分别为5.68、0.32、9.54、1.68 mg/mL;同时,南极磷虾蛋白肽对亚油酸、蛋黄卵磷脂等脂质过氧化具有良好的抑制作用。南极磷虾蛋白肽在温度>60℃条件下,抗氧化活性显著下降(P<0.05);在中性及弱酸性条件下较稳定,在碱性条件下抗氧化活性急剧下降(P<0.05);经体外模拟胃肠道消化后仍能保持较高的抗氧化活性。结论:南极磷虾蛋白肽具有较好的抗氧化活性,其相关产品的加工贮藏应避免高温、强酸、强碱条件的影响。研究结果可为南极磷虾蛋白肽的品质保持和相关高值产品开发提供科学指导。

不同体长南极磷虾的脂质组成差异分析

旨在为南极磷虾渔业捕捞以及陆基精准加工利用提供科学指导,研究了不同体长南极磷虾的脂质组成差异。以脂质含量、甘油酯含量、磷脂含量、胆固醇含量、游离脂肪酸含量、磷脂组成和脂肪酸组成为评价指标,结合多元统计分析技术比较不同体长(<30 mm、30~40 mm、40~50 mm、>50 mm)南极磷虾脂质组成的差异。结果显示:不同体长南极磷虾脂质含量占干基的(17.57±2.43)%~(24.35±0.31)%;甘油酯和磷脂是主要的脂质组分,分别占脂质的(41.40±1.22)%~(43.54±2.02)%和(39.70±0.70)%~(41.89±2.69)%;磷脂主要由磷脂酰胆碱(PC)、磷脂酰乙醇胺(PE)和溶血磷脂酰胆碱(LPC)组成,分别占总磷脂的(80.04±0.73)%~(85.94±0.58)%、(13.13±0.59)%~(19.17±0.75)%、(0.79±0.05)%~(1.16±0.03)%;脂质中主要脂肪酸为C14∶0、C16∶0、C18∶1、C20∶5(EPA)、C22∶6(DHA),分别占总脂肪酸含量的(12.00±0.37)%~(12.85±0.15)%、(24.64±0.15)%~(27.11±0.16)%、(13.21±0.35)%~(15.09±0.14)%、(18.41±0.18)%~(18.86±0.56)%、(10.17±0.18)%~(12.84±0.16)%;不同体长南极磷虾的脂质含量、磷脂中PC和PE比例、脂肪酸中C16∶0、C18∶1和DHA比例等总体差异显著(p<0.05)。结合聚类分析和主成分分析,根据体长可将南极磷虾样品明显区分为<30 mm、30~40 mm、>40 mm 3大类。研究结果表明南极磷虾的脂质组成与其体长关系显著。