淡水绿藻Desmodesmus sp. PLM2的虾青素高产优化：基于现代分析技术的生理化因子调控策略

《International Microbiology》：Optimisation of physicochemical factors for enhanced astaxanthin accumulation in newly isolated freshwater green microalgae Desmodesmus sp. PLM2: insights from current analytical techniques

本研究针对微藻生产高价值酮类胡萝卜素——虾青素（astaxanthin）所面临的高要求培养条件难题，来自某地的研究人员通过两阶段培养法，成功筛选并优化了新分离的淡水绿藻Desmodesmus sp. PLM2的虾青素积累条件。研究确定了最佳培养参数（如20 mM NaNO3、pH 7等），使生物量达4.7 g/L，虾青素产量达20.2 mg/L，并利用UHPLC、FT-IR等技术证实产物为虾青素。该成果为微藻源虾青素的工业化生产提供了重要技术支撑。

　　

微藻是虾青素（Astaxanthin）等多种高价值产物的丰富来源。虾青素是一种有益健康的酮类胡萝卜素（Ketocarotenoid），但由于其培养条件要求苛刻，从微藻中规模化生产类胡萝卜素面临挑战。为此，研究人员尝试通过一种两阶段培养法，分离并筛选出一种能高效生产虾青素的新型微藻菌株。

在第一阶段（即营养生长阶段），研究人员采用营养丰富的培养基来促进细胞生长和生物量积累。进入第二阶段（即红色阶段，通常指虾青素积累期），则通过施加胁迫条件——包括添加0.2%的氯化钠（NaCl）和4.4 mM的乙酸钠（Sodium Acetate），并配合持续光照——来刺激虾青素的合成。本研究深入探讨了多种生理化因子对细胞生长、叶绿素（Chlorophyll）含量以及类胡萝卜素（Carotenoid）含量的影响。

通过18S rRNA（18S ribosomal RNA）测序，该微藻菌株被鉴定为Desmodesmus sp. PLM2。研究确定了其最佳培养条件：20 mM硝酸钠（Sodium Nitrate）、3 mM葡萄糖（Glucose）、32 mM氯化钾（Potassium Chloride）、pH值7、温度27 °C。在此优化条件下，获得了最大生物量4.7 g/L，总叶绿素含量27.13 μg mL^?1，总类胡萝卜素含量7.88 μg mL^?1。更重要的是，在红色阶段的胁迫诱导下，PLM2菌株成功积累了目标类胡萝卜素。

为了精确鉴定所积累的化合物，研究人员运用了超高效液相色谱（UHPLC）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和拉曼光谱（Raman Spectroscopy）等多种先进分析技术。所有分析结果均一致表明，该化合物即为虾青素。根据UHPLC色谱图定量分析，Desmodesmus sp. PLM2菌株的虾青素产量达到了20.2 mg/L。

这项研究证实，通过采用理想的两阶段生理化条件培养Desmodesmus sp. PLM2，能够有效促进其虾青素的高效合成，这一发现对于推动微藻源虾青素的工业化生产进程具有重要意义。