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叶黄素(1utein)是存在于人眼内的一种主要类胡萝卜素，膳食补充叶黄素对于预防AMD和提高视力有着非常重要的作用。原始小球藻(Chlorella protothecoides)具有较高产叶黄素的能力。本文系统研究了C protothecoides细胞异养生长和叶黄素积累特性，对培养条件和培养基组成进行了较系统的优化，研究了叶黄素积累的人工诱导方式，优化了发酵工艺。主要实验结果如下：
1.异养C protothecoides的生长和叶黄素积累均为典型的S型曲线，藻细胞内叶黄素的积累和藻细胞的生长呈正相关。藻细胞对培养基中碳源和氮源吸收基本同步。葡萄糖是C protothecoides异养生长适宜的碳源，最佳的葡萄糖浓度为40g/L时(0.1mol/LNaNO<,3>)，细胞密度达16.3g/L，比生长速率为0.029h<-1>，叶黄素产量为26mg/L。
2.尿素是异养C protothecoides生长和叶黄素积累的最佳氮源。当碳氮比为13.3(mol/mol)时，达最高的生物量(18.4g/L)；当碳氮比为8.9(mol/mol)时，达到最高的叶黄素产量(31.5mg/L)和含量(1.75mg/g干重)。当NaCI浓度为50mmol/L时，生物量为17g/L，小球藻的叶黄素含量最大为1.82mg/g，较不加NaCl有显著提高(P<0.05)。
3.培养温度为28℃时可获得最高的生物量(17.9 g/L)和最大的叶黄素产量(31.4mg/L)。培养基初始pH为6.5时，生物量(18.2g/L)、叶黄素产量(32.4mg/L)和叶黄素含量(1.78mg/g干重)可达最高。C protothecoides生长和叶黄素积累的最适接种量是5％。
4.低浓度的化学氧化剂对细胞内叶黄素的合成有利。在含有0.5mmol/L Fe<2+>培养基中加入H<,2>O<,2>浓度为0.1mmol/L时，生物量为15g/L，叶黄素含量最高达1.89mg/g干重；当加入NaClO浓度为0.01mmol/L时，生物量为15.3g/L，细胞中叶黄素最高达1.95mg/g干重，较不加化学氧化剂时，细胞中叶黄素含量有显著提高(P<0.05)。在培养基中加入0.5mmol/L NaCIO和0.01 mmol/L H<,2>O<,2>时，生物量为15.8g/L，细胞中叶黄素含量最高达1.99mg/g干重，较不加化学氧化剂时，细胞中叶黄素含量有极显著提高(P<0.01)。
5.在1L发酵罐中进行C protothecoides的间歇流加培养，最高生物量达23.5g/L，最大的叶黄素产量40mg/L，分别比分批培养提高了24.3％和23.8％。恒速流加培养，最高生物量达24.8g/L，最大的叶黄素产量40.9mg/L，分别比分批培养提高了31.9％和26.7％。实现了细胞的高密度培养和叶黄素的高效积累。