栅藻生产叶黄素过程动力学模拟研究

发布日期:2017-3-17     浏览次数:1415次    发布者:刘春英    

       我院卢英华教授课题组与剑桥大学在光照强度和氮源浓度对栅藻生产叶黄素过程动力学模拟方面合作取得新进展,相关成果以“Kinetic modelling and process analysis for Desmodesmus sp. lutein photo-production”为题在线发表于AIChE Journal(DOI: 10.1002/aic.15667)。
        
       叶黄素(lutein)是一种高值的异戊二烯类胡萝卜素,不仅可以作为抑制癌症和心血管疾病的优良抗氧化剂,而且对于眼睛起着重要保护作用。叶黄素主要来源于万寿菊,但其应用受到了叶黄素含量低和生产成本高的限制,开发微藻来源的叶黄素是一种极具生产潜力的方法。但光照强度和氮源浓度对栅藻生长和叶黄素合成过程有着复杂的影响,如何在栅藻生长的不同阶段给予最适光照强度和氮源浓度,提高叶黄素的产量是一个极具挑战的问题。课题组在前期对光照强度和氮源浓度(Bioresour. Technol. 2013,144.435; Biochem. Eng. J.2014,8,23)优化的基础上,巧妙设计和分析了高低两种氮源浓度以及四组不同光照强度条件下栅藻生长和叶黄素合成过程参数的变化,首次构建出精确的动力学模型能够准确模拟和预测栅藻在不同光强下细胞生长和叶黄素合成整个过程的动态变化规律。通过模型预测我们得到栅藻细胞生长和叶黄素合成两阶段最适光强,此模型可以用来指导栅藻在大规模光生物反应器生产叶黄素的过程设计。

       该工作主要由课题组国际博士生Nurrashid Ahmed和合作单位剑桥大学Ehecatl Antonio del Rio-Chanona共同完成并列论文第一作者,敬科举助理教授和剑桥大学Dongda Zhang博士是该论文共同通讯作者。研究工作得到了福建省重点科技专项(No. 2010NZ0001-4)和国家海洋公益项目(No. 201205020-2)的支持。

       论文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aic.15667/full