孫建男,謝為天,劉 穎,徐春厚

(廣東海洋大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 廣東湛江 524088)

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海洋紅酵母的研究進(jìn)展

孫建男,謝為天,劉 穎,徐春厚*

(廣東海洋大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 廣東湛江 524088)

海洋紅酵母是海洋中廣泛存在的一種單細(xì)胞酵母品系，富含豐富的蛋白質(zhì)、類胡蘿卜素、維生素和消化酶類等多種活性物質(zhì)，是極具潛力的食品和飼料添加劑，應(yīng)用前景廣闊。介紹了海洋紅酵母的種類與特性、自身營養(yǎng)組成、多樣性、代謝產(chǎn)物及開發(fā)應(yīng)用的研究進(jìn)展，并提出了有關(guān)紅酵母研究應(yīng)重點(diǎn)解決的幾個(gè)關(guān)鍵問題。

海洋紅酵母; 代謝產(chǎn)物; 類胡蘿卜素; 微生態(tài)制劑

海洋環(huán)境的多樣性和復(fù)雜性造就了海洋生物的多樣性及其功能的多樣性，海洋中的紅酵母作為海洋微生物的優(yōu)勢菌群，與海洋中的動植物密切相關(guān)[1]。海洋紅酵母廣泛存在于各種海洋環(huán)境中，國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)在太平洋、大西洋、印度洋、南極、北極、深海火山口、受污染海域等各種海域紅酵母均為優(yōu)勢菌群，紅酵母若要適應(yīng)這種復(fù)雜的生境，其體內(nèi)必定存在適應(yīng)這種復(fù)雜環(huán)境的活性物質(zhì)和機(jī)制[2-8]。多項(xiàng)研究結(jié)果表明海洋紅酵母細(xì)胞富含豐富的蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸、必需氨基酸、類胡蘿卜素、消化酶、維生素等多種生物活性物質(zhì)，具有較高的營養(yǎng)價(jià)值和活性作用[9-10]。由于海洋紅酵母自身營養(yǎng)及代謝產(chǎn)物上的特殊性，使其應(yīng)用范圍廣泛，市場前景廣闊，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、化工、農(nóng)業(yè)和環(huán)保等領(lǐng)域。近年來，關(guān)于海洋紅酵母的研究主要集中在菌種的選育、代謝產(chǎn)物的測定、發(fā)酵工藝優(yōu)化和促進(jìn)類胡蘿卜素合成等方面。關(guān)于海洋紅酵母的快速鑒定、代謝過程的調(diào)控、高產(chǎn)菌株的快速篩選、代謝產(chǎn)物的提取及測定、作為畜禽用飼料添加劑的開發(fā)利用等方面研究仍存在諸多問題。筆者綜述了海洋紅酵母現(xiàn)階段研究的熱點(diǎn)及今后研究的重點(diǎn)，旨在為海洋紅酵母的開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 海洋紅酵母的種類與特性

海洋紅酵母是指存在于海洋環(huán)境及海洋生物中的單細(xì)胞真核微生物，是海洋酵母中的優(yōu)勢菌群，屬于半知菌亞門、芽孢綱、隱球酵母目、紅酵母屬真菌。紅酵母屬包括膠紅酵母(Rhodotorulamucilaginosa)、粘紅酵母(Rhodotorulaglutinis)、瘦果紅酵母(Rhodotorulaacheniorum)、南美杉紅酵母(Rhodotorulaaraucariae)、橙黃紅酵母(Rhodotorulaaurantiaca)、茂物紅酵母(Rhodotorulabogoriensis)、流散紅酵母(Rhodotoruladiffluens)、糞球紅酵母(Rhodotorulafujisanense)、紅酵母(Rhodotorulaglutinis)、禾本紅酵母(Rhodotorulagraminis)、牧草紅酵母(Rhodotorulaingeniosa)、爪哇紅酵母(Rhodotorulajavaica)、乳糖紅酵母(Rhodotorulalaginosa)、海濱紅酵母(Rhodotorulamarina)、小紅酵母(Rhodotorulaminuta)、泥炭苔紅酵母(Rhodotorulamuscorum)、淺紅紅酵母(Rhodotorulapallida)、皮拉特紅酵母(Rhodotorulapilatii)、果蠅紅酵母(Rhodotorulapilimanae)。紅冬孢酵母作為紅酵母的有性世代，其代謝產(chǎn)物及應(yīng)用方面被研究人員歸為海洋紅酵母進(jìn)行研究報(bào)道。海洋紅酵母細(xì)胞呈圓形、卵圓形或香腸形,菌落呈紅色、粉紅色、橙色或黃色，多邊芽殖，一般不形成假菌絲和真菌絲，不產(chǎn)生子囊孢子和擲孢子，嚴(yán)格好氧呼吸，無發(fā)酵能力，脲酶反應(yīng)呈陽性，DBB反應(yīng)呈陽性[11]。由于海洋環(huán)境十分獨(dú)特，高壓、低營養(yǎng)、低溫(特別是深海)、無光照以及局部高溫、高鹽等特殊的生態(tài)環(huán)境使海洋紅酵母的生長條件、細(xì)胞內(nèi)活性物質(zhì)及其代謝產(chǎn)物必然不同于陸地環(huán)境中生存的紅酵母。海洋紅酵母的適宜生長鹽濃度為20%～30%，適宜生長溫度為25～28 ℃，適宜生長pH為4～5；海洋紅酵母細(xì)胞富含不飽和脂肪酸、必需氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)及其維生素、消化酶、類胡蘿卜素、蝦青素等活性代謝產(chǎn)物。

2 海洋紅酵母的自身營養(yǎng)組成

海洋紅酵母細(xì)胞含豐富的蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸、必需氨基酸、碳水化合物等。Aujero EJ等[9]對1株海洋紅酵母進(jìn)行化學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)該酵母脂肪含量低，但不飽和脂肪酸含量高，中等水平的蛋白質(zhì)含量，高水平的碳水化合物，含必需氨基酸。楊世平等[12]對海洋紅酵母(沼澤生紅冬孢酵母)的基礎(chǔ)營養(yǎng)成分、脂肪酸和氨基酸進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)其營養(yǎng)組成合理，并且蛋白質(zhì)和總糖含量高，必需氨基酸含量豐富，表明該菌株具有作為水產(chǎn)餌料生物的營養(yǎng)價(jià)值。但是，其缺乏多不飽和脂肪酸EPA(二十碳五稀酸)和DHA(二十二碳六稀酸)，尤其是作為幼體餌料使用時(shí)，需添加富含2種多不飽和脂肪酸的藻類作為補(bǔ)充。韓梅等[13]研究了海洋紅酵母中的類胡蘿卜素、氨基酸以及脂肪酸的組成，發(fā)現(xiàn)海洋紅酵母中含有20種氨基酸，不飽和脂肪酸占總脂肪酸的76%，并對海洋紅酵母中類胡羅卜素、蛋白質(zhì)和脂肪酸進(jìn)行了分析，為其在飼料行業(yè)的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。以上報(bào)道充分證明了海洋紅酵母細(xì)胞可作為營養(yǎng)豐富的添加劑，應(yīng)用于飼料行業(yè)。

3 海洋紅酵母的多樣性分析

國內(nèi)許多學(xué)者對我國黃海、渤海、長江流域及南海海域中紅酵母的多樣性進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)不同海域中紅酵母的種類存在一定差異。周與良等[14]從我國黃海、渤海沿岸采集多種樣品，共分離出4種海洋紅酵母，其中牧草紅酵母(Rhodotorulaingeniosa)9株、小紅酵母(Rhodotorulaminuta)19株、粘紅酵母(Rhodotorulaglutinis)39株、深紅酵母(Rhodotorularubra)153株，此結(jié)果從紅酵母的出現(xiàn)頻率和紅酵母的種類與魏艷敏等[15]對長江流域海洋紅酵母的調(diào)查結(jié)果是一致的。我國長江流域中主要存在粘紅酵母(Rhodotorulaglutinis)、深紅酵母(Rhodotorularubra)、小紅酵母(Rhodotorulaminuta)等3種紅酵母，并且深紅酵母(Rhodotorularubra)為長江流域的優(yōu)勢種。筆者對我國南海海域海洋紅酵母種類的調(diào)查研究，從我國南海近海域采集樣品，分離出4株海洋紅酵母，2株鑒定為膠紅酵母(Rhodotorulamucilaginosa)、1株粘紅酵母(Rhodotorulaglutinis)、1株紅酵母(Rhodotorula.sp)，由于分離菌株數(shù)量較少，故尚不能說明該海域紅酵母的多樣性[10]。因此，2013年8月至2014年7月筆者繼續(xù)從南海海域采集317份樣品，經(jīng)表型觀察和26SrDNA D1/D2區(qū)域序列分析，鑒定出71株海洋紅酵母，發(fā)現(xiàn)51株膠紅酵母(Rhodotorulamucilaginosa)、10株粘紅酵母(Rhodotorulaglutinis)和1株(Rhodotorulalaryngis)，其為1株新種紅酵母，中文菌種鑒定手冊還未對其進(jìn)行描述，2株紅酵母(Rhodotorulasp.)，1株斯魯菲亞紅酵母(Rhodotorulaslooffiae)，6株疑似紅酵母新種，發(fā)現(xiàn)膠紅酵母為南海近海域的優(yōu)勢種。該結(jié)果與我國學(xué)者從黃海、渤海沿岸及長江流域的調(diào)查結(jié)果有較大差異，這可能是由于地理環(huán)境和氣候的差異所致。因此，關(guān)于我國南海海域海洋紅酵母種類的調(diào)查具有重大意義。

4 海洋紅酵母的代謝產(chǎn)物與高產(chǎn)菌株

4.1 海洋紅酵母的代謝產(chǎn)物海洋紅酵母在代謝過程中能產(chǎn)生類胡蘿卜素、維生素、糖類、油脂、消化酶和甾醇等多種活性代謝產(chǎn)物，這些代謝產(chǎn)物可用于許多領(lǐng)域的生產(chǎn)研究。筆者首次對海洋紅酵母產(chǎn)維生素B1、維生素B2、維生素B6、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、類胡蘿卜素和蝦青素的能力進(jìn)行檢測，雖然產(chǎn)量不高，卻具有進(jìn)一步研究的價(jià)值和意義[10]。類胡蘿卜素具有抗氧化、抗衰老、抗腫瘤、提高機(jī)體免疫力等多種生物學(xué)功能。Ueno等[16]發(fā)現(xiàn)一株粉紅色菌落的紅酵母具有高產(chǎn)蘿胡羅卜素的性能，并定位出酵母中與產(chǎn)類胡蘿卜素相關(guān)的基因，對產(chǎn)生的類胡蘿卜素在羅非魚體內(nèi)進(jìn)行追蹤，發(fā)現(xiàn)其轉(zhuǎn)化為葉黃素，在動物體內(nèi)發(fā)揮作用。蝦青素作為類胡蘿卜素類中的一種，其抗氧化活性大約是β胡羅卜素的10倍，是維生素E的80～550倍，此外蝦青素既具有親水親油兩性，可通過血腦屏障直接在器官中發(fā)揮抗氧化功能，這個(gè)特性是其他類胡蘿卜素所無法比擬的[17]。粘紅酵母YS-185具有高產(chǎn)蝦青素的能力，對該菌株的培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化，蝦青素的產(chǎn)量提高了67%[18]。大量研究表明，海洋紅酵母除了可以產(chǎn)生類胡蘿卜素以外，還可以產(chǎn)生多種活性物質(zhì)，具有較高的研究價(jià)值。粘紅酵母Y68能夠產(chǎn)生大量的支鏈淀粉普蘭多糖，對該菌株進(jìn)行培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件的優(yōu)化，使其成為迄今為止產(chǎn)普蘭多糖最高的菌株[19]。Du等[20]研究發(fā)現(xiàn)1株海洋紅酵母能夠產(chǎn)生大量的海藻糖，對該菌株進(jìn)行培養(yǎng)基優(yōu)化使海藻糖的產(chǎn)量提高了2.3倍。油質(zhì)紅酵母可以用于生產(chǎn)甘油三酯、表面活性劑或多不飽和脂肪酸等有用的脂肪酸，高產(chǎn)油脂紅酵母菌株，其油脂含量最高可達(dá)干重成分的80%[21]。通過氣相色譜、紫外吸收、紅外識別和質(zhì)譜分析研究發(fā)現(xiàn)，紅酵母可產(chǎn)生麥角甾醇及菜油[22]。研究人員多次在南極采集樣品，發(fā)現(xiàn)紅酵母能夠產(chǎn)生蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、纖維素酶和木聚糖酶等多中胞外酶[23-24]。綜上所述，海洋紅酵母在代謝過程中可產(chǎn)生多種活性物質(zhì)，并且這些活性物質(zhì)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、化工、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域。

4.2 海洋紅酵母高產(chǎn)菌株的篩選利用紅酵母培養(yǎng)生產(chǎn)活性物質(zhì)具有周期短、成本低、操作簡單、活性高、無污染和不受季節(jié)影響等優(yōu)點(diǎn)，也避免了從植物中萃取和人工合成的諸多弊端，但活性物質(zhì)產(chǎn)量較低。如何提高產(chǎn)量已成為利用酵母菌培養(yǎng)生產(chǎn)活性物質(zhì)應(yīng)解決的主要問題。目前，主要通過菌種的選育和發(fā)酵條件的改善2種途徑來提高產(chǎn)量。高產(chǎn)菌株的選育方法有以下幾種：①靈敏的高產(chǎn)菌株的篩選方法；②高產(chǎn)菌株的獲得，從自然界中分離篩選高產(chǎn)菌株；③通過誘變篩選獲得高產(chǎn)菌株；還可以通過原生質(zhì)體融合技術(shù)和基因工程技術(shù)獲得高產(chǎn)菌株；最好的方式是將幾種手段結(jié)合使用，通過復(fù)合篩選獲得更高產(chǎn)量的目的菌種。劉虹等[25]以紅發(fā)夫酵母突變株和粘紅酵母突變株為親本菌株，采用原生質(zhì)體融合技術(shù)，篩選出1株生產(chǎn)性能穩(wěn)定遺傳的融合子，在28 ℃培養(yǎng)其蝦青素的含量可達(dá)586.38 μg/g ，較融合前紅發(fā)夫酵母和粘紅酵母分別提高了79.58%和64.08%。Cong L等[26]為了獲得高產(chǎn)類胡蘿卜素的菌株，經(jīng)過紫外線、EMS(甲基磺酸乙酯)等復(fù)合誘變手段，得到1株海洋紅酵母突變菌株，類胡蘿卜素產(chǎn)量達(dá)603.93 μg/g，在相同的培養(yǎng)條件下野生型海洋紅酵母菌株的產(chǎn)量只有213.18 μg/g。不同的培養(yǎng)條件和發(fā)酵工藝對海洋紅酵母的生物產(chǎn)量會產(chǎn)生極大的影響。通過對培養(yǎng)基成分、培養(yǎng)條件及培養(yǎng)方式的改變，可以顯著提高海洋紅酵母的產(chǎn)量。很多學(xué)者發(fā)現(xiàn)通過調(diào)整培養(yǎng)基中碳源、氮源、無機(jī)鹽、生長因子等的添加量，來改變培養(yǎng)過程中的初始pH、接種量、裝液量、搖床轉(zhuǎn)速等條件，可使產(chǎn)量得到顯著提高[18-19]。

綜上所述，海洋紅酵母菌種資源豐富，分布范圍廣泛，自身營養(yǎng)組成豐富，而且代謝產(chǎn)物功能強(qiáng)大，在醫(yī)藥、食品、化工、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等方面具有相當(dāng)可觀的研究價(jià)值，研究人員正試圖通過各種手段，達(dá)到大規(guī)模生產(chǎn)的目的。筆者對分離獲得的71株海洋紅酵母的代謝產(chǎn)物類胡蘿卜素、蝦青素、維生素B1、維生素B2、維生素B6、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶的能力進(jìn)行檢測，初步篩選出5株海洋紅酵母，對5株菌種進(jìn)行紫外線照射與甲基磺酸乙酯(EMS)的復(fù)合誘變，進(jìn)行高產(chǎn)菌株的篩選，再通過正交試驗(yàn)的方法對海洋紅酵母的培養(yǎng)條件及培養(yǎng)基成分進(jìn)行優(yōu)化，最終使其代謝產(chǎn)物產(chǎn)量提高獲得高產(chǎn)菌株。

5 海洋紅酵母的開發(fā)與應(yīng)用

5.1 海洋紅酵母用于生產(chǎn)類胡蘿卜素類胡蘿卜素作為海洋紅酵母中的最主要代謝產(chǎn)物，廣泛存在于自然界中，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)約600多種類胡羅卜素，包括蝦青素、番茄紅素、β-胡羅卜素等。類胡蘿卜素作為飼料添加劑，具有抗氧化、清除自由基、提高免疫力、著色、促生長和提高繁殖的能力[27]。在醫(yī)藥和保健品領(lǐng)域，類胡蘿卜素具有抗氧化，增強(qiáng)免疫力，清除體內(nèi)自由基抑制腫瘤發(fā)生等多種生物學(xué)功能[28]。蝦青素還可以抵抗光敏、紫外線引起的傷害，對阻礙色斑形成效果顯著[29]。類胡蘿卜素已被FAO和WHO等國際組織認(rèn)定為A類營養(yǎng)色素，并在50多個(gè)國家和地區(qū)獲準(zhǔn)作為營養(yǎng)、著色雙重功用的食品添加劑[30]。雖然類胡蘿卜素具有諸多生物學(xué)活性，但動物體自身不能合成，必須由外界攝取。因此，類胡蘿卜素的生產(chǎn)具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。類胡蘿卜素的合成主要包括生物合成和人工化學(xué)合成2種途徑?；瘜W(xué)合成色素成本高，并且具有潛在的安全性問題。隨著人們對食品安全的日益重視，近年來越來越多的學(xué)者轉(zhuǎn)向天然色素的研究與開發(fā)。利用微生物培養(yǎng)生產(chǎn)類胡蘿卜素是生物合成的主要途徑。目前，利用微生物合成類胡蘿卜素主要集中在三孢布拉霉菌和紅酵母方面。三孢布拉霉菌色素產(chǎn)量高，但技術(shù)工藝復(fù)雜。紅酵母具有生長周期短、易培養(yǎng)、發(fā)酵工藝較成熟及色素提取后菌體單細(xì)胞蛋白可作為餌料等優(yōu)點(diǎn)。從南極海冰中分離出的海洋紅酵母NJ-298，可以產(chǎn)生類胡蘿卜素，并且類胡蘿卜素的產(chǎn)量達(dá)到1 986 μg/g。采用高效液相色譜(HPLC)法對色素成分進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)蝦青素為色素的主要成分，蝦青素的含量占總色素含量的81.9%，最佳生長溫度為8 ℃，而醋酸鈉和蛋白胨是最佳碳源和氮源[31]。Cong L等[26]從海帶中分離獲得紅酵母(Rhodotorulasp.hidai)經(jīng)復(fù)合誘變獲得突變菌株MM，通過一系列的搖瓶發(fā)酵試驗(yàn)研究了突變菌株MM生產(chǎn)類胡蘿卜素的最佳條件為：蔗糖40 g/L、酵母粉15 g/L、MgSO41g/L、溫度30 ℃、裝液量20 ml/250 ml三角瓶，在最佳條件下經(jīng)過5 d發(fā)酵，突變菌株的類胡羅卜素產(chǎn)量比野生菌株提高3倍，最終產(chǎn)量為603.93 μg/g，野生菌株僅有213.18 μg/g。如果將突變菌株用于大規(guī)模生產(chǎn)，有些條件尚需要進(jìn)一步優(yōu)化，因?yàn)榘l(fā)酵過程中的培養(yǎng)基成分價(jià)格比較昂貴，作為原料成本較高。

5.2 海洋紅酵母用于生產(chǎn)生物柴油在當(dāng)今資源匱乏的大背景下，新能源的開發(fā)變得尤為重要。生物柴油作為一種新能源受到越來越廣泛的重視。利用海洋紅酵母來生產(chǎn)生物柴油，具有營養(yǎng)要求簡單、周期短、成本低、安全無污染等諸多優(yōu)點(diǎn)。近些年，研究人員不斷分離獲得高產(chǎn)生物柴油菌株。來自海洋的膠紅酵母TJY15a是1株潛在的產(chǎn)油酵母，脂肪酸主要由棕櫚酸(C16∶0)、棕櫚油酸(C16∶1)、硬脂酸(C18∶0)、油酸(C18∶1)和亞麻酸(C18∶2)組成，表明該脂肪酸可作為原料用于生產(chǎn)生物柴油[32]。海洋膠紅酵母AMCQ8A從澳大利亞維多利亞州海域中分離獲得，對其脂肪酸成分進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)此菌株也可作為生產(chǎn)脂質(zhì)的潛在菌株用于生物柴油的生產(chǎn)[33]。

5.3 海洋紅酵母用于凈化水質(zhì)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，環(huán)境污染越來越嚴(yán)重。尤其是海洋污染問題越來越嚴(yán)重。隨著海上石油開采及運(yùn)輸業(yè)的不斷發(fā)展，由于石油泄漏所引起的污染問題日益嚴(yán)重，據(jù)估計(jì)每年都會有1 000萬t以上的石油污染海洋，對海洋生態(tài)環(huán)境造成了極大的破壞，治理石油污染的關(guān)鍵就是烴類化合物的降解。海洋紅酵母作為海洋中的優(yōu)勢種可作為有效的石油降解菌株，紅酵母在代謝的過程中會產(chǎn)生分解酶、溶劑、酸類、氣體、表面活性物質(zhì)等有效物質(zhì)將烴類化合物降解為小分子物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，水體酸化嚴(yán)重，重金屬污染嚴(yán)重水域，紅酵母數(shù)量會急劇增加，紅酵母細(xì)胞對重金屬產(chǎn)生激增效應(yīng)，然后紅酵母再通過自身的抗氧化系統(tǒng)對重金屬離子進(jìn)行處理[34-35]。紅酵母可作為碲酸鹽抗性菌株，即揮發(fā)性碲物質(zhì)可以在紅酵母培養(yǎng)基中迅速降解，在低的氧濃度下轉(zhuǎn)化為顆粒形式，用于生產(chǎn)碲納米粒子，同時(shí)又凈化了水質(zhì)和空氣，將有毒的揮發(fā)性碲酸鹽轉(zhuǎn)化為碲納米粒子[36-37]。紅酵母除了具有處理水體中的重金屬和碲酸鹽等無機(jī)有害物質(zhì)的能力外，還可以作為有機(jī)體的腐生菌，通過分泌消化酶類物質(zhì)，對水體中的有機(jī)質(zhì)進(jìn)行腐化，達(dá)到凈化水質(zhì)的功能[38-39]。

5.4 海洋紅酵母用于微生態(tài)制劑海洋紅酵母及其生長中產(chǎn)生的消化酶類、維生素、生長因子，可以有效促進(jìn)動物的消化吸收，提高其對飼料的利用率。有關(guān)海洋紅酵母作為益生菌及微生態(tài)制劑方面的研究與應(yīng)用報(bào)道主要集中于水產(chǎn)養(yǎng)殖及水產(chǎn)動物飼料上，在畜禽動物上的應(yīng)用幾乎為空白。水產(chǎn)動物飼喂添加紅酵母的飼料后具有抗病力強(qiáng)、存活率高、皮膚和肌肉色澤鮮艷及口味好等特點(diǎn)。研究表明，紅酵母可以刺激免疫應(yīng)答，激活動物體產(chǎn)生體液免疫和細(xì)胞免疫，β葡聚糖可能是產(chǎn)生免疫應(yīng)答的重要的化合物，但某些其他細(xì)胞壁成分或可溶性因子也可起到免疫刺激的作用。通過在飼料中添加紅酵母，紅酵母可以定植在魚苗腸道中，影響此后魚苗的生長，如通過加速消化系統(tǒng)的成熟來提高魚苗的成活率。對于成魚的影響主要體現(xiàn)在可以促進(jìn)新陳代謝和生長[40]。用海洋紅酵母飼喂南美白對蝦，研究發(fā)現(xiàn)飼喂含10 g/kg海洋紅酵母可以顯著提高對蝦的特定生長率和增重率以及血清中過氧化氫酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GPX)、總抗氧化能力(T-AOC)的活性[41]。王洪斌等[42]利用海洋紅酵母多糖提取物注射日本蟳，48 h內(nèi)其體內(nèi)免疫活性因子超氧化物歧化酶(T-SOD)、酸性磷酸酶(ACP)、溶菌酶(LZM)均有不同程度提高，對日本蟳有較強(qiáng)的免疫刺激作用。在飼料中添加紅酵母產(chǎn)生的蝦青素，對照組存活率為57%，而試驗(yàn)組可達(dá)91%[43]。關(guān)于海洋紅酵母在畜禽方面的應(yīng)用，筆者將繼續(xù)致力此項(xiàng)目的研究與開發(fā)，試圖研制出高效、安全、綠色無污染的海洋紅酵母畜禽飼料添加劑，應(yīng)用于生產(chǎn)，獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益。

6 小結(jié)

綜上所述，海洋紅酵母作為海洋環(huán)境中重要的菌種資源，已得到人們越來越廣泛的重視。通過回顧前人的研究成果，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外學(xué)者對海洋紅酵母的研究大多數(shù)集中在菌種選育、發(fā)酵工藝優(yōu)化和促進(jìn)類胡蘿卜素合成等方面的研究。海洋紅酵母菌體細(xì)胞所含豐富的營養(yǎng)物質(zhì)及其代謝過程中產(chǎn)生的活性物質(zhì)，使其市場前景廣闊，經(jīng)濟(jì)效益明顯，但是關(guān)于海洋紅酵母的研究還存在諸多問題，今后應(yīng)重點(diǎn)解決以下問題：(1)不同海域的海洋紅酵母多樣性分析及其菌種庫的建立和極端環(huán)境中海洋紅酵母菌種資源的開發(fā)及其應(yīng)用研究，快速解決這一問題的關(guān)鍵在于分離菌株高效準(zhǔn)確的鑒定，傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)和生理生化鑒定，繁瑣、耗時(shí)、重現(xiàn)性低，隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，利用分子生物學(xué)手段可快速準(zhǔn)確地進(jìn)行酵母菌種鑒定，因此進(jìn)行酵母菌種的鑒定，快速準(zhǔn)確的方法就是在形態(tài)學(xué)和生理生化特征的基礎(chǔ)上去冗余，再結(jié)合分子鑒定來獲得準(zhǔn)確和滿意的結(jié)果。(2)高產(chǎn)活性物質(zhì)的海洋紅酵母優(yōu)良菌株的篩選，要開展此方面的研究必須建立起快速、高效、簡便的代謝產(chǎn)物分析方法，應(yīng)從3個(gè)方面著手：①提取方法的探索；②檢測方法的選擇；③菌種自身生長的研究。由于紅酵母的主要代謝產(chǎn)物為胞內(nèi)物質(zhì)，需要破壁后才能進(jìn)行進(jìn)一步的研究，但長期以來這方面的研究卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)酵及培養(yǎng)方面的研究，目前提取效率最高的是二甲基亞砜；快速的檢測方法是產(chǎn)物研究的基礎(chǔ)，但是各種方法都有一定的局限性，對研究方法進(jìn)行系統(tǒng)研究是刻不容緩的。解決此問題應(yīng)注意以下方面：首先，代謝產(chǎn)物在菌體細(xì)胞中的定位；其次，產(chǎn)物合成途徑及其控制產(chǎn)物合成的關(guān)鍵酶；第三，延伸至分子水平確定相關(guān)基因，構(gòu)建基因工程菌株，但是關(guān)于代謝調(diào)控的研究還處于初級階段，有待進(jìn)一步深入研究，短期來看，最有效的方法就是建立靈敏的高產(chǎn)突變菌株篩選方法。(3)將海洋紅酵母作為益生菌株開發(fā)利用，生產(chǎn)出水產(chǎn)動物及畜禽應(yīng)用的微生態(tài)制劑，推廣應(yīng)用范圍，解決此問題的關(guān)鍵，一方面在于如何降低發(fā)酵過程中的成本，可從發(fā)酵培養(yǎng)基的原料選擇、改善發(fā)酵培養(yǎng)方法等處入手；另一方面是產(chǎn)品活性質(zhì)量的保證，由于海洋紅酵母代謝產(chǎn)生的活性物質(zhì)易失活，如果在生產(chǎn)過程中不采取特殊的生產(chǎn)工藝加以保護(hù)，添加劑的使用效果將大打折扣，目前效果最好的是微膠囊技術(shù)的應(yīng)用。

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Research Advances of the Marine Red Yeast

SUN Jian-nan, XIE Wei-tian, LIU Ying, XU Chun-hou*

(College of Agriculture, Guangdong Ocean University, Zhanjiang, Guangdong 524088)

Marine red yeast is a unicellular yeast strain which is widely present in ocean, rich in proteins, carotenoids, vitamins, digestive enzymes and many other biologically active substances. It has been applied in the fields of food and feed. It is a new important aspect in the future study. This review focuses on the advance of the types and characteristics, trophic component, diversity, metabolic products and the development and application of its metabolic products of marine red yeast, and raises several critical problems to solve of the research of the marine red yeast.

Marine red yeast; Metabolite; Carotenoids; Probiotics

廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2013B020307013)；廣東省農(nóng)業(yè)科技項(xiàng)目(201201147)。

孫建男(1989-)，女，遼寧朝陽人，碩士研究生，研究方向：動物營養(yǎng)與免疫。*通訊作者，教授，從事微生態(tài)制劑的研發(fā)。

2014-12-18

S 182

A

0517-6611(2015)04-084-05