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虾青素是一种具有超强抗氧化特性的酮式类胡萝卜素，在水产养殖、食品和医药领域有着极广阔的应用前景。小球藻Chlorella zofingiensis能在无光异养条件下快速生长并且合成较高含量的虾青素，被认为是生物法生产虾青素的潜在来源之一。本论文主要对小球藻C.zofingiensis生产虾青素的培养基进行了优化，并且研究了添加有机酸和诱导子对虾青素生产的影响。结果表明：
在三种快速利用的碳源中，蔗糖和葡萄糖对细胞生长和虾青素合成的效果好于果糖。补加碳源和盐类的实验表明，硝酸钠和硫酸盐是培养基中细胞生长限制因子。硫酸镁对小球藻细胞生长和虾青素合成有显著影响。
丙酮酸等有机酸能促进虾青素合成，添加100mM丙酮酸使虾青素产量从8.36mg/L提高到10.72mg/L，添加50mM柠檬酸使虾青素产量从8.36mg/L提高到10.63mg/L，添加100mM苹果酸使虾青素产量从8.36mg/L提高到10.39mg/L。结果表明添加有机酸是提高小球藻虾青素产量的有效途径。
添加一定浓度的诱导子能促进虾青素的合成。添加10μM茉莉酸甲酯使虾青素产量从8.33mg/L提高到9.80mg/L；添加1μM硝普钠，虾青素的产量从8.33mg/L提高到9.15mg/L；添加2g/L酵母提取物，虾青素产量从8.33mg/L提高到9.77mg/L。结果表明添加茉莉酸甲酯和酵母提取物对提高虾青素产量有一定的应用前景。
应用Plackett-Burman法筛选出CZ-M1培养基中影响细胞生长和虾青素合成的主要因素是葡萄糖、硝酸钠和硫酸镁。应用中心复合设计实验设计及响应面分析，得到最大干重(13.38g/L)时的培养基组成为：葡萄糖46.7g/L，硝酸钠1.13g/L和硫酸镁0.125g/L；而得到最大虾青素含量(963μg/g)时的培养基组成为：葡萄糖35.2g/L，硝酸钠0.281g/L和硫酸镁0.0225g/L。在优化培养基组成的基础上，采用两步培养法来提高虾青素产量。两步法得到的虾青素产量为15.1mg/L，比一步法的产量(8.7mg/L)提高了74％。