LED光照對(duì)螺旋藻生長(zhǎng)及鋅富集的影響

高海洋，李高榮，師文慶，凌旭煒，李思東

（1.廣東海洋大學(xué)海洋與氣象學(xué)院，廣東 湛江 524088；2.廣東海洋大學(xué)理學(xué)院，廣東 湛江 524088；3.廣州市格棱生物科技開發(fā)有限公司吳川生物養(yǎng)殖基地，廣東 吳川 524000）

LED光照對(duì)螺旋藻生長(zhǎng)及鋅富集的影響

高海洋1，李高榮1，師文慶2，凌旭煒3，李思東2

（1.廣東海洋大學(xué)海洋與氣象學(xué)院，廣東 湛江 524088；2.廣東海洋大學(xué)理學(xué)院，廣東 湛江 524088；3.廣州市格棱生物科技開發(fā)有限公司吳川生物養(yǎng)殖基地，廣東 吳川 524000）

采用LED光照技術(shù)研究光照波長(zhǎng)、照度和光照時(shí)間對(duì)螺旋藻生長(zhǎng)及鋅生物富集作用的影響。結(jié)果表明，不同波長(zhǎng)LED光照下螺旋藻生物量增長(zhǎng)的順序?yàn)榧t光（655～665 nm）＞藍(lán)光（465～475 nm）＞綠光（522～532 nm）＞黃光（570～580 nm），與對(duì)照組比，光照14 d生物量增加為紅光組13.97%，藍(lán)光組10.12%，綠光組1.44%，黃光組則減少2.88%；不同波長(zhǎng)LED光照對(duì)螺旋藻鋅富集作用的影響順序?yàn)辄S光＞綠光＞藍(lán)光＞紅光，實(shí)驗(yàn)8 d螺旋藻鋅含量趨于穩(wěn)定，與對(duì)照組比，黃光組增加43.73%，綠光組增加23.98%，藍(lán)光組增加14.29%，紅光組增加9.04%。以LED紅光做光源，在照度0～10 000 lx范圍內(nèi)，螺旋藻生物量與照度成正相關(guān)；在照度0～8 000 lx范圍內(nèi)，螺旋藻鋅含量與照度正相關(guān)；在光照時(shí)間0～6 h內(nèi)，螺旋藻生物量和鋅含量均隨LED紅光光照時(shí)間增加而增大。

螺旋藻；生長(zhǎng)；鋅；生物富集；LED

螺旋藻是一種原核多細(xì)胞型絲狀微藻，屬于藍(lán)藻門、段殖藻目、顫藻科、螺旋藻屬［1］。螺旋藻含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分及多種生物活性物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、氨基酸、不飽和脂肪酸、維生素、礦物元素、藻藍(lán)蛋白、藻多糖和β-胡蘿卜素等［2］，研究表明，螺旋藻及其提取物具有抗疲勞、耐缺氧、免疫調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)血脂、抑制腫瘤等生理功能［3-4］。

鋅是人體正常新陳代謝必需的一種微量元素。國(guó)內(nèi)外許多研究發(fā)現(xiàn)，與鋅有關(guān)的酶類至少有200多種，鋅在免疫系統(tǒng)發(fā)育和維持宿主防御功能中起決定性作用，尤其是鋅對(duì)人的智力發(fā)展具有極其重要的作用［5］。人體缺鋅時(shí)會(huì)導(dǎo)致生長(zhǎng)發(fā)育不良，味覺障礙和免疫力下降等癥狀［6］。螺旋藻具有培養(yǎng)簡(jiǎn)便，生長(zhǎng)速率快，對(duì)鋅離子具有較強(qiáng)的生物富集能力等優(yōu)點(diǎn)，是鋅生物有機(jī)化的理想載體［7］。通過螺旋藻的生物富集轉(zhuǎn)化作用，可將無(wú)機(jī)鋅轉(zhuǎn)化為有機(jī)鋅，以提高鋅的生理活性與吸收率，從而獲得富含有機(jī)鋅的功能性螺旋藻。LED是發(fā)光二極管的簡(jiǎn)稱，為全固體發(fā)光體，具有波長(zhǎng)固定、光質(zhì)純度高、耗能少和低發(fā)熱等優(yōu)點(diǎn)［8］，研究其對(duì)藻類生長(zhǎng)發(fā)育、物質(zhì)代謝及形態(tài)構(gòu)建的影響已成為熱點(diǎn)［9］。

關(guān)于螺旋藻鋅富集的研究大多數(shù)集中在螺旋藻類型、鋅添加量和添加方式，以及照度、pH等［10-12］對(duì)螺旋藻富集鋅的影響，而系統(tǒng)地研究LED光照對(duì)螺旋藻富集鋅的影響鮮見報(bào)道。本研究LED光照波長(zhǎng)、照度及光照時(shí)間對(duì)螺旋藻生長(zhǎng)以及對(duì)鋅生物富集作用的影響，以期為富含有機(jī)鋅的功能性螺旋藻的生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 藻種

藻種為鈍頂螺旋藻，采自廣州市格棱生物科技開發(fā)有限公司吳川生物養(yǎng)殖基地，在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)，備用。

1.2 實(shí)驗(yàn)藥品和儀器

實(shí)驗(yàn)藥品主要有碳酸氫鈉、硝酸鈉、氯化鈉、磷酸氫二鉀、硫酸鉀、七水硫酸鋅等，均為分析純，微量元素溶液A5、B6直接購(gòu)買。主要儀器有722S分光光度計(jì)、TAS-990原子吸收分光光度計(jì)、RXZ-280B人工氣候箱、ST-80C照度計(jì)、AuY120分析天平等。

1.3 接種和培養(yǎng)條件

以Zarrouk培養(yǎng)液作為實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)培養(yǎng)基［13］。在Zarrouk培養(yǎng)液中添加ZnSO4·7H2O，配制初始的Zn2+質(zhì)量濃度ρ始為7.00 mg/L［7］的實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)液。取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的藻種接入實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)液中，調(diào)節(jié)藻液的初始光密度D（560 nm）為0.100～0.200。實(shí)驗(yàn)用1 000mL三角燒瓶，培養(yǎng)體積750mL，置于人工氣候箱中培養(yǎng)。除實(shí)驗(yàn)設(shè)置改變條件外，基本培養(yǎng)條件為：溫度30℃，濕度90%，照度6 000 lx，光照時(shí)間12 h/d，每天定時(shí)攪拌3次。培養(yǎng)14 d。

1.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)置

LED光源波長(zhǎng)分別為紅光（655～665 nm）、黃光（570～580 nm）、綠光（522～532 nm）、藍(lán)光（465～475 nm），對(duì)照組為日光燈，照度為6 000 lx，光照時(shí)間為4 h；選擇適宜的LED單色光，設(shè)定照度梯度為0、2 000、4 000、6 000、8 000、10 000 lx，光照時(shí)間為4 h；選擇適宜的LED單色光，照度為6 000 lx，設(shè)定光照時(shí)間梯度為0、2、4、6 h。每個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)兩個(gè)平行組。

1.5 生物量測(cè)定和生長(zhǎng)曲線繪制

采用光密度法，使用 722S分光光度計(jì)，以Zarrouk培養(yǎng)液作空白，取混勻的藻液在560 nm波長(zhǎng)下測(cè)定光密度 D（560 nm）。按照參考文獻(xiàn)［14］的實(shí)驗(yàn)方法，得到藻液生物量ρ與D（560 nm）的線性回歸方程ρ = 0.603 4 D（560 nm）-0.012 9，培養(yǎng)過程中每天定時(shí)取樣測(cè)定并記錄D（560 nm）值，將每天測(cè)定的藻液D（560 nm）換算成生物量ρ（g/L）。以培養(yǎng)時(shí)間t為橫坐標(biāo)，生物量ρ為縱坐標(biāo)，繪制螺旋藻生長(zhǎng)曲線。

1.6 鋅含量測(cè)定和鋅含量曲線繪制

每天定時(shí)從培養(yǎng)藻液中濾取1.00mL溶液，使用TAS-990原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定溶液中剩余鋅的質(zhì)量濃度ρ余。

富集鋅質(zhì)量mZn=（ρ始-ρ余）V；

螺旋藻鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù) wZn= 富集鋅質(zhì)量 mZn/ 螺旋藻質(zhì)量msp；

以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo)，螺旋藻鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù) wZn為縱坐標(biāo)，繪制螺旋藻鋅含量wZn隨培養(yǎng)時(shí)間變化曲線。

2 結(jié)果與分析

2.1 LED光照波長(zhǎng)對(duì)螺旋藻生長(zhǎng)及鋅富集的影響

圖1和圖2分別表示在照度6 000 lx，光照時(shí)間4 h，不同波長(zhǎng)LED光照下培養(yǎng)14 d的螺旋藻生長(zhǎng)曲線和螺旋藻鋅含量變化曲線。如圖1所示，1-2 d時(shí)生長(zhǎng)曲線的斜率較小，為培養(yǎng)適應(yīng)期；之后曲線斜率增大，進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期；培養(yǎng)14 d后，螺旋藻生物量ρ達(dá)到最大。螺旋藻通過光照進(jìn)行光合作用，增加細(xì)胞數(shù)量（生物量）。不同波長(zhǎng)的光照對(duì)螺旋藻具有不同的吸收效率，導(dǎo)致光合作用效率不同，生物量的增長(zhǎng)速度也各有差異。從圖1可見，不同波長(zhǎng)LED光照對(duì)螺旋藻生長(zhǎng)的影響順序?yàn)椋杭t光（655～665 nm）＞藍(lán)光（465～475 nm）＞綠光（522～532 nm）＞對(duì)照組＞黃光（570～580 nm）。紅光最好，培養(yǎng)14 d后螺旋藻生物量ρ從0.182 g/L增加到1.990 g/L，與對(duì)照組相比（1.746 g/L），提高了13.97%；藍(lán)光培養(yǎng)的螺旋藻生物量ρ為1.923 g/L，提高了10.12%；綠光培養(yǎng)的螺旋藻生物量ρ為1.771 g/L，提高了1.44%；黃光培養(yǎng)的螺旋藻生物量ρ為1.696 g/L，降低了2.88%。

在圖2的曲線中，2 d之前的斜率較大，并且不同波長(zhǎng)LED光照的影響差異較小，可能是此期間螺旋藻對(duì)鋅的作用以物理吸附為主；之后曲線斜率變小，主要為生物吸收；實(shí)驗(yàn)8 d螺旋藻鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)wZn達(dá)到最大值，隨后趨于穩(wěn)定。螺旋藻通過光合作用將光能轉(zhuǎn)變?yōu)樯锬埽庹粘擞绊懧菪宓纳L(zhǎng)外，還影響螺旋藻細(xì)胞對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽的吸收。圖2顯示，不同波長(zhǎng)LED光照對(duì)螺旋藻富集鋅的效果不同，黃光＞綠光＞藍(lán)光＞紅光＞對(duì)照組。與對(duì)照組相比，第8 d螺旋藻鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)wZn，黃光的提高了43.73%，綠光的提高了23.98%，藍(lán)光的提高了14.29%，紅光的提高了9.04%，效果明顯。

圖2 LED光照波長(zhǎng)對(duì)螺旋藻鋅含量的影響Fig.2 Effect of LED light wavelength on the content of zinc in spirulina

2.2 LED照度與螺旋藻生長(zhǎng)及鋅富集的關(guān)系

以LED紅光為光源，光照時(shí)間4 h，研究照度與螺旋藻生長(zhǎng)和螺旋藻鋅含量的關(guān)系。從圖3可見，生物量與照度的增加成正比，LED照度對(duì)螺旋藻生長(zhǎng)的影響順序?yàn)椋?0 000 lx ＞ 8 000 lx＞6 000 lx＞4 000 lx＞2 000 lx＞對(duì)照組，照度10 000 lx，培養(yǎng)14 d后螺旋藻生物量ρ從0.175 g/L增加到2.057 g/L，與對(duì)照組相比（1.728 g/L），提高了15.36%。

圖3 LED紅光光照強(qiáng)度對(duì)螺旋藻生長(zhǎng)的影響Fig.3 Effect of LED red light irradiation intensity on the growth of spirulina

由圖4可見，實(shí)驗(yàn)1～ 6 d，螺旋藻鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)wZn與照度成正比，10 000 lx＞8 000 lx、6 000 lx＞4 000 lx＞2 000 lx＞對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)10 d后鋅含量變化趨于穩(wěn)定，且差異逐漸變小。但8 d后，10 000 lx高強(qiáng)度光照的效果下降，在10 d時(shí)螺旋藻鋅富集情況見圖5，8 000 lx才是最佳照度。

圖4 LED紅光光照強(qiáng)度對(duì)螺旋藻鋅含量的影響Fig.4 Effect of LED red light irradiation intensity on the content of zinc in spirulina

圖5 10 d時(shí)螺旋藻鋅富集情況Fig.5 The zinc enrichment of spirulina in the 10th day

2.3 LED光照時(shí)間對(duì)螺旋藻生長(zhǎng)及鋅富集的影響

圖6和圖7分別以LED紅光為光源，強(qiáng)度為6 000 lx，不同光照時(shí)間下培養(yǎng)14 d的螺旋藻生長(zhǎng)曲線和螺旋藻鋅含量變化曲線。圖6表明，螺旋藻生物量ρ隨光照時(shí)間增加而增大，13 d時(shí)趨于穩(wěn)定。圖7表明，LED光照時(shí)間對(duì)螺旋藻鋅富集作用的影響，所得螺旋藻鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)wZn均大于對(duì)照組，隨光照時(shí)間增加而增大。14 d后，光照6 h螺旋藻鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)wZn為399.6 μg/g，與對(duì)照組（347.0 μg/g）相比，提高了15.16%；光照4 h螺旋藻鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)wZn為384.8 μg/g，提高了10.89%；光照2 h螺旋藻鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)wZn為370.9 μg/g，提高了6.89%。

圖6 LED紅光光照時(shí)間對(duì)螺旋藻生長(zhǎng)的影響Fig.6 Effect of LED red light irradiation time on the growth of spirulina

圖7 LED紅光光照時(shí)間對(duì)螺旋藻鋅含量的影響Fig.7 Effect of LED red light irradiation time on the content of zinc in spirulina

3 討 論

3.1 LED光照波長(zhǎng)、照度和光照時(shí)間對(duì)螺旋藻生長(zhǎng)的影響

螺旋藻是光合自養(yǎng)生物，光合作用是螺旋藻最重要的生理過程，螺旋藻通過光合作用實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能向生物能以及無(wú)機(jī)碳向有機(jī)碳的轉(zhuǎn)化。光照是螺旋藻光合作用的限制因子，在一定范圍內(nèi)，螺旋藻吸收光能的總量與光合作用的總量正相關(guān)，決定生物量的增加量及速度［1］。影響光能吸收總量的因素主要有光照波長(zhǎng)、照度和光照時(shí)間。

螺旋藻對(duì)不同波長(zhǎng)的光照具有不同的吸光效率，直接影響光能吸收總量，即光合作用總量，宏觀表現(xiàn)為生物量。螺旋藻光合作用的色素主要是葉綠素a、藻膽素和類胡蘿卜素。葉綠素a對(duì)光的吸收峰分別位于紅光區(qū)的680 nm和藍(lán)光區(qū)的440 nm附近，類胡蘿卜素的最大吸收帶在藍(lán)光區(qū)，藻膽素含藻紅素、藻藍(lán)素和異藻藍(lán)素，它們吸收光譜范圍較分散，最大值是在橙紅色部分，集中在紅光區(qū)［15］。由于螺旋藻進(jìn)行光合作用的主要色素是葉綠素a和藻膽素，所以LED紅光和藍(lán)光對(duì)螺旋藻生長(zhǎng)的促進(jìn)效果最好［16-18］。

光能吸收總量在一定范圍內(nèi)還與照度和光照時(shí)間成正比關(guān)系。藻類生長(zhǎng)最適照度范圍為2 000 ～10 000 lx［1］，當(dāng)環(huán)境溫度和營(yíng)養(yǎng)底物不限制藻類的生長(zhǎng)時(shí)，螺旋藻的生長(zhǎng)主要取決于照度，在一定范圍內(nèi)，隨照度增加總光合作用速率呈直線上升［19］。因此LED紅光在照度0～10 000 lx和光照時(shí)間0～6 h范圍內(nèi)，照度越大，光照時(shí)間越長(zhǎng)，則越有利于螺旋藻的生長(zhǎng)。

3.2 LED光照波長(zhǎng)、照度和光照時(shí)間對(duì)螺旋藻鋅富集的影響

鋅是藻類正常生長(zhǎng)和代謝的必需元素之一，可調(diào)控藻類細(xì)胞的生長(zhǎng)與物質(zhì)積累［20］。藻類細(xì)胞主要是通過細(xì)胞外的結(jié)合與沉積和細(xì)胞內(nèi)的吸收與轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬離子的富集作用［21］。一般認(rèn)為，螺旋藻鋅富集作用包括兩個(gè)階段［22］。第一階段是物理吸附過程，與代謝無(wú)關(guān)。在該階段中鋅可能通過物理吸附及微沉淀、配位、離子交換等作用中的一種或幾種復(fù)合至細(xì)胞表面。在此過程中，金屬與生物物質(zhì)的作用較快，反應(yīng)速率和離子濃度成正比，一般數(shù)小時(shí)完成。第二階段是生物吸收過程，該過程進(jìn)行得較慢。在此階段中藻細(xì)胞與鋅的相互作用，不僅需要能量，而且需要某些特定酶的參與，其過程較為復(fù)雜，與藻體中蛋白質(zhì)、糖類、脂類等的代謝密切相關(guān)［23］。所以在培養(yǎng)的前2 d內(nèi)，螺旋藻鋅含量直線上升，不同光照波長(zhǎng)、照度和光照時(shí)間幾無(wú)影響，主要進(jìn)行物理吸附過程。2 d后，螺旋藻鋅含量增速減慢，鋅富集作用主要由生化過程控制，增速比物理吸附要慢得多。

光照是調(diào)節(jié)藻類生長(zhǎng)和發(fā)育的重要生態(tài)因子，能影響藻類色素和某些活性物質(zhì)的合成，藻類酶的活性也受光照的影響［24］。有研究表明，光照不僅影響藻類生長(zhǎng)，還是營(yíng)養(yǎng)鹽吸收的重要因子［25］。黃光和綠光處于藻膽素的光能吸收區(qū)［26］，有利于藻膽蛋白的合成，黃光可促進(jìn)螺旋藻多糖的合成和積累［18］，這些都有利于鋅富集。螺旋藻的鋅富集作用主要是生物吸收過程，受藻體中蛋白質(zhì)、糖類、脂類等代謝的影響。因此黃光對(duì)螺旋藻鋅富集作用的促進(jìn)效果最好，綠光次之。照度是影響藻類生長(zhǎng)、生化組成和物質(zhì)積累的重要環(huán)境因子，主要通過影響藻細(xì)胞的光合作用來(lái)調(diào)控對(duì)離子的富集作用［27］。黑暗或低光照均能降低藻細(xì)胞光合作用，從而降低細(xì)胞新陳代謝，使細(xì)胞表面大分子物質(zhì)發(fā)生改變，從而影響藻細(xì)胞對(duì)離子的富集；隨著照度的增加，藻細(xì)胞恢復(fù)光合作用，從而使細(xì)胞富集量增加［28］；而照度太高則不利于藻類的生長(zhǎng)以及對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽的吸收利用［29］。本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示，照度為0～8 000 lx范圍內(nèi)，螺旋藻細(xì)胞對(duì)鋅的富集量隨著光照度的增加而增大，而10 000 lx在培養(yǎng)6 d前鋅的富集量最大，第6 d后富集速度減緩，低于6 000 lx和4 000 lx，證明了照度太大時(shí)會(huì)影響螺旋藻細(xì)胞鋅的富集。

LED光照時(shí)間對(duì)藻生長(zhǎng)和鋅富集作用的影響具有同步增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，在一定范圍內(nèi)，光照時(shí)間越長(zhǎng)，照度越大，越能促進(jìn)螺旋藻的生長(zhǎng)，也越有利于螺旋藻對(duì)鋅的富集。

4 結(jié) 論

1）不同波長(zhǎng)LED光照對(duì)富鋅螺旋藻生長(zhǎng)的影響順序?yàn)椋杭t光＞藍(lán)光＞綠光＞對(duì)照組＞黃光，對(duì)螺旋藻鋅富集作用的影響順序?yàn)椋狐S光＞綠光＞藍(lán)光＞紅光＞對(duì)照組。

2）以LED紅光做光源，在光照強(qiáng)度0～10 000 lx范圍內(nèi)，螺旋藻生物量與光照強(qiáng)度成正相關(guān)關(guān)系；在光照強(qiáng)度0～8 000 lx范圍內(nèi)，螺旋藻鋅含量與光照強(qiáng)度成正相關(guān)。

3）在光照時(shí)間0～6 h范圍內(nèi)，螺旋藻生物量和鋅含量均隨LED紅光光照時(shí)間增加而增大。

［1］陳峰，姜悅.微藻生物技術(shù)［M］.北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社，1999:106-114.

［2］張學(xué)成，薛命雄.我國(guó)螺旋藻產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展?jié)摿Γ跩］.生物產(chǎn)業(yè)技術(shù)，2012，（2）:47-53.

［3］王文博，高俊蓮，孫建光，等.螺旋藻的營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值及其在預(yù)防醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用［J］.中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng)，2009，15（1）：48-51.

［4］CAPELLI B，CYSEWSKI G R.Potential health benefits of spirulina microalgae［J］.Nutrafoods，2010，9（2）:19-26.

［5］崔紹堂，李青仁，車慧明.鋅對(duì)人體健康的影響［J］.世界元素醫(yī)學(xué)，2007，14（4）:20-23.

［6］王夔.生命科學(xué)中的微量元素［M］.北京:中國(guó)計(jì)量出版社，1992:367-400.

［7］張愛萍，陳天仁，陳葉，等.富硒、富鋅鈍頂螺旋藻培養(yǎng)優(yōu)化研究［J］.河西學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，30（2）:72-76.

［8］陳元燈.LED制造技術(shù)與應(yīng)用［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2007:1-10.

［9］盧菁菁，李敦海.發(fā)光二極管光質(zhì)對(duì)念珠藻葛仙米生長(zhǎng)及生理生化特性的影響［J］.水生生物學(xué)報(bào)，2014，38（2）:257-261.

［10］黃鍵，陳必鏈 ，吳松剛.環(huán)境因素對(duì)螺旋藻富集硒和鋅及生長(zhǎng)的影響［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，1999，25（4）:25-27.

［11］李日強(qiáng)，王翠紅，席玉英，等.鈍頂螺旋藻對(duì)五種元素生物富集作用的研究［J］.山西大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2001，24（2）:167-169.

［12］陳必鏈，王明茲，莊惠如，等.環(huán)境因素對(duì)富硒鋅鈍頂螺旋藻生化特性的影響［J］.福建師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1999，15（3）:89-92.

［13］ZARROUK C，Contribution à L'étude D'une Cyanophycée.Influence de divers facteurs physiques et chimiques sur la croissance et la photosynthèse de spirulina maxima［D］.French:University of Paris，1966.

［14］李永強(qiáng)，陳清香，師文慶，等.光照對(duì)螺旋藻生長(zhǎng)速率的影響［J］.激光生物學(xué)報(bào)，2014，23（1）:51-54.

［15］杜林方，付華龍，鄒曉東.銅離子對(duì)鈍頂螺旋藻完整細(xì)胞中光系統(tǒng)Ⅱ活性和藻膽體能量傳遞的影響［J］.植物學(xué)報(bào)，1995，37（2）:109-113.

［16］張愛琴，姜泉，謝小軍，等.不同光質(zhì)對(duì)鈍頂螺旋藻生長(zhǎng)和放氧放氫活性的影響［J］.植物生理學(xué)通訊，1989，25（4）：23-26.

［17］徐明芳，李貽玲.鈍頂螺旋藻在LED光電板式光生物反應(yīng)器中的培養(yǎng)研究［J］.海洋科學(xué)，2001，25（2）:42-46.

［18］尤珊，鄭必勝，郭祀遠(yuǎn).光照對(duì)螺旋藻形態(tài)及胞外多糖的影響和機(jī)理［J］.海湖鹽與化工，2004，33（1）:23-25；31.

［19］KEBEDE E，AHLGREN G.Optimum growth conditions and light utilization efficiency of spirulina platensis（= Arthrospira fusiformis）（Cyanophyta） from lake chitu，ethiopia［J］.Hydrologia，1996，332（2）:99-109.

［20］楊曉玲，郭金耀.鋅對(duì)鹽藻生長(zhǎng)與物質(zhì)積累的調(diào)控作用［J］.微生物學(xué)雜志，2007，27（1），91-94.

［21］FISHER N S.On the reactivity of metals for marine phytoplankton［J］.Limnol oceanager，1986，31（2）：443-449.

［22］WAN MAZNAH W O，AL-FAWWAZ A T，SURIF M.Biosorption of copper and zinc by immobilised and free algal biomass，and the effects of metal biosorption on the growth and cellular structure of Chlorella sp.and Chlamydomonas sp.isolated from rivers in penang，malaysia［J］.Journal of environmental sciences，2012，24（8）：1 386-1 393.

［23］李志勇，郭祀遠(yuǎn)，李琳，等.鈍頂螺旋藻生物富集Cr（Ⅲ）影響因素的研究［J］.生物工程學(xué)報(bào)，2000，16（1）:108-112.

［24］潘瑞識(shí)，董愚得.植物生理學(xué)［M］.北京:高等教育出版社，1995:225.

［25］KANDA J，ZIEMANN D A，CONQUEST L D，et al.Light-dependency of nitrate uptake by phytoplankton over the spring bloom in Auke Bay，Alaska［J］.Marine biology，1989，103（4）:563-569.

［26］劉華.螺旋藻光合生理的比較研究［D］.呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，2002.

［27］孫傳范.微藻水環(huán)境修復(fù)及研究進(jìn)展［J］.中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)，2011，13（3）:92-96.

［28］蔡卓平，段舜山.微藻對(duì)污水中重金屬的生物吸附（英文）［J］.生態(tài)科學(xué)，2008，27（6）:499-505.

［29］孫百曄，王修林，李雁賓，等.光照在東海近海原甲藻赤潮發(fā)生中的作用［J］.環(huán)境科學(xué)，2008，29（2）:362-367.

（責(zé)任編輯：任萬(wàn)森）

Effect of LED on Growth and Zinc Enrichment of Spirulina

GAO Hai-yang1，LI Gao-rong1，SHI Wen-qing2，LING Xu-wei3，LI Si-dong2
（1.College of Ocean and Meteorology，Guangdong Ocean University，Zhanjiang 524088，China；2.College of Science，Guangdong Ocean University，Zhanjiang 524088，China；3.Wuchuan Biological Breeding Base，Guangzhou City Green Biotechnology Development Co.，Ltd.，Wuchuan 524000，China）

Effects of light wavelength，light intensity and illumination time on the growth of spirulina and the biological enrichment of zinc in spirulina were studied using the LED technology.The results showed that the effect of different LED light wavelengths on the growth of spirulina was red light（655-665 nm） ＞ blue light（465-475 nm） ＞ green light（522-532 nm） ＞ yellow light（570-580 nm）.Compared with the control group，the final biomasses for red light，blue light，green light and yellow light were increased respectively by about 13.97%，10.12%，1.44% and -2.88%.The effect of different LED light wavelengths on the growth of zinc enrichment in spirulina was yellow light ＞ green light ＞blue light ＞ red light.Compared with that of the control group，the zinc contents of spirulina for yellow light，green light，blue light and red light after the 8 days were increased respectively by about 43.73%，23.98%，14.29% and 9.04%.Using LED red light as a light source，in the range of light intensity of 0-10 000 lx，the biomasses of spirulina were directly proportional to the intensity of red light；in the range of light intensity of 0～8 000 lx，the zinc content of spirulina was directly proportional to the intensity of red light.In the range of illumination time of 0～6 h，the effect of LED red light on the growth and zinccontent of spirulina had the synchronous trend with that of growth，which increased with the increase of the illumination time.

spirulina； growth； zinc； bioenrichment； LED

P745

A

1673-9159（2016）03-0065-06

10.3969/j.issn.1673-9159.2016.03.011

2015-11-20

廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2011B020415004）；湛江市科技專項(xiàng)（A14029）

高海洋（1988—），男，碩士，研究方向?yàn)楹Ｑ笊镔Y源利用化學(xué)。E-mail： gaohaiyang2016@163.com

李思東（1960—），男，教授，研究方向?yàn)楹Ｑ髴?yīng)用化學(xué)，E-mail： lisidong2210491@163.com