海洋红酵母的研究进展

摘要 海洋红酵母是海洋中广泛存在的一种单细胞酵母品系，富含丰富的蛋白质、类胡萝卜素、维生素和消化酶类等多种活性物质，是极具潜力的食品和饲料添加剂，应用前景广阔。介绍了海洋红酵母的种类与特性、自身营养组成、多样性、代谢产物及开发应用的研究进展，并提出了有关红酵母研究应重点解决的几个关键问题。

关键词 海洋红酵母； 代谢产物； 类胡萝卜素； 微生态制剂

中图分类号 S182 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）04-084-05

海洋环境的多样性和复杂性造就了海洋生物的多样性及其功能的多样性，海洋中的红酵母作为海洋微生物的优势菌群，与海洋中的动植物密切相关[1]。海洋红酵母广泛存在于各种海洋环境中，国内外研究发现在太平洋、大西洋、印度洋、南极、北极、深海火山口、受污染海域等各种海域红酵母均为优势菌群，红酵母若要适应这种复杂的生境，其体内必定存在适应这种复杂环境的活性物质和机制[2-8]。多项研究结果表明海洋红酵母细胞富含丰富的蛋白质、不饱和脂肪酸、必需氨基酸、类胡萝卜素、消化酶、维生素等多种生物活性物质，具有较高的营养价值和活性作用[9-10]。由于海洋红酵母自身营养及代谢产物上的特殊性，使其应用范围广泛，市场前景广阔，被广泛应用于医药、食品、化工、农业和环保等领域。近年来，关于海洋红酵母的研究主要集中在菌种的选育、代谢产物的测定、发酵工艺优化和促进类胡萝卜素合成等方面。关于海洋红酵母的快速鉴定、代谢过程的调控、高产菌株的快速筛选、代谢产物的提取及测定、作为畜禽用饲料添加剂的开发利用等方面研究仍存在诸多问题。笔者综述了海洋红酵母现阶段研究的热点及今后研究的重点，旨在为海洋红酵母的开发提供理论依据。

1 海洋红酵母的种类与特性

海洋红酵母是指存在于海洋环境及海洋生物中的单细胞真核微生物，是海洋酵母中的优势菌群，属于半知菌亚门、芽孢纲、隐球酵母目、红酵母属真菌。红酵母属包括胶红酵母（Rhodotorula mucilaginosa）、粘红酵母（Rhodotorula glutinis）、瘦果红酵母（Rhodotorula acheniorum）、南美杉红酵母（Rhodotorula araucariae）、橙黄红酵母（Rhodotorula aurantiaca）、茂物红酵母（Rhodotorula bogoriensis）、流散红酵母（Rhodotorula diffluens）、粪球红酵母（Rhodotorula fujisanense）、红酵母（Rhodotorula glutinis）、禾本红酵母（Rhodotorula graminis）、牧草红酵母（Rhodotorula ingeniosa）、爪哇红酵母（Rhodotorula javaica）、乳糖红酵母（Rhodotorula laginosa）、海滨红酵母（Rhodotorula marina）、小红酵母（Rhodotorula minuta）、泥炭苔红酵母（Rhodotorula muscorum）、浅红红酵母（Rhodotorula pallida）、皮拉特红酵母（Rhodotorula pilatii）、果蝇红酵母（Rhodotorula pilimanae）。红冬孢酵母作为红酵母的有性世代，其代谢产物及应用方面被研究人员归为海洋红酵母进行研究报道。海洋红酵母细胞呈圆形、卵圆形或香肠形，菌落呈红色、粉红色、橙色或黄色，多边芽殖，一般不形成假菌丝和真菌丝，不产生子囊孢子和掷孢子，严格好氧呼吸，无发酵能力，脲酶反应呈阳性，DBB反应呈阳性[11]。由于海洋环境十分独特，高压、低营养、低温（特别是深海）、无光照以及局部高温、高盐等特殊的生态环境使海洋红酵母的生长条件、细胞内活性物质及其代谢产物必然不同于陆地环境中生存的红酵母。海洋红酵母的适宜生长盐浓度为20%～30%，适宜生长温度为25～28 ℃，适宜生长pH为4～5；海洋红酵母细胞富含不饱和脂肪酸、必需氨基酸等营养物质及其维生素、消化酶、类胡萝卜素、虾青素等活性代谢产物。

2 海洋红酵母的自身营养组成

海洋红酵母细胞含丰富的蛋白质、不饱和脂肪酸、必需氨基酸、碳水化合物等。Aujero EJ等[9]对1株海洋红酵母进行化学分析，发现该酵母脂肪含量低，但不饱和脂肪酸含量高，中等水平的蛋白质含量，高水平的碳水化合物，含必需氨基酸。杨世平等[12]对海洋红酵母（沼泽生红冬孢酵母）的基础营养成分、脂肪酸和氨基酸进行了研究，发现其营养组成合理，并且蛋白质和总糖含量高，必需氨基酸含量丰富，表明该菌株具有作为水产饵料生物的营养价值。但是，其缺乏多不饱和脂肪酸EPA（二十碳五稀酸）和DHA（二十二碳六稀酸），尤其是作为幼体饵料使用时，需添加富含2种多不饱和脂肪酸的藻类作为补充。韩梅等[13]研究了海洋红酵母中的类胡萝卜素、氨基酸以及脂肪酸的组成，发现海洋红酵母中含有20种氨基酸，不饱和脂肪酸占总脂肪酸的76%，并对海洋红酵母中类胡罗卜素、蛋白质和脂肪酸进行了分析，为其在饲料行业的应用奠定了基础。以上报道充分证明了海洋红酵母细胞可作为营养丰富的添加剂，应用于饲料行业。

3 海洋红酵母的多样性分析

国内许多学者对我国黄海、渤海、长江流域及南海海域中红酵母的多样性进行分析，发现不同海域中红酵母的种类存在一定差异。周与良等[14]从我国黄海、渤海沿岸采集多种样品，共分离出4种海洋红酵母，其中牧草红酵母（Rhodotorula ingeniosa）9株、小红酵母（Rhodotorula minuta）19株、粘红酵母（Rhodotorula glutinis）39株、深红酵母（Rhodotorula rubra）153株，此结果从红酵母的出现频率和红酵母的种类与魏艳敏等[15]对长江流域海洋红酵母的调查结果是一致的。我国长江流域中主要存在粘红酵母（Rhodotorula glutinis）、深红酵母（Rhodotorula rubra）、小红酵母（Rhodotorula minuta）等3种红酵母，并且深红酵母（Rhodotorula rubra）为长江流域的优势种。笔者对我国南海海域海洋红酵母种类的调查研究，从我国南海近海域采集样品，分离出4株海洋红酵母，2株鉴定为胶红酵母（Rhodotorula mucilaginosa）、1株粘红酵母（Rhodotorula glutinis）、1株红酵母（Rhodotorula.sp），由于分离菌株数量较少，故尚不能说明该海域红酵母的多样性[10]。因此，2013年8月至2014年7月笔者继续从南海海域采集317份样品，经表型观察和26SrDNA D1/D2区域序列分析，鉴定出71株海洋红酵母，发现51株胶红酵母（Rhodotorula mucilaginosa）、10株粘红酵母（Rhodotorula glutinis）和1株（Rhodotorula laryngis），其为1株新种红酵母，中文菌种鉴定手册还未对其进行描述，2株红酵母（Rhodotorula sp.），1株斯鲁菲亚红酵母（Rhodotorula slooffiae），6株疑似红酵母新种，发现胶红酵母为南海近海域的优势种。该结果与我国学者从黄海、渤海沿岸及长江流域的调查结果有较大差异，这可能是由于地理环境和气候的差异所致。因此，关于我国南海海域海洋红酵母种类的调查具有重大意义。