不同氮源对布朗葡萄藻生长、总脂和总烃含量的影响

以能源微藻布朗葡萄藻Botryococcus braunii 764和Botryococcus braunii 765为实验材料,采用实验室一次性培养的方法,研究了不同氮源及浓度对其生长、总脂和总烃含量的影响.结果表明,B. braunii 764和B. braunii 765的最适氮源均为硝态氮,且均能够利用硝态氮、亚硝态氮、铵态氮和尿素进行生长,但是不同氮源及其浓度对这两株藻的生长、总脂和总烃含量的影响不同.B. braunii 764生长速度较B. braunii 765缓慢,但是B. braunii 764的总脂和总烃含量均高于B. braunii 765,最高分别达27.61%和34.21%.以硝态氮为氮源时,B. braunii 764的细胞OD值、生物量、总脂和总烃含量分别为1.38、1.81 g/L、27.61%和34.21%,均显著高于其它试验组,而以尿素为氮源时,B. braunii 765的最大OD值为1.87,以硝态氮为氮源时,其生物量(2.15 g/L)和总烃含量(27.89%)最高,而铵态氮对二者生长的促进作用以及总脂和总烃含量的影响不明显.综合考虑,硝态氮是两株葡萄藻较为理想的氮源,而B. braunii 764可以作为一种较有潜力的能源微藻进行开发利用.     

布朗葡萄藻在不同培养基中的生长效应

研究了布朗葡萄藻(Botryococcus braunii)764株和765株在3种培养基Chu10、Chu13×2和SE中的生长效应.结果表明:(1)B.braunii764在Chu10中的细胞密度、生物量、总脂含量和总烃含量均高于Chu13×2和SE;B.braunii765在Chu10中的细胞密度、生物量和总脂含量高于Chu13×2和SE,而总烃含量在Chu13×2中较高.(2)B.braunii764的总脂和总烃含量分别为19.4%、23.4%,显著高于B.braunii765.     

布朗葡萄藻的培养基选择及其产物代谢规律

通过对布朗葡萄藻分别在Chu13、Chu13×2和BG-11培养基中培养结果的比较,发现在气升式光照生物反应器中Chu13培养基最有利于布朗葡萄藻的生长和烃的合成,培养15d后,其生物量和粗烃质量分数分别为1.82g/L和58.7%;棕榈酸、油酸和亚麻酸是布朗葡萄藻的主要脂肪酸组成,Chu13培养获得的藻体不饱和脂肪酸比例最高。Chu13培养基中布朗葡萄藻代谢规律的研究表明:粗烃含量随着生物量的增加而逐渐增大,15d后粗烃产量达到最大值1.07g/L,不同生长周期烃的组成保持一致,布朗葡萄藻的烃主要由C33H56和C34H58组成;在布朗葡萄藻生长周期中,不饱和脂肪酸的比例显著上升,培养15d达到64%以上。     

6 种无机絮凝剂对布朗葡萄藻的絮凝效应

探讨了6种无机絮凝剂对布朗葡萄藻的絮凝效应。采用光密度法测定布朗葡萄藻的生物量,分别研究了硫酸铝、硫酸铝铵、硫酸铝钾、硫酸镁、硫酸铁、氯化铁对布朗葡萄藻的絮凝效应。结果表明,光密度法可应用于布朗葡萄藻生物量的测定,可间接测定絮凝效应,且最佳测定波长为680nm;6种无机絮凝刺的絮凝时间为60min,同时6种无机试剂对布朗葡萄藻均有明显的絮凝效应,硫酸铝、硫酸铝钾、氯化铁对布朗葡萄藻的絮凝效应较硫酸铝铵、硫酸镁、硫酸铁明显（P〈0．05）。硫酸铝浓度控制在1．1g／L,硫酸铝钾浓度控制在0．45g／L以内,氯化铁浓度控制在0．9g／L。     

粗甘油优化污泥脱水液培养小球藻过程的研究

污泥脱水液为污泥压缩过程产生的污水,因其含有N、P等营养物,可用于微藻的培养。但污泥脱水液碳氮比低,可利用碳源有限,影响微藻生长。本研究考察外加不同浓度(1 g/L,2 g/L,4 g/L,6 g/L)生物柴油副产物-粗甘油对污泥脱水液培养小球藻过程的影响。结果表明:1 g/L、2 g/L粗甘油浓度能促进小球藻生长,藻生物量为1.29 g/L、1.45 g/L;2 g/L粗甘油浓度下氨氮、总氮去除率达99.32%和97.52%。粗甘油被分解后易使培养体系pH降至7以下,使总磷去除率比对照组略低。外加1 g/L、2 g/L粗甘油组的COD去除量分别为553.00 mg/L和405.00 mg/L。藻细胞元素和傅里叶红外光谱分析表明补加粗甘油后藻细胞中C元素和H元素相对含量均明显增加,C元素含量约为对照组的1.5倍;2 g/L粗甘油组的蛋白质与脂类物质含量均高于对照组。MPBR半连续培养小球藻过程中,HRT为5 d时藻生物量维持在1.99~2.21 g/L,大约为批次生物量的1.50倍;氨氮、总氮、总磷、COD的去除率分别在96.26%~99.20%、92.44%~94.04%、53.63%~58.58%、59.44%~65.57%。     

有机碳源对三角褐指藻生长、胞内物质和脂肪酸组分的影响

研究了3种有机碳对三角褐指藻生长、胞内物质和脂肪酸组分的影响。结果表明, 三角褐指藻具有利用有机碳进行兼养生长的能力, 生长速率加快, 倍增时间缩短, 生物量显著提高, 100 mmol/L甘油兼养的生物量最高(713 mg/L), 是自养(460 mg/L)的1.60倍, 乙酸钠和葡萄糖兼养的生物量分别是自养的1.28倍和1.21倍。兼养下蛋白质含量较自养明显下降, 碳水化合物和总脂含量高于自养, 乙酸钠和甘油兼养的总脂含量分别是自养的1.43倍和1.20倍, 葡萄糖兼养的总脂含量与自养无明显差异。3种有机碳兼养的饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸占总脂肪酸的比例增大, 多不饱和脂肪酸比例降低, EPA(eicosapentaenoic acid)比例降低, 乙酸钠兼养的胞内EPA含量(6.23%)和产量(36.59 mg/L)均高于自养, 分别是自养的1.10倍和1.40倍, 甘油和葡萄糖兼养的EPA含量和产量均低于自养。     

共培养对布朗葡萄藻764、765株生长的影响

以布朗葡萄藻(Botryococcus braunii )764 株(B764 )和765 株(B765 )为实验材料,研究了株间共培养(接种比例为纯B764 、1 :9 、3 :7 、5 :5 、7 :3 、9 :1 、纯B765 )对藻细胞生物量、总烃含量、总脂肪酸含量的影响,以及添加另一株的藻滤液对其生长的影响.结果表明:两株布朗葡萄藻的混合培养能够增加藻细胞群体的生物量,且布朗葡萄藻764 株占主体,同时存在一定量765 的混合培养群体生物量明显高于纯培养的布朗葡萄藻(P＜0.05);布朗葡萄藻株间共培养可以发生互利促进效应, 低浓度的布朗葡萄藻765 藻滤液对布朗葡萄藻764 的生长具有显著促进作用(P＜0.05).布朗葡萄藻能够向胞外培养液中释放化感物质,藻滤液中的低浓度的化感物质可以对受体微藻产生一定促进作用.     

不同培养模式下魏氏真眼点藻生长和产油特性的研究

为了解魏氏真眼点藻(Eustigmatos vischeri Hibberd)的生物学特性,探究"批量法"、"两步法"、"补料法"和"添加碳酸氢盐"4种不同培养模式对魏氏真眼点藻生长和油脂积累的影响,本文分别采用不同初始浓度的硝酸钠供应、更换培养基、分次少量补加硝酸钠及添加低浓度Na HCO3或NH4HCO3等方法培养魏氏真眼点藻。结果显示,"批量"培养下,硝酸钠浓度为3.0 mmol/L时藻细胞生物量达到8.41 g/L,油脂最高可达到65.16%,油脂产率为0.30 g·L-1·d-1。"两步法"和"补料法"培养对藻细胞油脂积累没有显著影响,而通过"添加碳酸氢盐"培养对该藻细胞生长和油脂积累的效果最显著,其中Na NO3+NH4HCO3组生物量达到11.56 g/L,油脂最高达60.92%,与相同氮浓度"批量"培养相比,生物质浓度提高了1.0 g/L,总脂含量提高了10%,大大提高了该藻的总脂产率(达到0.39 g·L-1·d-1)。因此,魏氏真眼点藻是一株高产油藻株,当添加低浓度碳酸氢铵时最有利于促进该藻生物质浓度和总脂含量的提高,这是一种最佳的培养模式,具有潜在的开发和利用价值。     

利用平板反应器大量培养高产油绿藻——尖状栅藻的生长和油脂积累规律

以新近分离的淡水绿藻--尖状栅藻(Scenedesmus acuminatus)为研究对象,将改良的BG-11培养基中的初始NaNO₃浓度降低为6.0mmol/L和3.6mmol/L,利用新设计的内置拉筋平板式光生物反应器对尖状栅藻(S. acuminatus)进行大量培养。测定不同时相的生物量、总脂含量、脂组分含量及脂肪酸组成和含量,分析尖状栅藻(S. acuminatus)大量培养时的生长和油脂积累规律。当初始NaNO₃浓度为6mmol/L时其最高生物量(6.27g/L)明显高于初始NaNO₃浓度为3.6mmol/L时的生物量(5.30g/L);而最高的总脂含量在初始NaNO₃浓度为3.6mmol/L时获得为干重的56.6%,高于初始NaNO₃浓度为6mmol/L时的总脂含量(51.6%)。总脂经硅胶柱层析分级后得到三种类型的脂组分:中性脂、糖脂和磷脂,随着培养时间的延长中性脂含量逐渐增加,培养至18d后,中性脂的含量分别达到总脂的 90.9%(6 mmol/L NaNO₃)和 92.0%(3.6 mmol/L NaNO₃)及干重的 47.5%(6.0 mmol/L NaNO₃)和 51.4%(3.6 mmol/L NaNO₃)。主要脂肪酸组成为棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚麻油酸和亚麻酸,这六种脂肪酸在不同时相的含量变化范围分别为89.92%~96.18%(占总脂肪酸)和12.5%~50.7%(占细胞干重)。总脂、中性脂及总脂肪酸单位体积产率分别为:0.18 g/L/d,0.16 g/L/d和0.15 g/L/d(6.0 mmol/L NaNO₃)及0.16 g/L/d,0.15 g/L/d和0.15 g/L/d(3.6 mmol/L NaNO₃)。研究结果表明,尖状栅藻(S. acuminatus)是一株易于规模化培养、脂肪酸组成适合于生物柴油生产的高产油微藻。     

基于尼罗红染色分析金藻总脂动态积累

通过尼罗红荧光染色对一株富油微藻金藻Isochrysis sp. CCMM5001建立和完善了一种方便快捷且能准确定量金藻油脂含量的方法,利用该方法探索了不同培养条件对金藻生长和总脂积累的影响。结果表明:经尼罗红染色后,金藻的单细胞荧光强度与其总脂含量呈良好的线性关系;金藻最适生长的氮浓度、光照强度和温度分别为1323 mol/L、148.0 mol/（m2s）、25℃;最适总脂积累的氮浓度、光照强度和温度分别为441 mol/L、92.5 mol/（m2s）、15℃;优化培养条件并采用两阶段培养法后总脂含量和油脂产率都有大幅提高,可分别高达63.3%和22 mg/（Ld）。       

产油微藻的分离、筛选及自养培养氮源、碳源的优化

从云南滇池的水样中分离筛选得到一株自养产油小球藻(Chlorella vulgaris,C.vulgaris),其油脂产率可达28.6mg/(L·d),进一步考察了不同氮源、氮源浓度和添加无机碳源对其自养生长和油脂积累的影响。结果表明,硝酸钠为优化氮源,氮元素的优化浓度为123mg/L,油脂含量随氮元素浓度升高而降低;添加NaHCO3显著提高了C.vulgaris生物量产率和油脂产率,其优化浓度为800mg/L。在氮源和碳源的优化浓度下,C.vulgaris的最大生物量产率和油脂产率可达332.8mg/(L·d)和100.2mg/(L·d),分别是对照组的3.6和3.4倍。     

碳源种类及碳氮比对眼点拟微绿球藻生长密度、油脂含量和脂肪酸组成的影响

研究了三种碳源Na2CO3、NaHCO3、葡萄糖对眼点拟微绿球藻生长密度和油旨含量的影响,实验结果表明相对于葡萄糖,无机碳源NaHCO3更利于眼点拟微绿球藻的生长.以NaHCO3为碳源,研究了在不同的接种密度、NaNO3浓度下,C/N对眼点拟微绿球藻生长密度和油脂含量的影响.实验结果表明,C/N对眼点拟微绿球藻生长密度的影响与接种密度和NaNO3浓度有关,在高的NaNO3浓度时,C/N对眼点拟微绿球藻生长密度的影响很小;在低的NaNO3浓度时,随着C/N比的增加,微绿球藻的生长密度先增加后下降,存在最佳的C/N比.最佳的C/N比随接种密度而变化,在接种密度为OD440=0.10时,最佳C/N比为3,当接种密度提高到OD440=0.70时,最佳C/N比增加到5.NaNO3浓度和C/N对微藻油脂含量均有较大影响,在不同的接种密度和NaNO3浓度下都表现为C/N=1时最利于微藻油脂的积累,这与卡尔文循环过程中核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶的活性有关.本实验的最佳产油培养条件为以NaHCO3为碳源,初始接种密度为OD440=0.70,C/N=1∶1,CNaNO3=0.225g/L,此时油脂产率为56.7 mg/(L·d),EPA产率为6.5 mg/(L·d).     

利用烟道气培养产烃葡萄藻的可行性研究

对烟道气培养产烃葡萄藻的可行性进行了研究,重点考察了SO2和NOx的水溶形态对葡萄藻的影响。结果表明,亚硫酸氢盐浓度低于0．8mmol／L时,对葡萄藻生长没有明显抑制作用,可以提供葡萄藻生长的硫源,但高浓度(大于2mmol／L)时抑制细胞生长;当亚硝酸盐浓度小于8mmol／L时,可以作为葡萄藻生长的唯一氮源,亚硝酸盐的去除主要是由微藻利用所致。当起始浓度为2mmol／L和4mmol／L时,亚硝酸盐的去除率分别为100％和99．7％。     

无机碳源对小球藻自养产油脂的影响

旨在研究小球藻利用无机碳自养产油脂,考察了3种无机碳源 (Na2CO3、NaHCO3和CO2) 及其初始浓度对小球藻产油特性的影响。结果表明,小球藻能利用Na2CO3、NaHCO3和CO2产油;经Na2CO3、NaHCO3和CO2培养10 d后,随着每种无机碳源浓度的增加,小球藻产量均先增加后减少。小球藻经3种无机碳源培养后,其培养液pH值上升。最适宜的Na2CO3和NaHCO3添加量均为40 mmol/L,其生物量分别达到0.52 g/L和0.67 g/L,产油量分别达到0.19 g/L和0.22 g/L。在3种无机碳源中,CO2是最佳无机碳源,当CO2浓度为6％时,小球藻生长最快,生物量达2.42 g/L,产油量最高达0.72 g/L;当CO2浓度过低时,无机碳供应不足,油脂产量低;当CO2浓度过高时,培养液pH偏低,小球藻油脂积累受到抑制。Na2CO3和NaHCO3较CO2更有利于小球藻积累不饱和脂肪酸。     

Carbon concentration and oxygen availability affect lipid and carotenoid production by carob pulp syrup‐grown Rhodosporidium toruloides NCYC 921

The simultaneous effect of oxygen availability and carbon source concentration on yeast lipid and carotenoid production has never been studied before. In this work, a Doehlert distribution design was used to study the simultaneous effect of carbon concentration and oxygen availability on Rhodosporidium toruloides NCYC 921 carotenoid and lipid production. A cheap industrial byproduct was used as carbon source (carob pulp syrup). A total sugar concentration of 106.3 g/L and a medium volume of 0.120 L induced the highest total carotenoid and total fatty acid productivities (4.60 μg/Lh and 0.029 g/Lh, respectively). Flow cytometry was used to assess yeast stress response under different cultivation conditions. The highest proportion of cells with permeabilised membrane (>20%) was induced when the cultivations were carried out at the highest sugar concentration studied (130.0 g/L) or when the culture reached the minimum final medium pH (4.60). The results showed that the total sugar concentration had a positive influence on the yeast biomass and carotenoid content, while the oxygen availability had little influence on the biomass concentration, but had a slight positive influence on the carotenoid content. Regarding the fatty acids, the two factors had a negative impact on the synthesis of these compounds.     

碳源、氮源对异养单针藻Monoraphidium sp. FXY-10油脂积累和脂肪酸组成的影响

研究了碳源与氮源对单针藻Monoraphidium sp. FXY-10异养培养的影响。以BG-11为基础培养基,通过添加不同类型、浓度梯度碳源和氮源,比较分析微藻生物量、油脂积累以及脂肪酸组成。结果表明,以葡萄糖作碳源,硝酸钠为氮源,微藻细胞积累的油脂是理想的生物柴油制备原料。硝酸钠浓度分别为1.00、3.00和5.00 g/L时,对油脂产量影响不显著(P>0.05)。葡萄糖浓度为10.00 g/L,硝酸钠为氮源油脂产量达到实验最高值0.84 g/L,其油脂脂肪酸组成主要由C16:0和C18:1等短链饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸组成,不饱和度值(DU)为61.98,相对偏低。     

几种营养物质对烟草细胞生长和CoQ10含量的影响

研究了蔗糖、KH₂PO₄、NH₄NO₃比对烟草细胞生长和CoQ₁₀量的影响,结果表明,当蔗糖浓度为30g/L时,CoQ₁₀总量最高,此时细胞产量、CoQ₁₀含量和总量分别为19.8g/L、414.7μg/g(dwt)、8212μg/L。在上述蔗糖浓度下,当KH₂PO₄起始浓度为340mg/L、NH₄NO₃为12时,细胞产量、CoQ₁₀含量和总量分别最高,高于此比例时有利于CoQ₁₀形成 ,但不利于细胞生长。     

城市生活废水用于产油微藻培养

将废水与产油微藻培养结合起来,可以实现废水的无害化处理,还可为微藻的培养提供营养组分和大量水源。利用高产油栅藻,以城市生活废水为水源,在气泡柱式光反应器中,考察了添加不同营养组分对栅藻细胞的生长、生物质产量、总脂含量以及氮磷的去除情况的影响。结果表明：生活废水非常适合于产油微藻的培养,利用生活废水进行微藻培养中,仅需补充添加无机氮、无机磷、柠檬酸铁铵以及微量元素。但这些营养组分的加入量对藻细胞的生长、生物量和油脂积累有重要影响。在优化的废水培养基中微藻细胞浓度可达8.0 g/L左右,远高于标准BG11培养基5.0 g/L的水平。微藻细胞对于无机氮与磷有着高的吸收能力,在废水中加入185.25 mg/L以下无机氮,16.1 mg/L以下无机磷的条件下培养3~4 d后,培养液水体中未检测到有氮磷残留。由此表明利用城市生活废水培养含油微藻可以在获得微藻油脂产品的同时实现水体的无害化处理。