产油微藻筛选和鉴定及其产油性能的研究

为了筛选具有产油能力的微藻,从自然界水体中分离出14株微藻,根据形态特点对它们进行了初步鉴定。对其中12株微藻在自养和异养条件下的生长特性和产油性能进行了比较。通过微藻的生长曲线,生物量和油脂含量等指标,从中筛选出高产藻株并对该藻株进行了分子生物学鉴定。结果表明:藻株Y06在12种微藻中的油脂产量和产率最高,经18S rDNA鉴定确定为栅藻(Scenedesmus abundans)。藻株Y06在自养条件下的油脂产率为9.40 mg/(L.d),在异养条件下的油脂产率为201.29 mg/(L.d)。     

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。     

用混合氮源在室外培养产油链带藻的可行性研究

为探索两株链带藻（Desmodesmus sp.T28-1和Desmodesmus sp.NMX451）在室外培养的最优氮源,首先在室内就不同氮源（尿素、硝酸钠、碳酸铵以及尿素和硝酸钠混合氮源）下微藻的生长和油脂积累做了研究,筛选出最优的混合氮源在室外进行了培养的可行性研究。室内研究结果表明两株链带藻在尿素下培养油脂含量最低,在铵氮下培养生物量最低。且NMX451在混合态氮下的油脂产率显著性的高于其他氮源下的油脂产率。对两株链带藻在混合氮源下的脂肪酸组分做进一步分析,结果表明油脂组分适合生物柴油生产要求,估算的生物柴油品质达到国际和国内生产标准。将两株链带藻置于室外140 L柱式反应器中用混合氮源进一步扩大培养,结果表明NMX451比T28-1的油脂含量和油脂产率高,生产成本更低,且脂肪酸组分更适宜生物柴油生产。研究表明用混合氮源在室外培养微藻是非常可行的培养方法,也说明NMX451比T28-1在生物柴油生产方面具有更好的潜力。     

培养条件对产油微生物生长的影响

为了筛选出高产油菌株, 首先采用细胞形态学方法与细胞化学方法(苏丹III染色法)对4株高产油脂菌株进行初筛, 并通过索氏提取法对初筛菌株油脂含量进行分析, 确定M2菌株为实验菌株, 其油脂含量达53.09%。为了增加产油微生物油脂产量, 本试验考察了不同发酵条件对其细胞生长和油脂积累的影响。优化工艺参数为: 10° Bx玉米皮渣水解液为培养基质, 0.2% NaNO3为氮源, pH 6.0、28oC下发酵培养6 d, 微生物油脂含量75.21%, 菌体生物量30.40 g/L, 油脂产量22.86 g/L。气相色谱分析表明该油脂的脂肪酸组成与植物油相似, 主要含有16碳和18碳系脂肪酸, 可作为生物柴油的原料, 不饱和脂肪酸含量达68%, 可应用于医药化工领域。     

产油微藻的选育及其培养条件优化

为了利用微藻处理废水生产生物质燃料，实现治理环境污染和缓解化石能源短缺的耦合，需要筛选能够适应石家庄本地气候，生产状况良好且油脂产率较高的微藻藻株。从石家庄市自然河流中采样，经过BG11培养基分离纯化后筛选出10株微藻，利用SPASS 19.0软件对培养中的相关数据进行方差分析及LSD多重比较发现，自养条件下藻种DK-3生物量、总脂含量较其他藻株高,分别为：1.86 g·L-1、(10.23 ± 2.63) mg·L-1·d-1，经18S rDNA 鉴定为栅藻（Scenedesmus meyen），构建其系统发育树。利用Box-Behnken Design (BBD)设计耦合响应曲面法（RSM）探索藻种DK-3最佳异养培养条件，最终藻种DK-3最佳培养条件为葡萄糖20 g·L-1、K2HPO4·3H2O 90 mg·L-1、MgSO4·7H2O 200 mg·L-1（其他成分参考BG11培养基），经验证在此培养条件下，经240 h培养后生物量为5.47 g·L-1，油脂产量为1.28 g·L-1，比对照组生物量3.37 g·L-1提高了62.31%，因此，藻种DK-3具有较高的研究潜能。     

不同光质对小球藻光自养培养积累油脂的影响

研究了5种光质对小球藻(Chlorella vulgaris)M209256生长和产油的影响。结果表明:蓝光为小球藻的最适生长和产油光质;与其他光质相比,蓝光培养的小球藻生物量和油脂含量均较高,为2.40×107个/mL和28%;红光培养的小球藻生长最慢且油脂含量最低,为1.32×107个/mL和15.13%,表现出明显的"红降"现象。在GCMS分析的基础上,对油脂甲酯化后的十六烷值进行评估,结果发现:蓝光的十六烷值最高;5种光质培养的小球藻所产油脂,甲酯十六烷值均在47以上。因此,小球藻油脂所制备的生物柴油具有较好的燃烧性能。     

富油能源微藻的筛选及产油性能评价

为了筛选具有产油潜力的能源微藻,以实验室保藏的20株淡水和海洋微藻(绿藻门18株,真眼点藻纲1株,硅藻纲1株)为研究对象,利用光径为3 cm柱状光生物反应器通气分批培养,通过测定微藻培养物的生物量和总脂含量等指标,从中筛选生长速度快、生物量和总脂含量高的微藻。结果表明:20株微藻的生物量和总脂含量分别在1.81~7.88g/L和16.0%~55.9% dw(% Dry weight)之间,筛选得到具有产油潜力的微藻9株,分别是栅藻(Scenedesmus sp.)(6.34g/L,55.9% dw)、麻织绿球藻(Chlorococcum tatrense)(5.93g/L,46.9% dw)、眼点拟微绿球藻(Nannochloropsis oculata)(7.88g/L,35.0% dw)、油面绿球藻(Chlorococcum oleofaciens)(5.58g/L,45.9% dw)、多形拟绿球藻(Pseudochlorococcum polymorphum)(6.10g/L,40.0% dw)、八月衣藻(Chlamydomonas augustae)(5.78g/L,40.5% dw)、椭圆小球藻(Chlorella ellipsoidea)(5.56g/L,40.7%dw)、椭圆绿球藻(Chlorococcum ellipsoideum)(5.41g/L,38.0% dw)、雪绿球藻(Chlorococcum nivale)(5.55g/L,36.3% dw),其中最具产业化潜力的微藻为栅藻(Scenedesmus sp.),其总脂收获量和单位体积总脂产率分别为3.5 g/L和218.7mg/L·d。     

小球藻用于生物柴油生产的研究进展

目的:对小球藻(Chlorella)生产生物柴油的研究做一综述。方法:查阅近年来国内外小球藻用于生物柴油生产的相关文献,并进行综合分析。结果:微藻生物柴油是具有广泛发展前景的生物柴油,小球藻是目前研究较深入、非常有吸引力的、用于生产生物柴油的微藻藻种,是优质的生物柴油原料,具有其他生物柴油原料不可比拟的优势。随着工程技术的发展和研究的不断深入,探索适宜的小球藻规模化培养方法以期获得质与量兼得的高品质油脂成为研究目标,相信该目标在不久的将来就会实现。结论:小球藻在生物柴油生产领域具有广阔的发展前景。     

响应面法优化自养小球藻产生物柴油油脂

利用响应面法对小球藻(Chlorella vulgaris)在2L气升式生物反应器中对自养产生物柴油油脂的培养条件进行了优化。首先用Plackett-Burman方法对10个相关影响因素的效应进行评价并筛选出对产油有显著影响的3个因素:KNO3浓度、温度和CO2浓度;再用最陡爬坡实验逼近最大产油区域;最后由中心组合实验及响应面分析确定了影响产油主要因素的最佳条件为:KNO3浓度0.31g/L,温度26.5℃,CO2浓度6.80%,最高产油量达到0.42g/L,比优化前提高了近2倍。优化后,在10L气升式生物反应器中进行了扩大培养。     

产油微藻的筛选及大规模培养的研究进展

产油微藻具有生长速度快、油脂含量高和抗逆性强等特点,是极具生产潜力的生物柴油的原料.微藻生物柴油技术包括微藻藻种的筛选、大量培养和采收、油脂的提取和生物柴油的制备.该文对近些年产油微藻藻种的筛选和规模化培养的研究进展进行综述.     

响应面法优化普通小球藻混合营养培养基组成生产生物质

利用响应面法优化了混合营养培养普通小球藻生产生物质的培养基组成.首先采用Plackett-Burman设计对11个相关营养因素的效应进行了评价,并筛选出影响小球藻细胞生长的3个主要因素为KNO3、葡萄糖和NaC1;然后结合Box-Behnken设计建立了以小球藻浓度为响应值的二次回归方程模型,获得优化的培养基组成为KNO31.64g/L、葡萄糖45g/L、NaC1 1.57g/L;模型预测的最大浓度为5.28g/L,验证值为5.68g/L;验证结果表明,所建立模型预测精度较好,可用于优化小球藻的混养培养基组成.优化条件下混养小球藻细胞的蛋白质和色素含量较优化前降低,而可溶性糖和油脂含量提高,脂肪酸以棕榈酸和油酸为主;细胞组分分析结果显示,混养培养所得小球藻生物质具有作为生产微藻生物能源原料的潜力.     

小球藻生产生物柴油的研究

<正>生物柴油是一种以动植物油脂为原料制备、可替代化石柴油的绿色新能源。然而,以动植物油脂为原料的生物柴油其原料成本占总生产成本的75%左右,并且消耗大量可食用的植物油脂;以餐饮废弃油脂为原料虽然可有效降低生产成本,但原料来源有限,难以满足大规模生产的需要,且产品的质量难以保证。微藻是一类单细胞藻类,其在特定的条件下可大量积累油脂,而且藻油具有与一般植物油脂类似的脂肪酸结构,因此被认为是一种具有巨大潜力的新型生物柴油油脂原料[1]。     

Effects of Temperature and pH on Cell Growth of a Flocculating Microalga (Chlorella vulgaris) JSC-7

微藻是可广泛用于健康食品及水产养殖的饵料,同时,微藻细胞内积累的油脂可作为可再生生物燃料,因此微藻的生长和代谢受到广泛关注。温度和pH对微藻的生物量积累有很大影响,考察不同温度和pH条件下微藻细胞的生长有助于寻找最佳的条件进行微藻的培养。自絮凝小球藻JSC-7（Chlorella vulgaris JSC-7）可实现自沉降采收,有利于降低微藻生产成本,优化其生长条件对更好地利用该微藻具有重要意义。考察了温度（22∽40℃）及pH（6.0∽10.0）对其细胞生长、叶绿素含量和油脂产量的影响。在所选取的温度及pH范围内,JSC-7细胞均可生长,显示该藻种可以适应广泛的温度和pH条件。适合细胞生长的温度依次为31℃〉28℃〉35℃〉25℃,pH依次为7.0〉8.0〉6.0。pH 8.0时生物量和油脂的积累量最多,说明该藻株在弱碱条件下更适合生长和产油。当温度为31℃、pH为7.0时,可获得最高的生长量（OD690=0.941）、叶绿素含量（19 mg/L）及油脂产量（39.07%/克干重）。     

小球藻与固氮菌Mesorhizobium sp.共培养对小球藻生长和油脂积累的促进效果

微藻油脂不仅可以作为功能油脂,同时也是生产生物柴油的重要原料之一。为解决微藻生长与油脂积累之间的矛盾,利用藻菌共培养技术在缺氮条件下将无菌小球藻与细菌以不同初始比例进行共培养,通过测定藻细胞生物量、油脂含量和脂肪酸比例等来研究藻菌共培养对小球藻生长和油脂积累的影响。结果表明,在小球藻与固氮菌B2. 3 70∶1(V/V)共培养体系中,小球藻的生物量和油脂含量较同样条件下单独培养小球藻有了显著提高。其生物量最高可达1. 68g/L、总脂含量为45. 2%、总脂产率为75. 94 mg/(L·d)、中性脂含量为23. 0%及中性脂产率为38. 65mg/(L·d),其生物量和油脂含量分别较单独小球藻培养时提高了66. 3%和47. 7%。同时细菌的加入显著提高了藻细胞内C18∶1脂肪酸的比例。结论表明,通过藻菌共培养技术能够有效提高微藻生物油脂的质量和产量,具有较好的实际利用价值。     

微藻油脂合成代谢途径及调控机制的研究进展

随着经济的快速发展,各国对石油的需求仍有增无减,但是石油作为不可再生能源不利于可持续发展。相比之下,生物柴油应运而生且已发展到了第三代,而微藻作为第三代生物柴油的主角因为具有生长速度快,不占用耕地等优势,已逐渐成为具有极大发展潜力的能源原料,所以利用微藻生产生物柴油的技术近年来也成为研究的重点。本综述针对微藻容易进行基因改造的优势,综述了国内外对微藻油脂代谢通路的研究现状及进展,讨论了目前的基因改造方法对通路中关键酶产生的影响,以求找到能有效并稳定增强微藻油脂代谢途径的方法,为以后的研究提供理论指导。     

Heat Production Rate as an Indicator of the Ability of Plant Cell to Adapt to Environmental Conditions

The heat production rate in the suspension of unicellular alga (Chlorella vulgaris) was studied by the method of microcalorimetry during adaptation of the alga to stress conditions (NaCl and 45°C). The heat production rate slightly increased after the addition of 75 mM NaCl to cell suspension. A two-phase response was observed at 150 and 450 mM NaCl and at elevated temperature. The heat production rate was high during the first 3–4 h; then, it decreased and leveled off. This characteristic dramatically decreased at a high salt concentration (500 mM). Cell was unable to adapt to a high NaCl concentration (550 mM), which led to energy dissipation manifested in a high heat production rate. We conclude that the heat production rate, an integral indicator of plant cell activity can be used to assess plant cell adaptation to the impact of stress factors.     

利用叶绿素荧光快速筛选紫外诱变高含油小球藻

本实验利用尼罗红荧光与叶绿素荧光比值表征小球藻的油脂含量,快速筛选出一株紫外诱变高产油藻株。经过叶绿素荧光分析表明,诱变株M2的生长及光合作用没有显著变化。检测诱变株M2总油脂含量32.1%,比野生藻株的23.1%提高了9个百分点。