产油微藻自养培养条件调控

作为新兴生物燃料的生物柴油近年来发展迅速,以微藻为代表的第二代生物能源是解决能源危机的长远之计,但如何提高其产量仍是研究的热点问题。以提高产油自养微藻生物量和油脂含量为目的,在气升式光反应器中运用均匀设计实验方法进行了条件优化试验。分别得出了氮原子浓度、通气速率、二氧化碳体积浓度和光照强度4个因素对小球藻C2生物量积累和油脂含量影响的显著回归方程和反应器优化培养条件。以生物量为指标的优化培养条件是:氮原子浓度0.178 g/L,通气速率5 L/min,二氧化碳体积浓度3%(V/V),光照强度6000 lx。该优化条件下,生物量为2.11 g/L,即生产速率为0.352 g/(L.d),比测试实验中检测到的最高生物量[1.88 g/L,即生产速率为0.313 g/(L.d)]提高了12.2%;以油脂含量为指标的优化培养条件是:进气速率0.400 L/min,二氧化碳体积浓度1.94%(V/V),得到油脂含量为22.4%,比测试实验中检测到的最高油脂量(20.7%)提高7.7%。     

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)。     

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。     

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。     

山西地区高脂微藻的分离筛选

分别从山西省汾河流域、运城盐湖等水体采集水样,使用微挑法、平板涂布法对其中的微藻进行了分离纯化,并对分离得到的29株微藻和购买的3株微藻,进行了高脂藻株的筛选。结果表明：采用干重法对32株微藻的生长量进行测定,其干重介于48.9～422.2 mg/L之间;采用氯仿甲醇法对32株微藻的总脂含量进行测定,其总脂含量介于5.4%DW～30.1%DW之间;采用尼罗红荧光染色法对32株微藻的中性脂相对含量进行测定,其单位体积的荧光值介于4.1～181.5之间。综合评价藻株的总脂产率,最终筛选到山西省NY017盐生杜氏藻（Dunaliella salina）、NY023线形菱形藻（Nitzschia linearis）以及NY025谷皮菱形藻（Nitzschia palea）为高脂藻株,油脂产率分别为3.25、3.03、2.11 mg.L-1.d-1,具有生产生物柴油的潜力。     

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。     

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.     

罗伊乳杆菌增殖培养基中碳源氮源的优化

目的提高罗伊乳杆菌的发酵活菌数,以提高发酵产率,降低生产成本。方法采用光电比浊法与活菌计数法,通过单因素试验和正交设计方法对罗伊乳杆菌的增殖培养基的碳源和氮源进行优化,并且绘制优化前后的生长曲线。结果罗伊乳杆菌增殖培养基中最佳的碳源、氮源种类与浓度为葡萄糖2.1%、蔗糖3.0%、牛肉膏1.5%、酵母粉1.4%,最佳的培养时间为10h。结论通过优化罗伊乳杆菌的增殖培养基,提高了发酵产率,降低了生产成本。     

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。     

热带淡水产油微藻的分离筛选与鉴定

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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。     

氮限制对普通小球藻积累油脂过程中生化组成与光合生理的影响

以产油普通小球藻(Chlorella vulgaris Beijierineck)为材料,通过设置不同的初始硝酸钠浓度,研究不同程度的氮素限制对普通小球藻生长、生化组成及光合生理的影响。结果显示,在实验设置的4个氮素浓度下(18.0、9.0、4.5、3.6 mmol/L),普通小球藻生物量无显著差异,但较低的初始氮浓度明显促进了其油脂积累,其中4.5 mmol/L组藻细胞的总脂含量和总脂产率最高,分别达到干重的48.32%及0.0931 g·L-1·d-1,显著高于18.0 mmol/L的正常氮组(P0.05)。4个氮浓度组藻细胞内碳水化合物及可溶性蛋白的含量均有下降,油脂积累量逐渐升高,2个低氮组(4.5 mmol/L和3.6 mmol/L)在培养初期藻细胞内可溶性蛋白大量降解,油脂及碳水化合物有所积累,但碳水化合物随后逐渐转化为油脂。PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)、实际光能转化效率(Yield)以及相对电子传递效率(ETR)在培养过程中均呈下降趋势,77 K低温荧光结果显示,培养初期,2个光系统之间存在光能调配和状态转化。代表固碳能力的Rubisco活性表现为在较高氮浓度组先上升后下降,而在2个低氮组呈下降趋势;4个氮浓度组Rubisco的活化程度均呈先下降后上升的趋势。该研究表明适宜氮素限制促进普通小球藻油脂积累的过程中碳素分配和光合生理存在协同调控。     

碳源和氮源对彩绒革盖菌液体发酵合成漆酶的影响

研究了碳源、氮源对彩绒革盖菌液体发酵合成漆酶的影响。结果表明,在所选的几种碳、氮源中,麸皮为试验菌株合成漆酶的较好碳源;酵母浸膏、酒石酸铵、蛋白胨均是比较理想的氮源。不同的碳氮比对彩绒革盖菌漆酶的产量有着显著的影响,高碳高氮是其生产漆酶的最佳条件。在适宜的培养条件下该菌株能合成高活力的漆酶,其酶活力可达298 U/mL以上,产酶周期为6~7 d。     

氮肥对2个杨树品种碳氮代谢的影响

研究以‘丹红’杨(美洲黑杨)和‘通辽1号’杨(小叶杨)为材料,在田间进行施氮肥和不施氮肥处理,分析2个杨树品种的生长性状、碳氮相关代谢物和发育木质部转录组的变化特征,探讨不同杨树品种氮肥利用的生理机制,为杨树的氮高效利用遗传育种奠定基础。结果表明:(1)‘丹红’杨和‘通辽1号’杨的总生物量在施氮处理后分别比不施氮处理提高了1.69倍和1.10倍;‘丹红’杨的总生物量在施氮肥和不施氮肥条件下分别是‘通辽1号’杨的13倍和10倍。(2)施氮处理显著抑制‘丹红’杨和‘通辽1号’杨树皮和木质部中总氮和多种水解氨基酸的含量,但是没有明显影响木质部的总碳、纤维素、半纤维素和木质素含量。(3)施氮处理显著影响了2个杨树品种发育木质部碳固定、糖代谢、氨基酸合成等碳氮代谢途径的基因的高表达,从而促进了植株生物量的积累。研究发现,施氮处理可以显著促进杨树发育木质部碳氮代谢途径相关基因的高表达,从而促进了杨树生物量的积累和生长;‘丹红’杨的木材产量在不同的氮素环境下都远远高于‘通辽1号’杨,更加适合人工林的大面积推广和种植。     

假丝酵母Candida rugosa产脂肪酶条件的优化

对假丝酵母Candidarugosa产脂肪酶的条件进行了优化.比较实验证明,碳源是影响酶产量的主要因素.其中,糖类使细胞生长良好,但酶产量较低,而脂类是较为适合的碳源.本实验首次发现长链的不饱和脂肪酸酯,三油酸甘油酯是最好的碳源.氮源的影响较小.而添加物的使用是有效提高脂肪酶产量的另一种方法.PVA可促进碳源的乳化,从而提高脂肪酶产量.吐温虽没有促进细胞生长,但却大幅度提高了酶的产量.将以上优化的结果应用于发酵罐中,分批流加操作时,脂肪酶产量高达每毫升128.2单位,为目前报道的最高值.     

几种不同碳、氮源对隐甲藻生长及二十二碳六烯酸产量的影响

目的：找出有利于隐甲藻生长和二十二碳六烯酸（DHA）积累的碳、氮源。方法：利用不同碳、氮源培养隐甲藻,收集藻体后提取脂肪酸并甲酯化,然后利用毛细管气相色谱法进行分析。结果：最适的单一碳、氮源分别为葡萄糖、酵母粉,在此培养条件下隐甲藻培养72h后的生物量（干重）和DHA产量分别为3．90和0．642g／L。结论：葡萄糖、酵母粉分别作为碳、氮源时更有利于隐甲藻的生长和DHA的积累。