植物激素IBA与6-BA对摇瓶分批流加异养培养小球藻的生长及化学组成的影响

研究了植物激素IBA与6-BA对摇瓶分批流加异养培养小球藻的生长及化学组成的影响。结果表明,IBA与6-BA处理摇瓶分批流加异养培养的小球藻,促进了小球藻的生长,提高了小球藻的生物量(15．0％)与对糖转化率(14．8％),同时也提高了小球藻的蛋白质含量(16．3％)。氨基酸分析结果表明,IBA与6-BA能提高摇瓶分批流加异养培养的小球藻的α-氨基酸含量(含量达31．2％,而对照的仅26．0％),增加必需氨基酸的含量及比例,尤其两种重要α-氨基酸Arg和Lys的含量分别提高达22．9％和30．1％,强化了异养小球藻的营养价值。IBA与6-BA能提高摇瓶分批流加异养培养的小球藻叶绿素及类胡萝卜素含量。培养工艺研究与化学组成分析将为植物激素应用于小球藻的异养培养奠定基础。     

不同氮源对异养小球藻生物量和油脂积累的影响

小球藻因其快速生长和易培养等特性可用于制备生物能源。与传统的光自养相比,异养小球藻可获得更多的生物量和更高的油脂含量。低成本的马铃薯淀粉水解液可作为小球藻的理想碳源,在氮饥饿条件下可诱导产生更多的油脂。为了探讨不同氮源对异养小球藻生物量和油脂积累的影响,并筛选出异养条件下的最适氮源,实验研究了不同浓度无机氮源NaNO3以及有机氮源丙氨酸和酪氨酸对异养小球藻生物量和油脂积累的影响。以马铃薯淀粉水解液为唯一碳源,在SE培养基中分别添加不同氮源培养小球藻。设定的NaNO3和丙氨酸浓度均为1.5 mmol/L、3.0 mmol/L、6.0 mmol/L,酪氨酸浓度为0.75 mmol/L、1.5 mmol/L和3.0mmol/L。所有小球藻培养实验均为暗培养并持续10 d时间。实验过程测定的指标为:小球藻的细胞数目、比生长速率、叶绿素含量、中性脂含量和总脂含量。实验结果表明:(1)在异养条件下以硝酸盐为无机氮源时,氮源促进叶绿素积累从而促进小球藻的生长,减少硝态氮可以使小球藻快速进入稳定期积累油脂。在NaNO3中氮含量为1.5 mmol/L时,生物量和油脂含量分别为2.65 g/L和51.21%,总油脂含量为1.36 g/L。(2)在不添加其他氮源的异养培养基中,丙氨酸可促进小球藻的生物量增加,在稳定期仍促进单位细胞的叶绿素含量,但总油脂含量普遍偏低。(3)酪氨酸可抑制小球藻生物量增加,使细胞膨大从而促进单位细胞内叶绿素和油脂合成,油脂含量高达38.78%—47.02%。这些结果表明小球藻可通过诱导氨基酸转运系统适应氮源的变化,其中酪氨酸所在的第三个转运系统在葡萄糖诱导条件下可促进油脂的合成。     

Fe~(3+)对小球藻的生长及油脂含量的影响

传统化石能源储量日益减少,生物柴油因其环保可再生性成为优质的石化柴油替代品。利用小球藻生产生物柴油速度快、油脂含量高,受到了广泛关注。为进一步提高小球藻生产生物柴油效率,分别探究了Fe3+的浓度及添加时间对自养和异养小球藻生长及产油的影响,获得最优Fe3+培养条件为:自养小球藻延滞期添加10-3 g/L Fe3+,生物量及油脂含量达2.80 g/L及30.90%;异养小球藻指数期添加10-5 g/L Fe3+,生物量及油脂含量达3.30 g/L及29.05%。经脂肪酸分析,以上条件获得的微藻油脂均可作为生物柴油生产原料。     

转兔防御素基因小球藻异养培养的培养基优化研究

在氮源种类筛选的基础上,采用Plackett-Burman实验设计并结合单因素实验对转兔防御素基因小球藻异养培养的培养基进行了优化。实验结果表明,采用优化后的Knop异养培养基在250mL摇瓶中进行异养培养,藻细胞密度从优化前的1.5g/L提高到优化后的5.11g/L;摇瓶和5L生物反应器异养培养表明,Knop异养培养基中藻细胞浓度分别为优化前培养基的3.39倍和3.17倍,而兔防御素(NP-1)表达能力基本不变。     

均匀设计法优化蛋白核小球藻的异养培养基

[目的]通过优化培养基提高异养蛋白核小球藻CP9的生物量产率、蛋白质以及叶绿素含量。[方法]采用5因素8水平的均匀设计法优化小球藻异养培养基的配方,以葡萄糖、KNO_(3)、MgSO_(4)·7H_(2)O以及Fe-EDTA和CaCl_(2)母液为自变量,分析对小球藻生长、蛋白质含量和叶绿素含量的影响,来确定培养基自变量因素的最佳使用浓度。[结果]得到最佳培养基配方为:葡萄糖73.21 g/L、KNO_(3)6.25 g/L、MgSO_(4)·7H_(2)O 0.79 g/L、Fe-EDTA母液13.01 mL/L、CaCl_(2)母液4.80 mL/L。经培养基优化后将蛋白核小球藻CP9的最高细胞密度、蛋白质含量和叶绿素含量分别从11.08 g/L、43.3%和39.42 mg/g提升至15.08 g/L、60.0%和45.06 mg/g。[结论]通过正交优化蛋白核小球藻的异养培养基,将生物量提高了36%,同时藻细胞含有更高的蛋白质(60.0%)和叶绿素含量(45.06 mg/g),可为开发动物饲料或人类食品蛋白质。     

热带普通小球藻培养模式的筛选及其培养基的优化

【背景】从海南热带海区中分离得到一株微藻,其生长速度快、适应力强,经鉴定该微藻为普通小球藻。【目的】提高热带普通小球藻的生长速率。【方法】以"宁波大学3#微藻培养液配方"为基础培养液,分别添加有机碳(C6H12O6和CH3COONa)对热带普通小球藻进行自养、兼养及异养培养,获得促进热带普通小球藻快速生长的培养方式。在"宁波大学3#微藻培养液配方"的基础上对热带普通小球藻的兼养培养基配方进行优化,并用优化兼养培养基与"宁波大学3#微藻培养基"对比培养热带普通小球藻。【结果】添加6 g/L CH3COONa的兼养模式促进热带普通小球藻生长效果最好;优化的兼养培养基配方为:6 g/L CH3COONa,20 mg/L(NH4)2SO4-N,5 mg/L Na H2PO4-P,3 mg/L Fe SO4-Fe,1 mg/L Vitamin B1和0.000 5 mg/L Vitamin B12。对比培养实验结果显示,培养第6天,兼养培养液收获的生物量(细胞密度)达4.20×107 cells/m L,是"宁波大学3#配方微藻培养液"的2.30倍。【结论】兼养培养模式为热带普通小球藻的最佳培养模式,优化的兼养培养基极显著地提高了热带普通小球藻的生物量(P0.01)。     

以异养细胞作为种子的椭圆小球藻产油脂光自养培养优化

异养细胞种子/光自养培养方法是一种可异养培养的能源微藻培养的有效方法,但已有文献尚未从工艺优化角度考察其发展潜力。为了获得较高细胞密度的用于光自养培养的种子和提高光自养培养的细胞密度与油脂产率,对异养细胞种子/光自养培养的培养基和培养条件进行了优化。结果表明,采用优化后的培养基,椭圆小球藻在摇瓶中异养培养的最高藻细胞密度可达11.04 g/L,比在初始培养基条件下提高了28.0%,在5 L发酵罐中异养培养的藻细胞密度达到73.89 g/L;在2 L柱式光生物反应器中光自养培养的藻细胞密度、油脂含量和油脂产率分别达1.62 g/L、36.34%和6.1 mg/(L·h),油脂成分主要为含C16-C18碳链的脂肪酸,是制备生物柴油的理想原料。经过优化,异养细胞种子/光自养培养这一方法能够显著地提高椭圆小球藻产油脂的能力,这进一步表明异养细胞种子/光自养培养方法有望成为可异养的能源微藻的高效培养方式。     

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%。     

叶绿素合成缺陷型小球藻突变株的选育及其蛋白产能和品质评价

本研究旨在利用常压室温等离子体(atmospheric pressure room temperature plasma, ARTP)诱变技术构建叶绿素合成缺陷型凯式小球藻突变株,筛选出极低叶绿素、适用于发酵生产蛋白质的新藻种。首先经优化诱变处理时间后建立了野生型兼养细胞的致死率曲线,在高于95%致死率条件下处理对数早期兼养细胞,基于可视化藻落颜色变化初筛获得4株突变株。随后在摇瓶中异养培养突变株,系统评价了蛋白生产性能,发现在含有30 g/L葡萄糖和5 g/L NaNO₃的Basal培养基中,突变株P. ks4表现最优,蛋白含量及产率分别为39.25%干重及1.15g/(L·d),氨基酸评分达101.34,叶绿素a含量下降98.78%且不含叶绿素b,含有叶黄素0.62 mg/g而使藻体呈金黄色。本研究为微藻替代蛋白的发酵生产提供了高性能、高品质的新种质P. ks 4。     

小球藻的异养生长及培养条件优化

对小球藻异养培养中的碳源、氮源、微量元素—镁离子以及其他培养条件的影响进行了探讨 ,并测定了小球藻的生长曲线。优化结果 :C∶ N为 4∶ 1～ 5∶ 1 ,硫酸镁的量为 1 g/L;培养条件为 :p H6～ 7,接种量1 0 % ,温度 3 0°C。在此条件下 ,异养培养小球藻 ,其 OD值可达 1 8,蛋白质为 3 0 % ,叶绿素含量为 1 .2 %。