异养小球藻油脂正己烷提取工艺优化

为确定最佳异养小球藻油脂正己烷提取工艺,对提取工艺中的关键参数如藻细胞溶液质量浓度、破碎压力、破碎次数、萃取时间、萃取温度、萃取剂正己烷添加量对油脂得率的影响进行了研究。结果表明,最佳油脂提取工艺条件为藻细胞溶液质量浓度110 g/L、破碎压力100 MPa、破碎次数4次、萃取时间5 h、萃取温度40℃、正己烷添加量9 m L/g(以藻粉干重计),在该条件下萃取5次,油脂得率最高,可以达到55%左右。     

硒浓度对小球藻生长、生物富集的影响

研究了硒浓度对小球藻生长的影响,以及硒浓度对小球藻生物富集的影响,并对相关的可能机理进行了讨论.研究发现,高浓度的硒对小球藻生长具有抑制作用,当硒浓度超过1mg/L时会产生抑制作用;当硒浓度增至12mg/L时,发现藻细胞生长几乎停止.小球藻对硒的生物富集随着硒浓度的增加而增加,硒浓度为1mg/L时,藻体的硒含量为9.92μg/g;当硒浓度为8mg/L时,藻体的硒含量达到了83.66μg/g.小球藻富硒培养较适宜的硒添加浓度是4mg/L～8mg/L.     

研磨法破碎小球藻细胞工艺优化

选取破碎过程中的关键因素,以油脂得率为评价指标,通过进行单因素试验和正交试验,对研磨法破碎小球藻细胞的工艺条件进行了研究。结果表明,小球藻细胞破碎最佳工艺条件为藻液质量浓度150 g/L,破碎时间2.5 h,球磨机转速400 r/min,藻液与钢珠的质量比为3:4。在此工艺条件下,能达到较好的破碎效果,油脂得率为46.89%。     

蛋白质高产株小球藻MBFJNU-17的异养培养基优化

通过单因素试验筛选出以尿素作为小球藻MBFJNU-17异养培养基的单一氮源。以尿素作为氮源时,分批培养条件下小球藻的最高生物量达到10.85 g/L,蛋白质含量为44.5%,同时培养过程中藻液的pH相对稳定,更有利于藻细胞的生长。利用Plackett-Burman法选取了小球藻异养培养基中对微藻生长影响最显著3个因素。随后通过响应面法优化了3个因素的最佳质量浓度,分别为：葡萄糖41.53 g/L,尿素4.14 g/L,微量元素母液1.84 mL。优化后小球藻细胞干重从10.85 g/L提升至15.53 g/L,提高了43.1%,同时藻细胞蛋白质含量为52.3%。最后对小球藻蛋白与大豆蛋白在FAO/WHO/UNU模式下比较了必需氨基酸指数(essential amino acids index, EAAI),其中异养小球藻的EAAI为0.724,比大豆蛋白(0.657)更高。综合研究结果显示,通过优化小球藻MBFJNU-17培养基,获得了较高的藻生物量,且细胞蛋白质比大豆蛋白更具营养价值,可开发为动物饲料或人类食品蛋白质的优质原料。     

高压匀质法破碎小球藻细胞工艺优化

利用小球藻发酵液作为实验原料,在单因素实验的基础上,以小球藻破碎后的油脂得率为指标,采用响应面实验研究藻液浓度、匀质压力和匀质时间对小球藻破碎后油脂得率的影响。通过建立高压匀质法破碎小球藻细胞工艺的多元回归模型,优化破碎过程的工艺参数,得到的最佳的工艺条件:藻液浓度140 g/L、匀质压力940 bar、每升藻液匀质时间14 min。在此工艺条件下,油脂得率最高可达51.25%±0.23%。     

抑菌剂在异养小球藻发酵过程中的应用

通过抑菌圈试验、摇瓶发酵试验和50 L发酵试验,研究了安菌素、克菌灵、青霉素3种抑菌剂在小球藻培养过程中的应用,考察了抑菌剂添加对藻细胞干重和葡萄糖浓度的影响。结论:在小球藻发酵染菌4 d后,加入100 mg/L克菌灵可以有效抑制杂菌,并且不会对小球藻发酵造成影响。相同发酵周期内,小球藻染菌后抑菌发酵与正常发酵相比,藻细胞干重质量浓度达到75.2 g/L,平均干重增加速率为6.26 g/(L·d),与正常发酵相比,干重质量浓度与平均干重增加速率降低14.93%,能够成功地挽救染菌的发酵过程。而加入100 mg/L安菌素和青霉素均对小球藻的正常生长产生了抑制作用。     

小球藻保健饮料的研制

以小球藻粉为原料,采用超声波辅助提取藻多糖,再利用木瓜蛋白酶与中性蛋白酶进行水解藻蛋白,合并滤液后,按一定比例添加适量蜂蜜、白糖、柠檬酸直接配制澄清型小球藻保健饮料。通过正交实验确定提取藻多糖的最佳工艺为:料液比1∶15(g∶m L),p H7,温度60℃,时间30min,小球藻多糖提取得率为18.94mg/g。水解藻蛋白的最佳工艺为:底物浓度100g/L,混合酶量12000U/g,p H6.5,温度55℃,小球藻蛋白水解度达27.83%。研制成的产品营养丰富、风味独特,是一款老少皆宜的营养保健饮品。     

高压匀浆破碎螺旋藻细胞释放藻蛋白的研究

采用工业化常用的高压匀浆破碎法对螺旋藻细胞破碎释放藻蛋白的过程进行系统研究。考察了匀浆次数、操作压力、悬浮体系、进料藻细胞密度等对螺旋藻细胞破碎率的影响。优化得到的高压均浆破碎螺旋藻细胞的工艺为：操作压力为80MPa,悬浮体系为pH6．810mmol／L磷酸盐缓冲液,匀浆破碎次数为三次。螺旋藻细胞破碎率为86％,此时可获得的粗藻蛋白总含量为73％。本研究还对高压匀浆破碎螺旋藻过程的动力学进行了分析。     

发状念珠藻不同细胞破碎方法的研究

为了获得野生发状念珠藻和液态培养发状念珠藻细胞破碎和提取藻蓝蛋白的最佳方法,进行了发状念珠藻细胞破碎方法的研究.采用液氮研磨、反复冻融,超声破碎,高压均质和玻璃珠破碎这几种方法对野生和液态培养发状念珠藻进行破碎研究.通过测定破碎率、藻蓝蛋白提取得率和纯度,对几种细胞破碎效果和藻蓝蛋白提取方法进行比较.结果表明,采用高压均质方法能获得最佳的破碎效果,当野生发状念珠藻和液态培养发状念珠藻细胞密度为10mg/mL时,破碎率分别达到96.45%和97.06%.反复冻融法为提取液态培养发状念珠藻藻蓝蛋白最理想的方法,其藻蓝蛋白的纯度和提取得率分别为0.468和1.28%;高压均质为提取藻蓝蛋白的最理想方法,其藻蓝蛋白纯度和提取得率分别为0.153和1.43%.     

小球藻优良藻种的选育与特性研究

本文研究了在相同培养条件下,11株小球藻的生长、光能利用率、色素以及蛋白质含量。实验结果显示,分离自成都本地的小球藻C5生长速度上具有很强的优势,达到0.031 g/(L?d) ,可溶性蛋白含量为44.73%,叶绿素含量达到29.05 mg/g,类胡萝卜素的含量达到15.35 mg/g。因此,实际生产过程中可以选用小球藻C5作为生产藻种。     

不同溶藻菌对小球藻破碎及油脂提取效果的影响

为探究溶藻菌对微藻细胞破碎及油脂提取效果的影响,以小球藻为研究对象,选取5株溶藻菌进行混合培养。结果表明:不同溶藻菌对小球藻细胞破碎及油脂提取效果各不相同。不同溶藻菌的溶藻率依次为:Aeromona hydrophila(73%)Pseudomonas flurescens(65%)Bowmanella denitrificans(56%)、Bacillus cirulans(56%)Kordia sp.(43%)。利用正己烷对小球藻油脂进行提取,提油率依次为:Bowmanella denitrificans(58.4%)Kordia sp.(52.7%)Pseudomonas flurescens(24.1%)Bacillus cirulans(22.5%)Aeromona hydrophila(21.1%)对照组(10.4%)。其中Bowmanella denitrificans菌株在24 h内就能达到高溶藻率,且提油率相比对照组提高4.6倍。     

利用甲醇厂CO_2尾气培养小球藻

利用甲醇厂所排放的高浓度CO2尾气培养小球藻,研究不同的通气方式、培养方式对小球藻生长的影响。实验结果表明,当通气速率为300 mL/min、CO2浓度为10%并以10 min/h的间歇通气方式培养时能够提高小球藻的生物量,生物量和产率分别为0.681 g/L和0.082 g/(L.d)。对氮源和磷源采用补料的方式进行培养时对小球藻生长具有促进作用,最高生物量和产率分别达到0.789 g/L和0.088 g/(L.d)。当培养基的更新率为20%时能够获得较高的生物量。利用醋酸进行兼性培养时,一次性添加50～125μL/L醋酸都可促进小球藻生长,每日添加10～25μL/L的醋酸时,可明显促进小球藻生长,最高生物量和产率分别为0.933 g/L和0.111 g/(L.d),分别是空气对照的1.3倍和1.4倍。说明利用甲醇厂高浓度CO2尾气培养小球藻提高生物量是可行的。     

小球藻Chlorella sp.的小分子有机酸/醇培养研究

该研究选择一株对水解酸化液耐受性强、高产油脂的优良藻株Chlorella sp.作为出发藻株,向BG11培养基中分别添加不同质量浓度小分子有机酸/醇（乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸和乙醇）进行小球藻纯培养试验。在单因素试验的基础上,混合乙酸、丙酸、丁酸和乙醇4种小分子有机物质进行响应面的试验,考察混合小分子有机酸对小球藻Chlorella sp.生长影响,研究表明,当乙酸、丙酸、丁酸和乙醇的质量浓度分别为1.02 g/L、0.42 g/L、0.40 g/L和0.18 g/L时,小球藻的单位体积细胞数含量最高,生长状态最好,能获得较高的生物量（1.18×108 CFU/mL）。     

面向工业化的裂殖壶菌DHA油脂提取方法研究

研究液氮法、均质法、微波法、酶法等9种细胞破碎方法对裂殖壶菌单细胞油脂提取的影响,分别考察了各种细胞破碎方法提取得到的单细胞油脂含量、DHA含量、油脂中的脂肪酸分布以及耗时、耗能等情况,结果表明酶法和酸热法效果最好,其中酶法由于投入低、能耗少、操作简单等优点更具工业化潜力。将酶法与传统的均质法进一步放大对比,验证了酶法的优良性能。     

超声辅助热水浸提小球藻多糖及抗氧化活性测定

选取超声时间、提取温度和提取时间为变量,在单因素试验的基础上,利用响应面优化超声辅助热水浸提小球藻多糖的提取条件。利用傅里叶红外变换（FTIR）对提取的多糖进行结构表征,并测定了其体外抗氧化活性。结果表明,超声辅助热水浸提小球藻多糖的最佳条件为：超声时间52 min,提取温度97 ℃,提取时间3.0 h。此优化条件下,多糖得率为5.30%。FTIR结果显示该多糖含有糖醛酸,为吡喃糖。同时该多糖对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）、OH自由基有显著清除作用,半抑制浓度（IC50值）分别为4.83 mg/mL、0.77 mg/mL。试验结果表明超声辅助热水浸提法可有效提取小球藻多糖并保留多糖活性。     

酵母菌谷胱甘肽合成能力比较及催化条件优化

试验收集培养了9株酵母菌,分别测定他们的细胞生物量和胞内谷胱甘肽(GSH)含量,酿酒酵母SP004细胞干重达到11.39g/L,啤酒酵母TS013胞内GSH含量达到1.5282mg/g湿细胞;验证考察了4种不同提取方法对细胞内GSH含量测定的影响,结果表明,温差破碎法提取效果较好.同时比较9株酵母菌催化合成GSH的能力,结果显示,絮凝酵母SP5 GSH合成酶活力相对较高,酶活达到2.385mg/g湿细胞,每克湿细胞催化前体氨基酸(AA)合成GSH转化率为7.76％.用单因素试验和正交试验分析法研究不同反应液体积与菌体量比、硫酸镁浓度、磷酸钾缓冲液浓度以及葡萄糖浓度对絮凝酵母SP5细胞催化前体AA合成GSH的影响,结果表明,合成GSH的适宜条件为:谷氨酸60mmol/L、半胱氨酸20mmol/L、甘氨酸20mmol/L、七水合硫酸镁20mmol/L、葡萄糖0.5mol/L、pH值为7.0磷酸钾缓冲液100mmol/L,30℃下,160r/min,振荡反应时间6h.在此条件下,絮凝酵母SP5细胞GSH合成酶活力平均达到2.9498mg/g湿细胞,每克絮凝酵母SP5湿细胞催化前体AA合成GSH的转化率平均为9.60％.     

两种微藻对高浓度酵母发酵废水中细胞耐受能力的比较

本文研究了蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa,简称C. py）和二形栅藻（Scenedesmus dimorphus NIES-119,简称NIES-119）在异养生长中对蔗糖的耐受浓度,进而比较了对高浓度酵母发酵废水的细胞耐受性。结果表明,C. py和NIES-119在蔗糖浓度高达70 g/L的培养基中仍有高比生长速率（0.90 d-1和0.63 d-1）,最大生物量浓度可达到3.37 g/L和2.84 g/L。酵母废水添加糖蜜后,COD可高达104~105 mg/L并伴随有总氮、总磷的高浓度,C. py和NIES-119在这类废水培养基中的最高比生长速率为0.43 d-1和0.42 d-1,最大生物量浓度可达到1.95 g/L和1.70 g/L,均极显著高于不加糖蜜的废水培养基中的最高值;同时,C. py对废水培养基中COD、总氮、总磷的最高去除率分别高达34.56%、20.00%和20.63%,NIES-119则分别高达21.46%、31.25%和16.11%。结果说明这两种微藻在耐受高浓度酵母废水、通过生长净化废水中都具有巨大潜力。     

超声破碎辅助蜗牛酶提取杏鲍菇蛋白工艺优化

为显著提高杏鲍菇子实体蛋白提取率,采用超声波破碎辅助蜗牛酶水解充分破碎菌体细胞壁。综合应用响应面、正交设计与人工神经网络模型相结合的试验设计方法,分别对超声破碎处理和蜗牛酶水解条件进行了优化,同时与直接热水碱提蛋白法进行了比较。结果表明,超声处理条件为超声功率300 W、超声时间26 min、水料比1.95∶5（mL/g）,在此条件下破碎效果最好,提取率达到了48.82%;最佳蜗牛酶水解条件为温度42.8 ℃、pH 4.8、酶用量7%、时间1.5 h,在该条件下蛋白提取率为75.92%,相较热水碱提法提高了33.35%,结果表明利用超声辅助蜗牛酶水解杏鲍菇细胞壁能显著提高蛋白提取率。     

脉冲式添加氮源对耐温微藻Desmodesmus sp. F51细胞生长和细胞组成的影响

考察脉冲式添加氮源培养对耐温微藻Desmodesmus sp.F51细胞生长和细胞组成的影响。结果表明,在脉冲式添加氮源培养过程中,藻株F51的蛋白质含量由(560±16)mg/g降低至(456±17)mg/g,而碳水化合物和油脂含量则分别由(209±13)mg/g和(98±3)mg/g提高至(310±12)mg/g和(120±4)mg/g。另外,对色素和油脂的具体组成变化进行分析,发现脉冲式添加氮源培养可增强β-胡萝卜素的生物合成,以及促进α-胡萝卜素生物转化为叶黄素,同时还可发现叶黄素积累与多不饱和脂肪酸含量变化呈正相关性。而在碳水化合物的具体组成分析中,发现碳水化合物为藻株F51主要的储能物质,当脉冲式添加氮源培养时间为3 d时,其葡萄糖占总碳水化合物的质量分数可明显提高至(75.7±1.4)%。采用脉冲式添加氮源培养策略可明显同时促进藻株F51叶黄素和碳水化合物的生产。