不同培养模式对微藻Chlorella vugaris代谢与蛋白质组分的影响

研究不同培养模式对小球藻蛋白合成的影响。分别采用自养、异养和混养模式培养小球藻生产蛋白质。结果为混养时藻细胞更易积累生物量,其比生长速率和产率高达0.526 d-1和0.318mg/(L·d),且其蛋白质质量分数和产率分别为35.6%和0.097 g/(L·d),自养时蛋白质质量分数却最高为52.1%;3种方式培养小球藻均含18种氨基酸,且必须氨基酸比例均超过总的40.0%;异养和混养方式下各氨基酸组成比例基本相似,而与自养时相比,Cys-s、Tyr和Met比例差异显著,Cys-s比例分别高了约78.57%,而Tyr及Met分别低27.59%和33.33%左右。营养方式显著影响小球藻蛋白质合成及氨基酸组成比例。     

利用啤酒废水培养普通小球藻生产微藻生物质和油脂

研究了普通小球藻在未处理啤酒废水及改良啤酒废水中的生长及积累油脂特性,并优化了改良啤酒废水培养小球藻的营养盐组成。优化得到适于培养小球藻生产微藻生物质和积累油脂的改良啤酒废水培养基组成为:在未经处理的啤酒废水中添加KNO30.50 g/L、MgSO40.75 g/L、Na2HPO40.75 g/L,调整pH至8.0。在此培养基中小球藻细胞质量浓度达0.94 g/L,为对照组的2.69倍;体积油脂产率达11.84 mg/(L.d),为对照组的1.97倍。研究表明,利用改良的啤酒废水培养小球藻可同时实现有机废水的资源化利用与降低微藻培养成本的双重目的,具有潜在的应用前景。     

优化营养方式强化蛋白核小球藻生物量及蛋白质和叶绿素生产

本文通过优化营养方式和培养条件,提高了蛋白核小球藻生物量及细胞内蛋白质和叶绿素含量。结果表明,葡萄糖浓度能显著影响蛋白核小球藻混养和异养生长的生物量浓度(p0.05),但不同硝酸钠浓度影响不显著。在葡萄糖浓度50 g/L、硝酸钠浓度3.75 g/L条件下,小球藻异养培养4 d,即可达到最高生物量浓度为21.31 g/L,显著高于盐度15‰条件下混养所得最高生物量浓度(14.32 g/L)(p0.05)。当葡萄糖耗尽,将小球藻细胞经含氮且不含糖的培养基适当稀释后进行光诱导培养,并优化硝酸钠浓度。发现在高异养细胞密度(11.09 g/L)下,采用硝酸钠浓度(3.75 g/L)和低光强(6,411±532 Lux)诱导培养藻细胞48 h,即可获得高蛋白质含量(54.10%)和高叶绿素含量(3.14%)的小球藻,相对于光诱导培养前,分别提高了207.74%和342.25%,蛋白质和叶绿素产率也显著高于单独混养或异养培养的最高值,分别达到1.32 g/(L·d)和0.09 g/(L·d)。     

振荡通气快速培养红茶菌工艺

以质量浓度为5%的蔗糖、0.4%的绿茶为原料制成的糖茶水为发酵基质,经灭菌后接入纯种的酵母菌和木醋酸菌,分别在28℃恒温静止和28℃、150r/min摇瓶2种条件下培养,定时取样测定发酵液中木醋酸菌和酵母菌数量、pH值、总糖和总酸的含量。在2种条件下,木醋酸菌的生长总是要滞后于酵母菌、pH值和总糖含量不断下降,总酸含量不断上升。摇瓶振荡培养时2种菌的生长速度更快,发酵液pH值快速降低。通气培养时酵母菌和木醋酸菌数量分别达到6.6×107/mL和8.7×107/mL,分别是静止培养时的3倍和4倍。静止条件下培养10d后总酸为6.5g/L、总糖为31.2g/L,产率(酸/糖耗)为0.35;摇瓶条件下培养6d总酸为10.1g/L、总糖为35.2g/L,产率为0.69,提高1倍。振荡通气培养更利于红茶菌的成熟。     

不同碳源培养胶球藻C-169净化糖蜜酵母废水

本项目系统研究了三种碳源(CO_2、醋酸和甘油)添加到预处理后的糖蜜酵母废水,在藻菌共生条件下培养胶球藻C-169的生长情况及强化废水净化效果。结果表明,与通入空气相比,补充2%CO_2,能显著提高细胞的平均比生长速率、生物质产率,分别是通入空气的6.49、10.4倍,显著提高了对脱色废水的总氮、总磷和氨氮去除率(p0.05),但降低了废水COD(化学需氧量)去除率。研究发现胶球藻C-169能够利用甘油作为其生长的碳源,在0～20 g/L甘油浓度时,随着甘油浓度的提高,细胞生长速率增大,总氮、总磷去除率提高,并在20g/L时获得最高生物量干重达到8.80g/L,平均比生长速率是不添加甘油的2.07倍,生物量产率达0.70 g/(L·d)。甘油浓度在15 g/L以上时,总氮、总磷去除率分别高达85%、95%以上,极显著地提高了废水COD(p0.01)。添加1～4g/L醋酸,均会抑制胶球藻C-169的生长,降低废水净化效果。因此在使用C-169净化COD较高的废水时,可添加甘油作为其生长的碳源。     

不同培养模式对微藻Chlorella vugaris代谢与蛋白质组分的影响

研究不同培养模式对小球藻蛋白合成的影响。分别采用自养、异养和混养模式培养小球藻生产蛋白质。结果为混养时藻细胞更易积累生物量,其比生长速率和产率高达0.526 d-1和0.318mg/(L·d),且其蛋白质质量分数和产率分别为35.6%和0.097 g/(L·d),自养时蛋白质质量分数却最高为52.1%;3种方式培养小球藻均含18种氨基酸,且必须氨基酸比例均超过总的40.0%;异养和混养方式下各氨基酸组成比例基本相似,而与自养时相比,Cys-s、Tyr和Met比例差异显著,Cys-s比例分别高了约78.57%,而Tyr及Met分别低27.59%和33.33%左右。营养方式显著影响小球藻蛋白质合成及氨基酸组成比例。     

不同营养方式对普通小球藻生长特性和细胞组成的影响

采用自养、异养和混合培养3种营养方式对普通小球藻进行了培养,分析了3种培养方式下小球藻的生长曲线、比生长速率和产率、培养基中pH和葡萄糖的变化,测定了藻细胞的光合色素、蛋白质和油脂含量及其产率。结果表明:混合营养条件下小球藻的比生长速率为自养的4.25～4.43倍、异养的0.78～1.00倍,产率为自养的5.79～6.27倍、异养的1.11～1.31倍;混合营养条件下,单位体积小球藻培养液中总叶绿素、蛋白质和油脂的产率分别为3.62 mg/(L·d)、53.41 mg/(L·d)和44.65 mg/(L·d),均高于自养和异养培养。研究认为,混合营养方式更加符合微藻生长的实际环境,是高密度、高含量活性物质培养微藻的理想方式,具有潜在的应用价值。     

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.     

4种富油微藻产业化应用前景比较研究

为了筛选具有产业化应用前景的富油微藻,以实验室保藏的4株淡水和海洋微藻为研究对象,在室外自然条件下利用光径为3 cm和5 cm板式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:4株微藻的生物量产率和总脂含量分别在0.099 g/(L·d)~0.201 g/(L·d)和20.4%dw~40.1%dw(%Dry weight)之间,分别是眼点拟微绿球藻(Nannochloropsisoculata)[0.201 g/(L·d),40.1%dw]、荒漠栅列藻(Scenedesmusdeserticola)[0.099 g/(L·d),30.8%dw]、双形栅藻(Scenedesmusdimorphus)[0.142 g/(L·d),20.4%dw]、若夫小球藻(Chlorallazofingensis)[0.155 g/(L·d),29.3%dw],其中最具产业化潜力的微藻为眼点拟微绿球藻(Nannochloropsisoculata),其总脂产量和单位体积总脂产率分别为1.409 g/L和108.353 mg/(L·d),其中二十碳五烯酸(EPA)含量占干重含量的7.2%,是较优的EPA生产原料。     

通气培养对小球藻生长及生物组成的影响

采用小球藻进行了静置培养和通气培养试验,研究了通气条件对小球藻生长速度、生物量、生物组成及脂肪酸组成的影响。结果表明:相对于静置培养(不通气),通气培养条件下,小球藻在稳定期的生长速度、生物量及其单位产量上高出10倍以上,差异极显著;小球藻的蛋白质含量、总糖含量明显较高,而总脂含量、淀粉含量则较低;小球藻饱和脂肪酸含量显著降低,不饱和脂肪酸特别是多不饱和脂肪酸含量升高。不同通气量对小球藻的生长也存在差异,其较适宜的通气条件为1L/min。在小球藻的培养过程中,可通过适宜的通气措施来改善培养效果和获得较高的目标产物。     

气生微藻Heveochlorella sp. Yu作为生物柴油生产原料的特性研究北大核心CSCD

为了拓展生物柴油原料来源,以气生微藻Heveochlorella sp. Yu为研究对象,通过测定其生长曲线、生物量、油脂产率、沉降率等,对其作为生物柴油生产原料的特性进行研究。结果表明,培养后气生微藻Heveochlorella sp. Yu的生物量为4.14 g/L,油脂含量为39.43%,油脂产率为181.38 mg/(L·d),2 h的自然沉降率为65.28%(可大幅浓缩水体,降低微藻的采收成本)。此外,该微藻能够产生γ-氨基丁酸(GABA),含量为9.50 mg/g。气生微藻Heveochlorella sp. Yu具有成为生物柴油原料的潜力,具有微藻油脂的开发价值。     

促进黄丝藻储能物质高效富集的氮调控策略

为了促进黄丝藻胞内储能物质的高效积累，研究了不同氮形态(NO^-₃、Urea和NH⁺₄)及初始氮浓度(1、3、6、9、18 mmol/L)对黄丝藻生长、碳水化合物和总脂积累的影响，在此基础上建立了基于氮调控促进黄丝藻生物量和储能物质同步高效积累的“低氮(初始氮浓度3 mmol/L)转高氮(初始氮浓度18 mmol/L)”两步法培养策略，并对两步法培养策略的培养时间进行优化。结果表明：与Urea和NH⁺₄比较，黄丝藻更倾向于利用NO^-₃,分别在3 mmol/L和18 mmol/L条件下获得最高生物量(3.69 g/L)和总脂含量(57.3%);在“低氮转高氮”两步法培养中，低氮培养时间6 d转高氮培养12 d可显著提高黄丝藻胞内储能物质的积累，储能物质产率最高，达到274.26 mg/(L·d),其中生物量、总脂产率和碳水化合物产率分别为6.37 g/L、152.92 mg/(L·d)和121.35 mg/(L·d)...     

有机酸对Actinobacillus succinogenes厌氧发酵过程的抑制作用

通过在发酵培养基中分别添加不同浓度的丁二酸、甲酸和乙酸,考察了3种有机酸对菌体生长及代谢产物积累的影响。结果表明,在初始葡萄糖浓度为40 g/L厌氧发酵产丁二酸体系中,甲酸抑制作用最强,乙酸次之,丁二酸无明显抑制作用。当甲酸和乙酸总浓度超过13.70 g/L时,菌体开始衰亡。利用膜循环生物反应器在发酵过程甲酸和乙酸总浓度达到13.70 g/L时移出部分抑制性代谢产物,有效地降低了有机酸对A.succi-nogenes NJ113生长代谢的抑制作用,丁二酸生产强度达1.70 g/(L.h),比分批发酵提高了17.2%。     

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）。     

发酵法生产桑黄胞外多糖条件的研究

以单因子摇瓶实验和响应面分析对药用真菌桑黄培养基进行了优化,确定了优化培养基(g/L):蔗糖50、玉米浆3.0、KH2PO410.0、MgSO41.0、CaCl23.0、VB1200μg/L。在优化条件下,研究了0~168h,桑黄发酵pH、总糖、还原糖、胞外多糖、生物量的变化情况。摇瓶发酵结果表明,整个过程中pH变化不明显,总糖含量先降后升,生物量先增后趋于稳定,于120h达最大值11.012 g/L,胞外多糖在144h达最大2.594 g/L,生产强度为0.018 g/(L.h)。经7 L发酵罐放大实验表明,桑黄代谢与摇瓶存在一定差异,胞外多糖的合成速度更快,于120 h达最大值3.283 g/L,生产强度为0.027 g/(L.h),与摇瓶相比分别提高了26.5%和50%。     

共培养微藻Monoraphidium sp. FXY-10 与Chlorella sp. U4341提高油脂产率与沉降率

采用共培养技术,在异养条件下培养微藻Chlorella sp.U4341和Monoraphidium sp.FXY-10,提高两株微藻共培养的油脂产率;通过共培养方式促进微藻细胞的自絮凝,加速微藻细胞的沉降,以期降低微藻生物量的采收成本。结果表明:微藻Chlorella sp.U4341与Monoraphidium sp.FXY-10单独培养的油脂产率分别为272.07、268.54 mg/(L·d),而两株微藻共培养的油脂产率提高到315.60 mg/(L·d);两株微藻共培养后,自然沉降5 h,微藻细胞沉降率高于90%,远高于单独培养条件下的沉降率。因此,微藻的共培养技术有望成为解决微藻油脂产率低、采收成本高两大瓶颈问题的解决方案。     

Photosynthetic production of microalgal biomass in a raceway system under greenhouse conditions in Sendai city

The photosynthetic productivities of the marine microalgae Chlorophyta sp. and freshwater microalgae Chlorella sp. were investigated in a raceway system under greenhouse conditions in Sendai city. The system was constructed with a surface area of 0.986 m2 and equipped with paddle wheels (8 fins). The semicontinuous batch culture experiment was carried out for 4 months from June to October 1998 in Sendai city. The productivity of Chlorophyta sp. was ranged from 4 to 13 g.m(-2).d(-1) and the average was 8.2 g.m(-2).d(-1), which corresponded to the photosynthetic efficiency of 4.15% (PAR). The productivity of Chlorella sp. was ranged from 7 to 21 g.m(-2).d(-1) and the average was 13.2 g.m(-2).d(-1), which corresponded to the photosynthetic efficiency of 6.56% (PAR). These results indicate that stable microalgal cultivation with comparatively high photosynthetic efficiency could be obtained in a raceway system under greenhouse conditions in Sendai city located in the northern part of Japan.     

微藻的平板式光生物反应器高密度培养

在平板式光生物反应器中对微藻Parietochlorisincisa进行了放大培养。结果表明 ,通气速率和培养密度对藻体细胞的生长速度有直接的影响 ;并且其最适培养密度和细胞生物量产率随着通气率的增加而增加。当通气率从 70 0mL/L增加到 3 0 0 0mL/L时 ,该微藻的最适培养密度从 0 85 g/L提高到了 2 5lg/L ,其培养密度、单位体积和单位面积的细胞生物量产率也分别达到了 4 65 g/L、0 3 g/ (L·d)和 3 4 7g/ (m2 ·d)。在相对稳态的半连续培养模式下 ,通气率与采收率对藻体细胞的生长也有很大的影响 ;其细胞生物量的产量和产率随着采收率的增加而增加 ,当采收率为 2 0 %时达到最大值。在通气率为 190 0mL/L、采收率为 2 0 %的条件下 ,微藻细胞的培养密度达到了 5 15 g/L ;其单位体积和面积的细胞生物量产率分别提高到了 0 73 g/ (L·d)和 70 1g/ (m2 ·d)。     

离子注入选育L(+)-乳酸耐酸菌及去中和剂发酵研究

为了获得可用于原位分离藕联发酵的耐乳酸菌株,以米根霉RE3303为出发菌株,在投糖浓度为50g/L,氮源为3.0g/L尿素的条件下,进行离子注入选育,得到L(+)-乳酸耐酸菌株RK4002,不添加中和剂,经30h的摇瓶发酵,L(+)-乳酸产量达32.32g/L,产率达1.08g/(L.h),为出发菌株的1.7倍,且可在24g/L的耐乳酸平板上生长,具有一定的应用潜力。