氮源、光照对缺刻缘绿藻总脂、花生四烯酸和色素积累的影响

以缺刻缘绿藻(Parietochloris incisa)为试验材料,采用差量法、超声波萃取法、气相质谱仪分析法和分光光度法等方法,研究了氮源和光照强度对缺刻源绿藻生长、总脂、花生四烯酸和色素含量变化的影响。结果表明:无氮源,35μmol photons/(m2·s)低光强下可降低缺刻源绿藻的生长速度和生物量。而在有氮源、280μmol photons/(m2·s)高光强下,缺刻源绿藻的生物量达到最大值,为7.23 g/L。无氮源、光强度均能不同程度的提高藻细胞总脂肪及花生四烯酸的含量,且在无氮源、280μmol photons/(m2·s)高光强条件下油脂量最高,约为38.02%,在缺氮源、135μmol photons/(m2·s)中光强条件下花生四烯酸含量最高,约为16.10%。色素含量在缺氮条件下随着光强的上升而下降,在有氮源、135μmol photons/(m2·s)中光强条件下达到最大值,约为150.00 mg/L。类胡萝卜素含量无论是在有氮源还是无氮源培养基中,135μmol photons/(m2·s)中光强条件均较高。     

培养条件对湛江等鞭金藻生长和油脂产率的影响

为提高微藻油脂产率和优化培养条件,以湛江等鞭金藻(Isochrysis zhanjiangensis)为研究对象,探讨了营养方式、光强和NaNO_3浓度对微藻生长和产物积累的影响以及培养过程中氮消耗与微藻生长间的关系。结果表明,湛江等鞭金藻生长越快,对氮的吸收越多,兼养较光自养和光异养消耗更多的氮以满足生长需要。充足的氮源和兼养培养条件下,蛋白质积累较多;氮浓度和光强较低条件下,油脂积累较多。光强为100μmol/(m2·s)、NaNO_3质量浓度为75 mg/L、光异养条件下油脂含量最高为46%,生物量质量浓度为0. 46 g/L;光强为100μmol/(m2·s)、NaNO_3质量浓度为750 mg/L、兼养培养时生物量质量浓度最高为2. 20 g/L,油脂含量为32. 77%。综合考虑油脂产率和节约成本等因素,湛江等鞭金藻最高油脂产率80. 06 mg/(L·d),在光强为100μmol/(m2·s)、NaNO_3质量浓度为375 mg/L、兼养培养条件下获得,此时多不饱和脂肪酸占总脂肪酸含量也较高(30. 82%),因此是生产微藻油脂的合适条件。     

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)...     

补充CO2提高胶球藻C-169生物量和脂肪酸产率的研究

本研究在Basal和BBM培养基中补充2%CO2或空气(0.04%CO2)光自养培养胶球藻(Coccomyxa subellipsoidea)C-169,系统比较了细胞比生长速率、生物量干重、总脂肪酸含量和产率以及中性脂含量的差异。研究表明,与空气培养相比,在Basal和BBM培养基中补充2%CO2可分别显著提高细胞的比生长速率2.6倍和2.3倍。培养13 d后,Basal培养基中补充2%CO2可获得最高生物量干重达4.67 g/L,显著高于所有其他组(p0.05);而BBM培养基中补充2%CO2可获得最高总脂肪酸含量达37.53%干重,是通入空气时的5倍,脂肪酸产率更是高达77.49 mg/(L·d),同时中性脂含量(以荧光强度表示)显著高于所有其他组(p0.05)。这就说明在Basal培养基中补充CO2有利于细胞生物量的积累;而在BBM培养基中补充CO2更有利于驱动细胞高产脂肪酸和中性脂,其生物量是制备生物柴油的极好原料。     

氮、磷对缺刻蚁形藻生长、总脂及花生四烯酸积累的影响

目的:研究缺刻蚁形藻(Myrmecia incisa)在4种氮、磷质量浓度条件下的生长和总脂(TL)及花生四烯酸(AA)含量,以及在低氮和低磷条件下的脂肪酸组成。方法:采用BG-11培养基和Φ6×60cm柱状光生物反应器培养缺刻蚁形藻,利用有机溶剂提取脂类物质,通过气相色谱-质谱仪分析脂肪酸的组成。结果:在300～1500mg/L的硝酸钠质量浓度范围内,氮质量浓度的改变对缺刻蚁形藻的生物量影响不明显,不同氮质量浓度条件下的最终生物量在2.10～2.40g/L之间。低氮质量浓度条件下TL和AA含量最大,分别为藻粉干质量的27%和总脂肪酸(TFA)的9.04%,其中AA占藻体干质量的3.16%。不同磷质量浓度对缺刻蚁形藻的生长影响显著,低磷质量浓度明显抑制藻的生长,其最终生物量在0.98～2.47g/L之间。在质量浓度8～20mg/L的磷酸氢二钾条件下,藻的TL含量没有明显变化,为20%左右。结论:TL与氮、磷质量浓度呈明显负相关关系,低氮比低磷条件更有利于AA的积累。     

氮、磷浓度对小球藻生长及油脂积累的影响

含油微藻是非常有前景的生产生物柴油的材料,其生物量和油脂含量是决定其经济可行性的重要指标。培养基组成对含油微藻的生长与油脂积累具有重要影响。实验以采自青岛海域的一株海水小球藻为研究对象,在摇瓶中考察培养基氮源、磷源浓度对小球藻生长及其油脂积累的影响。结果表明:在一定范围内,增加氮源浓度能提高小球藻生长速率,但磷源对小球藻生长影响不明显;随着氮、磷源浓度的降低,小球藻总脂和中性脂含量均逐渐增大,氮源起的作用更加显著,在0.220mmol/L的低氮胁迫下获得了最高的细胞总脂含量,总脂占细胞干重的33.5%±0.3%。氮源浓度为0.441mmol/L时,小球藻的油脂产率最高,为(10.58±0.29)mg·L-1·d-1。培养基中低磷浓度有利于小球藻的油脂积累,但差别不明显。     

培养基、光照强度和初始氮浓度对克里藻生长及生物活性代谢产物积累的影响

为利用克里藻JNU41高效生产油脂、亚油酸和叶黄素等重要代谢产物,对其进行培养条件的优化及代谢产物积累的评估。采用改良的BG-11(mBG-11)和BBM(mBBM)培养基,设置3组光照强度[单侧100μmol/(m²·s)、单侧300μmol/(m²·s)和双侧300μmol/(m²·s)]和6种初始氮浓度(3、6、9、12、15、18 mmol/L)对克里藻JNU41进行培养,并测定其生长曲线、生化组成、总脂产率、脂肪酸组成及叶黄素含量。结果表明：克里藻JNU41在mBBM培养基、双侧光照强度300μmol/(m²·s)、初始氮浓度6 mmol/L条件下,生物量和总脂产率最高,分别为8.38 g/L和281.71mg/(L·d);在mBG-11培养基、双侧光照强度300μmol/(m²·s)、初始氮浓度3 mmol/L条件下,总脂和总脂肪酸含量最高,分别为55.12%和47.10%。克里藻JNU41主要脂肪酸组成为棕榈酸、油酸、亚油酸和亚麻酸,其中亚油酸含量最高,亚油酸最高...     

淡水绿藻在培养基中生长及油脂积累研究

为筛选出最适合进行油脂生产的藻株及其较适生长和油脂积累的培养基,采用柱状光生物反应器进行一次性培养,对微藻Tetranephrisbrasiliensis DL12、Ankistrodesmusgracilis CJ09、Ankistrodesmus sp.CJ02及Desmodesmussubspicatus WC01在4种常用淡水绿藻培养基BG11、3N-BBM、SE及TAP中的生长和油脂积累进行研究。结果表明:3N-BBM有利于微藻的生长和生物量的积累,BG11有利于微藻细胞内油脂的积累;16组培养试验中,Tetranephrisbrasiliensis DL12在3N-BBM中的生物量产率((257.65±45.52)mg/(L·d))和油脂产率((80.34±14.19)mg/(L·d))最高,Ankistrodesmusgracilis CJ09在BG11中的油脂含量(42.72%±0.60%)最高。Tetranephrisbrasiliensis DL12最具油脂生产潜力,其最适生长和油脂积累的培养基为3N-BBM。     

产油脂小球藻的筛选及其培养基的研究

从7株不同的小球藻中筛选到1株油脂产率较高的普通小球藻C.vulgaris No.1,研究了含氮量不同的培养基对其生长和油脂积累的影响,并用气相色谱法分析其脂肪酸组成.结果表明,高氮培养基有利于C vulgaris No.1的生长,生物量达到1.231 g/L.高氮培养基中的油脂产率最高,达到0.255 g/L,为低氮培养基中的油脂产率的2倍;SE培养基中C.vulgaris No.1的油脂积累也高于低氮培养基.气相色谱分析小球藻主要含十六碳脂肪酸和十八碳脂肪酸,总不饱和脂肪酸含量达80%左右,脂肪酸组成与植物油相似,可作为生产生物柴油的原料.     

基于高通量培养的胶球藻C-169生物量和油脂积累能力的快速评价

本研究利用CO_2培养箱内48孔板振荡光照培养专利设计的微藻高通量培养体系,结合细胞组学技术,系统评价了氮源和盐度梯度下胶球藻C-169细胞的生长速率、生物量浓度和油脂积累能力。结果表明,该培养体系的均一性和稳定性良好,可实现微藻的高通量及多处理培养。富氮培养基可显著提高胶球藻C-169的细胞生长速率和生物量浓度,缺氮培养基显著驱动了细胞积累中性脂。在含1/4氮的培养基中藻细胞的生物量浓度是4倍氮培养基中的25%,而中性脂含量(平均荧光强度表示)则高达后者的16倍以上。在0~15‰盐度范围内胶球藻C-169的生长状况良好且无显著差异(p0.05),15‰以上盐度藻细胞生长受到明显抑制。10‰盐度下中性脂含量(以平均荧光强度表示)显著高于所有其他组(p0.05),说明该盐度有利于驱动细胞积累中性脂。     

3种不同培养基对斜生栅藻生长和油脂积累的影响

以斜生栅藻FACHB-12为原料,采用BG11、F/2和SE 3种培养基对其培养。通过对生物量、生长速率、油脂含量、油脂组分以及脂肪酸组成的测定,比较不同培养基对斜生栅藻生长和油脂积累的影响。结果表明:BG11培养基更有利于斜生栅藻的生长,而F/2培养基更适合油脂以及中性脂的积累;斜生栅藻在BG11培养基中比生长速率为0.095,培养15 d生物量为0.36 g/L,叶绿素a含量达到1.23 mg/L;而在F/2培养基中油脂含量可达细胞干重的24.75%,其中中性脂占总脂的36.64%,产率达0.98 mg/(L·d);并且在F/2培养基中斜生栅藻脂肪酸组成以C16∶0和C18∶1为主,含量分别占总脂肪酸的25.84%和54.47%,更适合作为制备生物柴油的原料。     

硝态氮对Nannochloropsis oculata生长及合成胞内组分的影响

研究了硝态氮对Nannochloropsis oculata C170细胞生长及胞内组分合成的影响。以硝酸钠为氮源考察不同氮浓度下藻细胞生长、氮消耗及油脂含量变化,并在此基础上分析氮限制处理时油脂、总糖及蛋白等胞内组分合成差异。结果表明:N.oculata C170在42.5mg/L氮浓度时生长最佳,其生物量、比生长速率及产率最高,分别为0.59g/L、0.275d-1和50.98mg/(L·d)。油脂含量与氮浓度呈明显负相关,氮浓度为12.5mg/L时,油脂含量和产率最高,分别为29.17%和11.40mg/(L·d)。而胞内多不饱和脂肪酸比例随着氮浓度的升高显著增加,其中EPA含量由8.06%升高到18.76%。此外藻细胞在限氮培养时,其油脂含量增加至23.07%,为最初含量的2.8倍,同时总糖含量升高了76%左右,叶绿素a和蛋白含量则分别下降了大约29%和24%。高浓度硝态氮有利于N.oculata C170细胞生长及胞内EPA积累,低浓度硝态氮诱导藻细胞油脂积累并与糖类合成、色素和蛋白降解相关联。     

培养条件对丝状微藻克里藻生长与亚油酸合成的影响

为开发亚油酸生产新资源,对筛选获得的一株丝状微藻克里藻,考察培养基氮浓度、培养基磷浓度、光强、培养温度和环境pH对其生长、氮消耗、油脂含量和油脂脂肪酸组成的影响。结果表明：培养基氮浓度对克里藻生长没有明显影响,但高氮不利于油脂和不饱和脂肪酸的合成;培养基磷浓度过低会抑制细胞生长,过高对细胞有毒害作用;适当提高光强有利于细胞生长,但对细胞内油脂含量影响不大,低光强培养有利于亚油酸等不饱和脂肪酸的合成;培养温度对克里藻生长与油脂积累影响不大,低温培养有利于亚油酸的合成;环境pH对细胞生长、油脂积累和亚油酸合成影响明显,pH 6.0～7.5的弱酸-中性条件下细胞生长最快,油脂含量更高;控制初始氮浓度3～6 mmol/L、磷浓度0.115～0.230 mmol/L、光强100～300μmol/(m²·s)、培养温度15～30℃、环境pH 7.5左右,克里藻细胞可积累42%左右的油脂,油脂中亚油酸含量在65%～75%。综上,丝状微藻克里藻是一种有潜力的亚油酸生产新资源。     

氮、磷对单针藻异养生长与油脂合成的影响

在异养条件下,应用Andrew方程考察了氮、磷营养盐对单针藻Monoraphidium sp.FXY-10生长的影响,并研究了氮、磷营养盐对单针藻油脂含量的影响。结果表明,磷的半饱和常数(KS,P)小于氮的半饱和常数(KS,N),说明磷对单针藻生长的影响大于氮。此外,在NaNO3质量浓度为1 g/L时,生物量产率(253.77 mg/(L·d))、油脂产率(110.36 mg/(L·d))、油脂含量(43.49%)达到最大值;在K2HPO4质量浓度为0.1 g/L时,生物量产率(323.54 mg/(L·d))、油脂产率(136.83 mg/(L·d))、油脂含量(42.29%)达到最大值。并且在氮、磷缺乏的情况下,油脂含量相对较高。     

环境因子对紫球藻细胞脂肪酸组成的影响

采用氯仿-甲醇法提取紫球藻脂肪酸,探讨不同生长时期及光照等环境因素对紫球藻细胞脂肪酸组成的影响.实验结果表明,紫球藻在对数生长末期粗脂肪累积达到最大(12.84%),AA的含量在对数生长末期较高(20.65%),而EPA的含量则在对数生长初期达到较高(25%左右);强光照有利于紫球藻总脂肪的积累,弱光更有利于AA的合成,中等光强下的培养有利于EPA的积累;紫球藻在通气和最适生长pH下培养有利于PUFA的积累.     

氮、磷源及海盐对微茫藻细胞生长和油脂积累的影响

为研究营养成分对一株淡水富油微茫藻(Micractinium reisseri)细胞生长和油脂积累的影响.以BG11为基础培养基,分别考察了氮源、磷浓度及海盐浓度的影响.实验结果表明,氯化铵为微茫藻细胞生长和油脂积累的最适氮源,以其为氮源时,微茫藻的油脂产量是原培养基中以硝酸钠为氮源时的1.6倍,缺氮培养条件下,微茫藻细胞油脂含量最高,但生物量较低;培养基中的磷浓度为80mg/L时,微茫藻总脂产量达到最高,为原培养基中磷浓度(40mg/L)时的1.4倍;添加适量海盐能够促进微茫藻的生长,同时该株微茫藻可以耐受比较高的海盐浓度(20g/L),其最适生长和油脂积累的海盐浓度为10g/L,在此浓度下,其总脂产量最高,是未添加海盐时的2.5倍.     

布那迪栅藻异养培养条件的优化和生化组成含量分析

研究了布那迪栅藻(Scenedesmus bernardii)异养培养条件及不同碳源、氮源对其生化组成的影响。结果表明:异养培养时所需的最佳碳源为葡萄糖,其最适质量浓度为50.0 g/L;最佳氮源为酵母提取物,其最适质量浓度为2.7 g/L;摇瓶培养时所获得的最大生物量达24.8 g/L。布那迪栅藻异养培养时细胞内主要积累碳水化合物,其含量达到细胞干重的58.2%,最高产率为1.05 g/(L·d);其次积累总脂,含量为细胞干重的30.9%,最高产率为0.64 g/(L·d)。     

高产油小球藻的低温等离子体诱变育种

以普通小球藻(Chlorella vulgaris)为研究对象进行低温等离子体诱变,测定培养期间小球藻的生物量、总脂含量及脂肪酸组成等指标,旨在筛选获得生长速度快、油脂含量高的小球藻突变株。结果表明:诱变筛选得到3株油脂含量高的藻株,其中诱变株M1的总脂含量、中性脂含量、总脂产率及中性脂产率分别为37. 28%、19. 12%、8. 20 mg/(L·d)和4. 21 mg/(L·d),较野生株分别提高了103. 5%、133. 5%、163. 7%和202. 9%; M1的生物量和蛋白质含量也有一定程度的提高; M1藻细胞油脂中的MUFA和PUFA含量分别为44. 0%和19. 8%,较野生株分别提高了23. 6%和32. 9%,作为生物柴油指标的十八烯酸C18∶1含量也较野生株提高了64. 9%。     

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。     

两步培养法提高栅藻的生物量及油脂含量

采用两步法培养栅藻,即在低光强-含氮条件下,培养栅藻至稳定期积累生物量,然后将栅藻转移至高光强-缺氮培养基中积累油脂。结果表明:在低光强-含氮培养基BG11(+N)条件下,适宜栅藻生长的低光强为2 000~2 400 lx,培养期为10 d;转高光强-缺氮培养基BG11(-N)条件下培养,适宜栅藻积累油脂的高光强为6 000~6 500 lx,培养期为6 d。利用两步法培养栅藻,其生物量可达(0.957±0.126)g/L,油脂含量可达(23.35±0.2)%。两步法培养栅藻的生物量和油脂含量分别比常规单步法培养(10 d)的提高了35.74%和近1倍。