采用不同装置培养螺旋藻的对比研究

该试验在光合自养和混合营养两种条件下,分别采用250 mL摇瓶、5.0 L全自动发酵罐和10.0 L自制光生物反应器培养螺旋藻,以藻体生物量为试验指标,比较细胞在3种装置中的生长情况。结果可知,10.0 L光生物反应器培养效果最好,在光合自养条件下藻体生物量最大为1.277 g/L,比摇瓶和全自动发酵罐培养时分别提高78.6%和61.8%,混合营养条件下最大值为1.715 g/L,比其他两种装置分别提高了6.3%和6.1%。表明自制的光生物反应器能很好地满足螺旋藻细胞生长,且结构简单,操作简便。     

户外管式光生物反应器培养发状念珠藻细胞

采用液体悬浮培养方式,实现了户外条件下160 L和300 L管式光生物反应器(φ50和φ110)对发状念珠藻细胞的培养,培养液pH通过酸度在线控制系统控制在8.0~8.5之间,管道内藻液流速为0.2~0.3 m/s。培养液温度通过淋水装置控制在25~28℃。在光照充足条件下,经过8d培养,160 L管式生物反应器中发状念珠藻的生物量OD420值由0.325增加至0.907,300 L管式光生物反应器的生物量OD420值由0.37增加至0.533,而室内气升式光生物反应器OD420值由0.306增加至0.775。通过与室内80 L气升式光生物反应器培养对比发现,管式光生物反应器最终收获的发状念珠藻藻粉中蛋白质含量为46.8%,荚膜多糖含量为17.8%,均高于室内气升式光生物反应器深层液体悬浮培养下的37.8%和5.6%。结果表明,发状念珠藻细胞适于户外管式光生物反应器条件下的培养。     

pH值对钝顶螺旋藻生长的影响

pH值不但影响培养液中营养基质的离解程度，而且对螺旋藻的生长、代谢乃至细胞形态都造成显著的影响。本文得出：钝顶螺旋藻生长的pH范围为8.5～10．0，最适生长pH为9．0～9．6，pH值超过10．5时，对螺旋藻的生长产生抑制作用。混合营养培养时，通过对螺旋藻生长过程中pH值变化的研究，得出：与无机碳源相比，有机碳源作为营养源更易被螺旋藻利用并合成细胞物质。     

采用5.0L全自动发酵罐进行钝顶螺旋藻培养的研究

采用5.0L全自动机械搅拌式发酵罐作为培养装置,分别进行了钝顶螺旋藻光合自养和混合营养培养研究.通过测定最终藻体细胞中藻体干重(DW)、藻胆蛋白和叶绿素a等成分,可知混合营养条件下,藻体干重比光合自养培养时提高104.75％,但藻胆蛋白和叶绿素a的含量分别降低13.5％和18.2％.在此基础上,进行了螺旋藻混合营养条件下半连续培养研究,结果表明藻体干重比采用混合营养分批培养时提高38.05％,而藻胆蛋白和叶绿素a的含量则分别降低3.76％和1.75％.从最终培养结果可知,利用光生物反应器对螺旋藻进行规模化半连续培养是一种可行的培养方式.     

无机碳源和有机碳源的相对含量和相互作用对螺旋藻混合营养生长的影响

在螺旋藻的混合营养生长中，若HCO3－浓度低（如0．05mol／L），螺旋藻优先同化葡萄糖时产生的一些有机副产物对其生长会产生抑制作用；而HCO3－浓度高时（如0．2mol／L），该抑制作用会减轻。自养生长条件下，在非开放的光生物反应器中，只要藻种未被污染，可采用0．05mol／LHCO3－培养螺旋藻而不会影响其生长。     

螺旋藻混合营养培养基响应面法的优化研究

本实验利用自制的光生物反应器进行螺旋藻混合营养培养,分别采用单因子试验和因子分析设计对添加的混合营养成分进行筛选。结果表明,影响螺旋藻生长的主要因子是葡萄糖、硝酸铵和VB1。利用响应面法(RSM)对上述三个显著因子的最佳水平范围进行研究,并建立以藻体干重(DW)为响应值,以葡萄糖、硝酸铵和VB1为自变量的二次多项式数学模型。最后对光照强度和营养成分的不同补加周期进行优化研究,最终藻体干重为1.822g/L。     

螺旋藻培养条件响应面法优化的研究

本研究设计了用于螺旋藻培养的新型气升式光生物反应器,并用响应曲面法对其培养条件进行优化。试验选取影响螺旋藻生长的四个关键因素即光照强度、通气量、培养时间和接种量,并对其最佳水平范围进行研究,建立了以藻体干重为响应值的二次多项式方程。试验结果表明,四个因素对藻体生长的影响大小依次为光照强度、培养时间、装液量、通气量;对方程解逆矩阵可知,当光照强度、通气量、培养时间和接种量分别达最佳水平4400lx、212.2L/h、8.8d和7.2L时,DW最大值为1.277g/L。     

利用膜光生物反应器培养和预采收钝顶螺旋藻的条件

为降低钝顶螺旋藻培养和采收成本,利用膜光生物反应器(MPBR)进行钝顶螺旋藻培养和预采收的条件研究实验。实验结果表明:当生物量达到1.8 g/L时可进行微藻采收;初始藻液质量浓度为1.828 g/L时,MPBR中最大体积浓缩系数为2,最佳稀释率为0.08 d-1,藻产品质量浓度可达3.319 g/L;获得1 g微藻生物量,MPBR中可节约水、氮、磷的量分别为0.301 L、0.248 g、0.053 g。与传统光生物反应器(PBR)相比,MPBR能够降低微藻培养和采收的成本。     

藻类光生物反应器的设计及应用研究

根据藻类的生长特点设计了一个容积为10.0L的光生物反应器,其长×宽×高分别为320mm×80mm×390mm。利用该反应器进行螺旋藻培养实验,采用响应面法对其培养条件进行优化研究,建立以藻体干重为响应值,以光照强度、通气量、培养时间和装液量为自变量的二次多项式数学模型。培养条件优化后螺旋藻最终干重为1.298g/L。实验结果表明,所设计的反应器能很好地满足藻类生长,其培养产率也明显提高。     

采用新型溢流喷射光生物反应器培养螺旋藻的研究

采用一种新型溢流喷射光生物反应器进行螺旋藻的室内分批培养试验。并使用溢流喷射器同时实现藻液的循环、搅拌和通气。     

螺旋藻的光生物反应器高密度培养

利用自制的光生物反应器对螺旋藻的生长进行了研究。结果表明 :光照强度和液体循环速度对藻体细胞的生长有极显著的影响 ,培养温度对生长有显著的影响 ;通过流加和碳源的供给形式的改变等培养条件和培养工艺的改进使藻体的生长速率、生物量产率和生物量产量分别达到了 0 .4 1 1 /d、3 2 .2 5g/m2 · d和 3 .93 g/L的水平 ,最大生长速率达到了0 .566/d。     

一株螺旋藻溶藻菌的分离、鉴定及溶藻特性初步研究

从黄化的螺旋藻体中分离出一株溶藻菌ES1,经形态、生理生化、16S rDNA序列分析鉴定为盐单胞菌属(Halomonas sp.)。该菌对螺旋藻有较好的溶解效果,能在24h使螺旋藻絮凝成团、黄化死亡,加入15%体积分数的菌液2d后螺旋藻去除率就可达到70.71%。实验表明,经0.22μm的微孔滤膜过滤,高温、低温灭菌处理的滤液,仍能强烈抑制螺旋藻生长,说明起溶藻作用的是ES1菌株的代谢产物,且该代谢产物在高温121℃和低温-80℃下稳定。ES1菌株生长速度快,对盐、碱有较强的耐受性,并能通过自身代谢产物调节pH至适合其生长的9.2左右,该菌的存在会使螺旋藻在短时间内大量死亡,对螺旋藻的大规模工业化养殖危害极大。     

环境因素对螺旋藻富集硒和锌及生长的影响

研究了光照强度、ｐＨ、锌盐等３种环境因素对富锌和硒的钝顶螺旋藻生长和富集量的影响,表明光照强度对藻生长和富集量的影响具有同步增长的态势,而锌盐、ｐＨ对藻生长和富集量的影响却出现不同步性。根据实验结果,调整培养条件,得到新的培养条件,使藻的生长速度加快,对硒富集量提高２０．７％,锌富集量提高２５．２％。     

关键环境因子对螺旋藻营养元素生物积累及有机化程度的影响

以钝顶螺旋藻为研究对象,通过在培养液中分别添加钙铁锌硒离子并结合调节螺旋藻细胞的生长环境条件以达到以上四种营养元素最大积累的目的,并对其在细胞内的有机化程度进行研究。结果表明:与对照组相比,当温度为20 ℃、光照12 kLux、pH8.5时,钙积累量提高了97%,螺旋藻钙总含量和其有机化程度分别达到18.21 mg/g、84.17%;当温度为30 ℃、光照4 kLux、pH10.5时,铁积累量提高了175%,螺旋藻铁总含量和其有机化程度分别达到1634.34 ppm、89.98%;当温度为30 ℃、光照8 kLux、pH8.5时,锌积累量提高了87%,螺旋藻最高锌含量和有机化程度分别达到88.30 ppm、58.28%;当温度为30 ℃、光照12 kLux、pH9.5时,螺旋藻中硒元素总含量及有机化程度分别为1011.00 ppm、70.54%。因此,在以环境调控为基础,同时配合增加外源培养液浓度的培养条件下,能够使得螺旋藻钙、铁、锌、硒四种矿物质营养离子积累量大大增加。     

啤酒厂中段废水培养螺旋藻的研究

对在不同营养条件下啤酒中段废水培养螺旋藻进行了研究。结果显示 :在每升中段废水中添加 3.0 g Na NO3、0 .5 g N2 HPO4、 12 g Na HCO3、在 p H9.0、光强 2 0 0 0 L ux、温度30℃条件下 ,通气培养 10天 ,螺旋藻生长量达 5 .5 6 0 3g/ l,培养得到的螺旋藻产品的总蛋白质含量达 41.8%。     

Influence of a Spirulina platensis biomass on the microflora of fermented ABT milks during storage (R1)

The objective of this research was to investigate the effect of a cyanobacterial (Spirulina platensis) biomass on the microflora of a probiotic fermented dairy product during storage at two temperatures. Spirulina-enriched and control (plain) fermented acidophilus-bifidus-thermophilus (ABT) milks were produced using a fast fermentation starter culture (ABT-4) as the source of Lactobacillus acidophilus (A), bifidobacteria (B), and Streptococcus thermophilus (T). Incubation took 6 h at 40 degrees C. As for the cyanobacterial product, the S. platensis biomass was added to the process milk during stirring at pH 4.5 to 4.6. Thereafter, the ABT-type fermented milks were cooled to 25 degrees C in ice water, filled into sterile, tightly capped centrifuge tubes, further cooled at 4 degrees C for 24 h, and then stored either at 15 degrees C for 18 d or at 4 degrees C for 42 d. Microbiological analyses and acidity measurements were performed at regular intervals. Our results showed that the counts of the starter organisms were satisfactory during the entire storage period at both temperatures applied in this research. The S. platensis biomass had a beneficial effect on the survival of ABT starter bacteria regardless of storage temperature. Postacidification was observed at 15 degrees C, whereas pH remained stable during refrigerated storage at 4 degrees C. The abundance of bioactive substances in S. platensis is of great importance from a nutritional point of view because thus the cyanobacterial biomass provides a new opportunity for the manufacture of functional dairy foods.     

光生物反应器内设LED光源的特性研究

从LED集成光电板的光电特性、光热效应、光衰减性、光辐射特征与植物和藻类光吸收特征的相匹配性及LED辐射单色光对螺旋藻的光合色素含量的影响等几方面 ,分析研究了LED集成光电板作为光生物反应器内部光源的特性及可行性 ,研究结果表明 ,LED集成光电板作为光生物反应器的内部光源 ,它所发射的单色光谱红光 (6 6 0～ 6 80nm、蓝光 (430～4 50nm) ,不仅能覆盖植物和藻类光合作用所需要吸收的光谱能带 ,促进叶绿素a对光能的吸收和螺旋藻的生长 ,增强光合作用 ,使细胞生物量与光合色素含量显著提高 ;而且不被吸收的光谱减少 ,节能达 38 75% ,无疑它将是光生物反应器潜在最有效的光源