珠磨法破碎小球藻提取类胡萝卜素的动力学及能量消耗分析

采用珠磨法破碎小球藻冷冻干燥藻和湿藻细胞,以叶绿素释放量为指标评价细胞破碎程度,分析其细胞破碎过程的动力学情况,同时结合能量消耗情况分析细胞破碎程度对类胡萝卜素提取效果的影响。结果表明：一级动力学方程可较好地拟合小球藻细胞珠磨破碎过程。在类胡萝卜素提取过程中,将冷冻干燥藻和湿藻细胞的破碎率分别控制在70%和90%时,其最佳的类胡萝卜素提取量可分别达6.38 mg/g和6.26 mg/g。通过破碎过程的能量消耗分析,发现湿藻细胞破碎过程消耗的能量要高于冷冻干燥藻;冷冻干燥藻细胞质量浓度在40～160g/L时,只要输入相同的比能量消耗,均可达到较为一致的细胞破碎率及类胡萝卜素提取效果;而湿藻细胞质量浓度在80g/L时,可在较低的比能量消耗情况下达到较高的细胞破碎率及类胡萝卜素提取量。本实验结果可为小球藻的细胞破碎过程及其有效成分的开发利用提供一定的理论参考和实验依据。     

基于抗生素敏感性构建索罗金小球藻异养无菌体系的研究

为构建索罗金小球藻（Chlorella sorokiniana FZU60）的异养无菌体系,对其共生菌进行分离和鉴定,并考察了8种常见抗生素（头孢噻肟、卡那霉素、新霉素、氨苄青霉素、链霉素、四环素、氯霉素和红霉素）对共生菌和藻株FZU60生长的影响。结果表明：异养体系中主要的共生菌为芽孢杆菌（Bacillus）(78.76%)和甲基杆菌（Methylobacterium）(3.14%),且10 mg/L头孢噻肟、10 mg/L四环素、100 mg/L卡那霉素和100 mg/L红霉素对这两株共生菌均具有较好抑制效果,但对藻株FZU60的生长无明显影响。在此基础上,进一步考察了不同抗生素组合对藻株FZU60异养共生菌的抑制效果,发现采用10 mg/L头孢噻肟、10 mg/L四环素和100 mg/L卡那霉素的抗生素组合可成功构建异养无菌体系,且经3次传代培养后藻株FZU60仍可维持稳定的生长及无菌状态。本实验结果可为索罗金小球藻高密度异养中无菌藻种的制备提供一定的理论参考和实验依据。     

高产叶黄素小球藻(Chlorella sorokiniana)FZU60高盐度适应性驯化及表征

提高微藻耐盐性可减少培养过程对淡水资源的依赖,从而降低微藻基产品的生产成本。对高产叶黄素的小球藻(Chlorella sorokiniana) FZU60进行高盐度适应性驯化,分析了驯化过程藻细胞生长及细胞组成的变化,并对比了耐盐株和原始株的叶黄素生产情况。结果表明,经过长期的高盐度适应性驯化培养,最终可获得在50 g/L盐度下正常生长的小球藻FZU60耐盐藻株。与原始株相比,耐盐藻株的细胞体积增大、藻体颜色加深,其油脂和蛋白质质量分数均有所提高,色素含量无显著变化,但碳水化合物含量降低。在30 g/L盐度下,耐盐株具有较高的生物量产率767.89 mg/(L·d)和叶黄素产率5.62 mg/(L·d),分别比原始株提高了20.34%和20.31%。筛选获得的小球藻FZU60耐盐藻株具有更高的叶黄素生产能力,可为利用海水进行微藻叶黄素生产及降低生产成本提供合适的藻种来源。     

离子交换树脂吸附L-色氨酸的动力学研究

通过静态吸附实验,研究了L-色氨酸在001×7型阳离子交换树脂上的等温吸附和吸附动力学特性.采用动边界模型描述L-色氨酸在该树脂上的交换行为,考察了料液浓度、树脂粒径和温度对交换过程的影响.结果表明,L-色氨酸在001×7型阳离子交换树脂上的吸附等温线符合Langmuir等温方程,且随pH降低,树脂的最大平衡吸附量逐渐增大;交换过程的吸附速率随L-色氨酸浓度和温度的升高而增大,但随树脂粒径的增大而减小;离子交换过程的速度控制步骤为颗粒扩散控制.交换过程的反应速率常数k0为1.199×10-5,反应级数a为1.7,表观活化能Ea为19.94kJ·mol-1,并得到了动力学总方程式.     

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。     

鱿鱼内脏粗提油的精制工艺优化及其理化指标分析

本研究采用碱炼法脱酸、活性白土分批脱色对鱿鱼内脏粗提油进行精炼。分别以酸价和脱色率作为脱酸和脱色效果的评价指标,在单因素实验的基础上,运用中心组合设计法优化精制工艺,同时分析测定了精制前后鱿鱼内脏油的相关理化指标。结果表明鱿鱼内脏粗提油的最佳脱酸工艺为:碱液浓度26 °Bé、碱炼温度54℃、碱炼时间26 min,在此脱酸条件下鱿鱼内脏油的酸价为(0.63±0.05)mg/g;最佳脱色工艺为:活性白土添加量3.7%、脱色温度88℃、脱色时间60 min,在此脱色条件下鱿鱼内脏油的脱色率为92.38%±1.25%。精制后鱿鱼内脏油的酸价和色泽达到一级精制鱼油的质量标准,其他各项理化指标达到或接近二级精制鱼油的质量标准。精制后鱿鱼内脏油的多不饱和脂肪酸含量达38.91%,其中EPA和DHA含量分别为12.56%和16.32%。以上结果说明本研究优化的工艺能够对鱿鱼内脏粗提油进行有效的精炼,可用于工业化生产。     

室内外培养对耐温微藻Desmodesmus sp. F51细胞生长和叶黄素积累的影响

在室内培养耐温微藻F51,考察了培养温度、自来水及非灭菌培养基对细胞生长及叶黄素积累的影响,并与50 L柱状光生物反应器户外分批培养情况进行对比. 结果表明,藻株在35℃下的生物质产率和叶黄素产率最大,分别为767.5和3.05 mg/(L?d). 低温培养有利于叶黄素积累,但生长速率减缓. 用自来水及非灭菌培养基培养时,藻株无明显的生长抑制及染菌现象,在13.0?27.6℃户外培养温度下,藻株最高生物质产率、二氧化碳固定率和叶黄素产率分别为236.3, 444.2和1.17 mg/(L?d).     

复合酶制备鱼蒸煮液水解肽及其抗氧化活性研究

目的:研究鳀鱼蒸煮液的最佳酶解工艺条件,并分析所制备水解肽的分子量分布和抗氧化特性。方法:以三氯乙酸氮溶解指数(Trichloroacetic acid-nitrogen soluble index,TCA-NSI)为酶解效率的评价指标,在单因素实验基础上,运用中心组合设计法优化水解肽的制备工艺,并对酶解产物的分子量分布及抗氧化活性进行分析。结果:鳀鱼蒸煮液的最佳酶解条件为酶解时间45 min、酶解温度54.5 ℃、酶解pH8.2、碱性蛋白酶与中性蛋白酶比例1:1,在此条件下TCA-NSI可达76.51%。所制备的水解肽中分子量低于1500 Da的多肽含量可达81.941%。水解肽对DPPH自由基、羟自由基和超氧阴离子自由基清除率的IC₅₀分别为2.45、1.37和3.45 mg/mL,表明其具有较强的抗氧化活性。结论:采用复合酶法可高效酶解鳀鱼蒸煮液,并获得具有较强抗氧化活性的水解肽,可为鳀鱼蒸煮液高值化利用及活性肽产品开发提供理论依据。