两步培养法提高蛋白核小球藻的油脂含量

基于Chlorella pyrenoidosa的生长规律和在缺氮条件下培养可提高其细胞内的油脂积累的特性,进行了两步培养法提高小球藻油脂产量的研究.结果显示：小球藻高密度生长的最适葡萄糖和硝酸钾质量浓度分别为20 g/L和1.50 g/L;单步培养法中氮源KNO3初始质量浓度为1.50 g/L时的小球藻生物量为（7.55±0.23）g/L,两步培养法中的小球藻生物量提高至（9.23±0.11）g/L;与单步培养法相比,两步培养法中小球藻细胞的油脂含量和总脂肪酸含量分别提高了5.8%和5.2%,藻的热值由（23.58±0.02）kJ/g提高到（25.52±0.03）kJ/g.这说明,两步培养法不仅可保证藻细胞的高密度生长,而且能有效增加藻细胞的油脂含量.     

不同氮源形态和植物激素对小球藻USTB01生长及叶黄素含量的效应

在光照条件下,分别研究了氯化铵、尿素和硝酸钾3种氮源,以及吲哚乙酸（IAA）和吲哚丁酸（IBA）2种植物激素对小球藻生长及叶黄素含量的效应.结果表明,葡萄糖和硝酸钾分别作为唯一碳源和氮源可以支持小球藻快速持续生长;尿素作为唯一氮源时小球藻生长缓慢,而氯化铵作为唯一氮源时因使培养物中的pH快速降低而抑制了小球藻的进一步生长.与尿素和氯化铵相比,硝酸钾是促进小球藻生物合成叶黄素的最好氮源,小球藻细胞中的叶黄素含量可以达到0.85 mg/g.在葡萄糖为碳源和硝酸钾为氦源条件下,加入植物激素IAA、IBA非但不能明显促进小球藻的生长,反而明显抑制了小球藻对叶黄素的生物合成.     

不同氮源对混养小球藻生长和部分生化组成的影响

探讨不同氮源对小球藻生理活动的影响.在添加葡萄糖且提供光照的混养条件下,检测研究尿素、KNO3、NH4NO3和NH4Cl四种氮源对普通小球藻(Chlorella vulgaris)生长、光合色素含量、细胞内蛋白质含量、多糖含量以及油脂含量的影响.结果表明,KNO3是促进混养小球藻生长和多糖、油脂积累的最佳氮源,以KNO3为氮源时,油脂含量达到了17.93%;尿素是促进混养小球藻光合色素和蛋白质积累的最佳氮源.在实际应用中,可以根据不同的需求来选择适宜的氮源.     

氮缺失对蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）的油脂含量的影响以及应用两步培养法提高藻的油脂产率

摘要：氮缺失培养可提高绿藻属Chlorella pyrenoidasa 内的油脂积累并使不同种类的脂肪酸含量也发生改变。两步培养法和氮源KNO3初始浓度为1.5 g/L的单步培养法相比,细胞油脂含量和总脂肪酸含量分别提高了5.8%和 5.2%。两步培养法中生物量浓度为8.32 g/L,而单步培养法中生物量浓度为7.55 g/L。与单步培养法中热焓值为23.587 MJ/kg 相比两步培养法中热焓值提高到25.524 MJ/kg。两步培养法中小球藻热焓值的提高可能是细胞油脂含量提高的缘故。应用两步培养法不但可以提高生物量的浓度而且增加细胞油脂含量。本研究表明,两步培养法特别适合油脂含量丰富的藻的生产,这有利于大规模培养藻生产生物柴油。     

转轮状病毒基因椭圆小球藻生产藻粉和油脂条件的优化

为了解转轮状病毒基因操作对椭圆小球藻产藻粉和油脂的影响并获取最佳培养条件,利用Western Blot检测验证椭圆小球藻生物反应器的成功建立,之后在不同氮源浓度和pH的培养基中培养野生和转基因椭圆小球藻.结果发现,转基因椭圆小球藻可以成功表达外源基因产生目的蛋白,但外源基因的导入确实降低了椭圆小球藻的藻粉和油脂产量.当培养基的氮源质量浓度为3g/L、初始pH值为5时,转基因椭圆小球藻的藻粉和油脂产量均较高.     

小球藻USTB01的异养培养和叶黄素的生产

研究了异养无光照条件下不同碳源、氮源和碳氮质量比对小球藻生长及叶黄素产生的影响.结果表明,葡萄糖和硝酸钾分别是支持小球藻USTB01持续快速生长的最佳碳源和氮源.以葡萄糖和硝酸钾分别作为唯一碳源和氮源时,在初始氮质量浓度都为0.28 g·L-1情况下,碳氮质量比为25∶1是促进小球藻生长的优化控制条件.硝酸钾是促进小球藻USTB01叶黄素生物合成的最佳氮源,但在碳氮质量比从15到30的范围内,小球藻细胞中叶黄素含量随碳氮质量比的升高而降低.     

小球藻生长及协同净化畜禽养殖废水研究

为了研究小球藻在模拟畜禽养殖废水中的生长特性及其对高质量浓度有机物废水的协同净化效果,分析小球藻在自养/异养混合代谢生长模式下对有机与无机碳源的竞争利用策略以及外加无机碳源对小球藻生长与废水净化能力的影响规律。研究结果表明:在高质量浓度有机碳(化学需氧量质量浓度ρCOD为(1 172±22.5) mg/L)存在条件下,一定浓度的无机碳(0.1～1μmoL/L)可以促进小球藻的生长及其对有机物的吸收,COD去除率可提高12.9%～40.4%,同时小球藻合成积累油脂和叶绿素能力也得到提高,藻细胞内总叶绿素质量浓度高达(8.6±0.06)mg/L,单个藻细胞中油脂质量达(0.26±0.004) ng。但当无机碳源的浓度继续提高到2.1 mmoL/L时,小球藻的生长和废水有机碳利用速率明显受到抑制,小球藻的比生长速率下降(6.5±2.1)%,COD去除率只有(68.8±5.6)%,但对氮磷去除率影响不大,总氮、总磷、氨氮的去除率分别为(97.0±0.6)%,(86.8±3.8)%和100%。     

小球藻的筛选和异养培养

从北京清河筛选出了具有异养能力的一株藻类,经初步鉴定为小球藻.在异养批量培养条件下,研究了不同氮源和碳氮比对筛选小球藻生长的效应.当葡萄糖作为惟一碳源时,硝酸钾和尿素都可以分别作为惟一氮源支持小球藻快速持续生长,而氯化铵作为惟一氮源时因使培养物中的pH快速降低而抑制了小球藻的进一步生长.当葡萄糖和硝酸钾分别作为小球藻生长的惟一碳源和氮源时,在碳氮质量比从5到20范围内,小球藻的生长随碳氮质量比的升高而明显增加,最大OD680nm达到了73.8.     

不同氮源对骨条藻光合活性、生长和中性脂积累的影响

研究了硝酸钠、氯化铵和尿素作为单一氮源对骨条藻的光合活性、生长及中性脂积累的影响.结果表明:最适合骨条藻生长的氮源是氯化铵,其次是尿素,最后是硝酸钠,3种氮源的最适浓度均为4.4×10-4mol/L,光合活性的结果与藻的生长基本一致.3种氮源各浓度梯度的中性脂积累量最大值基本都出现在第7天(培养时间为8d),与藻的生长不是同步关系.最适合骨条藻中性脂积累的氮源是氯化铵,最适浓度为8.8×10-6mol/L,其最高油脂含量为31.07%.硝酸钠组的最高油脂含量为28.46%,略高于尿素组的最高油脂含量27.99%,但尿素组最适合中性脂积累的氮源浓度为1.8×10-5mol/L,低于硝酸钠组的最适氮源浓度1.8×10-4mol/L.在高接种量的条件下,骨条藻油脂总量的高低与百分含量的高低是基本一致的.     

Growth inhibition effect of phenicol antibiotics on Chlorella pyenoidosa

采用光照培养箱室内培养法,将蛋白核小球藻暴露于不同质量浓度苯丙醇类抗生素的水体中4d,研究3种苯丙醇类抗生素氟苯尼考(FF)、甲砜霉素(TAP)和氯霉素(CAP)对蛋白核小球藻种群生长的影响.研究结果表明:氟苯尼考、甲砜霉素和氯霉素对蛋白核小球藻的生长有一定的抑制作用,该效应表现出一定的质量浓度和时间依赖性,48 h的EC5o分别为10.42 mg/L、84.35mg/L和28.66 mg/L;96h的EC50依次为9.40、64.92和25.26mg/L.氟苯尼考、甲砜霉素和氯霉素对蛋白核小球藻的安全浓度分别为0.94、6.49和2.53 mg/L结果还表明,这3种苯丙醇类抗生素,以氟苯尼考对蛋白核小球藻生长的抑制作用最大,氯霉素次之,甲砜霉素最小.     

溴氰菊酯对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)的毒性效应

采用人工光照培养箱室内培养方法,研究了农药溴氰菊酯对一种淡水绿藻--蛋白核小球藻的毒性作用.研究结果表明:溴氰菊酯对蛋白核小球藻96 h的EC50为0.843 mg/L.当溴氰菊酯浓度≥0.8 mg/L时,蛋白核小球藻的生长受到明显抑制,生长滞期延长,光合作用受阻,MDA含量显著提高,细胞膜透性增加.低浓度溴氰菊酯对蛋白核小球藻的生长有一定的促进作用,高浓度的溴氰菊酯处理的小球藻呈现出先抑制其生长而后又促进其生长的趋势.     

稀土钐对若干淡水藻类的毒性作用研究

稀土是一种具有特殊性质的矿产资源,应用十分广泛,其毒理学效应引人关注。本实验以对数生长期的蛋白核小球藻、栅藻为对象,研究了不同浓度（0 mg/L、5 mg/L、10 mg/L、20 mg/L、30 mg/L、40 mg/L）的稀土钐对2种藻的毒性作用,测定了96 h EC50及作用192 h后淡水绿藻的生物量、可溶性蛋白含量、过氧化物酶活性、MDA含量等。结果表明：在一定浓度范围内,稀土金属钐对绿藻的生长有刺激作用,但超过一定浓度后则起阻碍作用。横向比较,稀土金属钐对2种绿藻的抑制作用程度大小为栅藻〉蛋白核小球藻;随着钐浓度的增长,小球藻的可溶性蛋白含量下降,过氧化物酶活性、MDA含量下降,氧化系统受破坏程度逐渐加深。     

响应曲面法优化絮凝去除蛋白核小球藻

采用响应曲面分析研究了聚合氯化铝(PAC)和羧甲基壳聚糖(CMC)复合去除蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)的最优实验条件.在单因素实验的基础上,以PAC的投加量、CMC的投加量以及静置时间为考察因素,以小球藻去除率、残余铝浓度为考察指标,用Box-Behnken实验设计方法设计了共17组实验.结果表明:通过响应曲面预测得到了最优实验条件,在PAC投加量6.56mg(131mg/L)、CMC投加量0.5mg(10mg/L)、静置时间40min时,除藻率达到最大92%,残余铝浓度达到最低0.13mg/L.通过最优预测条件验证,得到的藻类去除率为91%,残余铝浓度为0.16mg/L,说明预测值与实际值差别不大.     

解磷钾胶质芽孢杆菌培养基的优化研究

通过优化单因子及正交实验对影响胶质芽孢杆菌生物量的主要因子碳源、氮源的种类及添加量,分析出菌体生物量的最大影响因子和培养基组分的最优组合。结果表明:由单因子实验可知以葡萄糖为碳源,硫酸铵为氮源时菌体生物量较高。正交实验结果可知葡萄糖是菌体生物量主要的影响因子;比较理想的培养基优化配方为(g/L):葡萄糖24,硫酸铵1,豆饼9,碳酸钙2,硫酸镁2,磷酸二氢钾4,氯化铁0.1。在此条件下活菌数可达8×108cfu/mL。     

被孢霉生产γ-亚麻酸发酵条件的研究

在以前的工作基础上继续对变株A02生产γ-亚麻酸的发酵条件进行了研究.我们使用不同碳源、不同氮源、不同温度以及不同C/N进行摇瓶实验.结果发现葡萄糖是油脂合成的最适碳源,最适氮源为酵母膏,菌丝生长的最适C/N比为40:1,而油脂合成的最适C/N比为60:1,25～30℃适于菌丝生长,15～20℃既适合细胞积累油脂,又适合γ-亚麻酸的合成.研究结果提高了用微生物发酵法大规模生产多不饱和脂肪酸的产率.     

三角褐指藻的培养条件研究

对三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)进行了培 养条件研究,结果表明,在20 ℃下,采用去除氮源的No.4基本培养液,起始pH值为8.0,(N H2)2CO为氮源,氮浓度为0.01 mol/ L时,对藻细胞的光合自养生长极为有利,培养10 d,其生物量达441 mg/L.过高的碳酸氢钠 浓度(>0.04 mol/L)易引起培养液pH值的过大改变而导致培养液中出现沉淀,在培养液中加 入葡萄糖有利于藻细胞的生长,光合自养生长生物量浓度较低,混合营养明显促进藻细胞的 生长,且培养液中同时含质量分数0.2%葡萄糖和0.04 mol/L碳酸氢钠后藻生物量达1 630 mg /L,因此光合异养生长明显促进藻细胞的生长.     

城市污水培养富油蛋白小球藻的研究

为研究城市污水培养富油蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidsa）的可行性,分别采用了高压和紫外2种方式进行城市污水的灭菌,对蛋白核小球藻进行培养,考察了净化水质的效果及其油脂含量和脂肪酸组成的变化.结果表明：该株蛋白核小球藻有较高的耐污能力,对城市污水有较好的净化效果.紫外灭菌和高压灭菌后培养的蛋白核小球藻对水质的净化效果差别不大,其中COD去除率高于67.0%,总氮和氨氮去除率高于95%,总磷去除率最高达到92.87%,其中紫外灭菌培养的藻在生长初期对COD的去除率更有效.高压灭菌后培养的藻的生物量是紫外灭菌后培养的藻生物量的1.43倍,灭菌方式对城市污水培养藻的油脂含量的影响较小.基于生产的成本和操作的便利性,紫外灭菌方式更适用于基于城市污水大规模养藻系统.     

驯化过程对小球藻和螺旋藻生长及酚降解能力的影响

以蛋白核小球藻（Chorella pyreniodosa)极大螺旋藻（Spriulina maxima)为材料,经300mg/L酚驯化的小球藻和螺旋藻降解酚的能力都有了提高,小球藻的酚最大致死浓度由500mg/L上升到700mg/L,酚降解速度提高到驯化前的3．22倍,螺旋藻耐酚能力未见明显改变,最大酚致死浓度仍为500mg/L,但在400mg/L接近致死酚浓度条件下,驯化过的藻体长势较未驯化的藻体要好,驯化后的螺旋藻酚降解速度提高到驯化前的1．24倍。     

解脂耶氏酵母利用甘蔗渣发酵产赤藓醇

甘蔗渣是一种常见的固体废弃物,含多种营养成分,然而目前尚无有效地利用手段.研究以解脂耶氏(Yarrowia lipolytica)为发酵菌株,以甘蔗渣为唯一碳源,进行赤藓醇发酵生产.结果发现,甘蔗渣作为赤藓醇发酵碳源的最佳添加量为30.0 g/L;经优化,甘蔗渣发酵赤藓醇的最佳氮源为(NH4)2S2O8,添加浓度为3.0 g/L时,赤藓醇产量达到最高;当发酵培养基中添加60.0 g/L的NaCl所产生的渗透压最有利于赤藓醇生成.同时,添加10 mg/L的Mn2+和4mg/L的Cu2+可进一步促进赤藓醇合成.在最优条件下发酵168 h,赤藓醇的产量达到峰值18.9 g/L,产率为63%.结果表明,甘蔗渣可以作为唯一碳源发酵产赤藓醇,该发酵工艺为降低赤藓醇发酵成本及甘蔗渣再利用探究了一条新途径.     

微生物发酵法合成高分子聚合物γ-PGA的研究

以一株γ-聚谷氨酸高产菌枯草芽孢杆菌B-115为实验菌株,分别考察碳源、氮源种类及浓度、前体物添加量、生长因子和发酵条件对γ-聚谷氨酸产率的影响.优化结果显示:碳源是6.5%的玉米糖化液,氮源是0.4%的普通蛋白胨,前体物谷氨酸钠的添加量为4%,生长因子种类及添加量分别为0.15%硫酸镁、0.006%硫酸锰、0.8%磷酸二氢钾、1.0%氯化钠、0.03%氯化钙;发酵条件为初始pH值6.5,接种量2%,装液量50 mL/250 mL1,50 r/min3,7℃培养84 h;γ-聚谷氨酸的产率可从57.85 g/L提高到68.30 g/L.