青海省西宁市城市市政污水中绿藻资源调查

以青海省西宁市市政污水出水为研究对象,初步调查了污水中的绿藻资源,并从形态学上进行初步鉴定。结果显示,污水中含有绿藻门小球藻科蹄形藻、小球藻、顶棘藻,栅藻科栅藻,卵囊藻科纤维藻,衣藻科衣藻等藻株。而且栅藻藻株种类明显多于其他种类藻株。该实验结论希望能为污水净化和利用污水培养能源微藻提供依据。     

海洋胶体中的氮、磷和铁对微藻脂肪酸组成和含量的影响

以海洋微藻(海水小球藻、亚心形扁藻和球等鞭金藻)为对象,利用错流超滤技术提取海洋胶体,分别以胶体为唯一的氮、磷和铁源,研究胶体及其有机碳(COC)浓度对微藻脂肪酸组成和含量的影响.结果表明:以胶体为唯一氮源的体系,小球藻和金藻的脂肪酸与COC浓度之间无相关关系;低COC浓度下脂肪酸组分和含量多于高COC浓度下脂肪酸组分和含量.以胶体为唯一磷源的体系,3种微藻的脂肪酸各组分含量与COC浓度呈线性正相关;ccoc=0时脂肪酸组分最多,ccoc=238.4μmol/L时脂肪酸含量最高.以胶体为唯一铁源的体系,在COC浓度范围内(0～238.4μmol/L),各微藻脂肪酸含量与COC浓度呈线性正相关;ccoc=119.2～238.4μmol/L时,脂肪酸组分最多,含量最高.以胶体为唯一氮源体系培养的3种微藻的总不饱合脂肪酸含量最高,以胶体为唯一铁源体系培养的含量最小.     

镉离子对红树林底栖硅藻新月筒柱藻胞外多糖的影响

重金属镉在沉积物中普遍存在,易对底栖硅藻造成慢性毒害.研究了不同浓度的镉离子对红树林底栖硅藻新月筒柱藻的细胞生长、蛋白质含量及胞外多糖(extracellular polymeric substances,EPS)的影响.结果表明,与对照组相比,不同浓度的镉离子显著抑制了细胞的生长和蛋白质含量;0.001、0.01和0.1μg/mL实验组均显著抑制了EPS含量(p<0.05),浓度越高,抑制越强.但新月筒柱藻在不同生长阶段分泌附着胞外多糖(attached EPS,AEPS)和胶体胞外多糖(colloidal EPS,CEPS)不一样,在培养的前4d,CEPS含量高于AEPS含量10倍以上,4d后则AEPS含量高于CEPS.与0.001μg/mL的镉离子实验组相比,0.1μg/mL的镉离子促进CEPS的积累,而抑制AEPS的产生,特别是在生长前期.这说明细胞倾向于向培养基中分泌大量的CEPS,而不是在细胞周围形成大量的AEPS来缓解高浓度镉离子的胁迫.研究结果有助于了解镉离子在底栖硅藻集群的时空分布和沉积物的稳定性等方面的作用.     

灵芝真菌发酵胞外多糖反馈抑制的初步研究

探讨了灵芝胞外多糖自身反馈抑制作用。在摇瓶中考察了灵芝真菌发酵菌丝体生长、胞外多糖(EPS)和胞内多糖(IPS)合成的动态过程。在培养168h时，生物量达到最大值3．18g／L(干重)，培养216h时，胞外多糖达到最高浓度1．24g／L，EPS和生物量的变化趋势大致呈正相关。在摇瓶培养基中添加同源胞外多糖，以浓度梯度实验法考察培养基中的同源胞外多糖浓度对灵芝真菌发酵胞外多糖产量的影响，结果表明：培养基中添加的同源胞外多糖浓度高于0．59g/L时，EPS的产生受到明显抑制，其趋势是随着培养基中同源灵芝胞外多糖浓度的增加，反馈抑制作用逐渐增强，当培养基中添加的同源胞外多糖浓度高于2．34g/L时，菌丝的生长和胞外多糖的产生完全受到抑制。     

天然胶体对微藻脂肪酸组成和含量的影响

以海水小球藻(Chlorella sp.)、亚心形扁藻(Platymonas subcordiformis)和球等鞭金藻(Isochrysis galbana)为对象,利用错流超滤技术提取天然胶体,研究胶体的浓度、粒径和来源对微藻脂肪酸组成和含量的影响.结果表明,在粒径为10 ku~0.22μm的不同浓度的胶体培养体系中,3种微藻的脂肪酸含量均在cCOC=4.8~238.4μmol/L出现最小值,小球藻和扁藻的脂肪酸含量的最大值出现在cCOC=0,而金藻的脂肪酸含量的最大值出现在 cCOC=119.2μmol/L;且当 cCOC=4.8~119.2μmol/L时,各微藻脂肪酸组分较多.在不同粒径的胶体培养体系中,3 种微藻的脂肪酸含量均在粒径为<1 ku的胶体培养体系中最大,组分较多,小球藻和金藻的脂肪酸含量在 10 ku~0.22μm的胶体培养体系中达到最小值,而扁藻的脂肪酸含量在1~10 ku的胶体培养体系中达到最小值.与河口和生物来源的胶体培养体系下相比,河流来源的胶体培养下小球藻的脂肪酸组成的成份较多,含量较高;河口胶体对微藻脂肪酸TUFA及TFA含量影响较大.     

光照强度对原位藻细胞组分生长及生物柴油性能的影响

为了探究光强对污水原位藻生长、光合活性及藻细胞胞内/外组分的影响,对比研究了2个光强(54μmol/(m²·s)、1 000μmol/(m²·s))下原位藻细胞数、藻液pH、叶绿素含量及光合作用参数(F_v/F_m、rETR)的变化,以及胞外聚合物、胞内蛋白质、多糖和脂肪酸含量等原位藻细胞内/外组分的响应特性。结果表明：与低光强相比,高光强下原位藻生物量下降47.63%,藻液pH由6.60快速提升至11.36,叶绿素浓度仅为1.66 mg/L,光合活性下降,生长被显著抑制;胞内蛋白质和多糖含量分别下降29.19%和16.23%,而胞外聚合物含量显著提高58.14%;脂肪酸含量上升(440.548 mg/L)且成分比例发生变化,高光强下培养的原位藻生物柴油具有较好的氧化稳定性能、亲水性能、燃烧性能、高温保护性能,而低温流动性及能量则略逊于低光强组。     

嗜盐隐杆藻生长及其产糖规律

比较不同C、N源对嗜盐隐杆藻细胞生长及胞外多糖产量的影响。结果显示，硝态氮是该藻细胞生长及产糖的最佳N源；大气中CO2是藻细胞生长的最佳碳源，而胞外多糖（EPS）的产出量在以醋酸钠为碳源时最高。培养时间越长越利于EPS的积累，且在后期EPS的增长速率快于前期。DEAE－纤维素二次柱层析纯化得胞外多糖精品。     

摇瓶培养条件下桑木层孔菌不同培养期多糖含量动态积累规律研究

采用滤纸片法测定菌丝体生物量以及苯酚-硫酸法测定不同培养期的桑木层孔菌多糖含量和发酵液中残糖含量,研究了摇瓶培养条件下不同培养期的桑木层孔菌多糖含量的动态积累规律.结果表明,桑木层孔菌在摇瓶中培养12d时,获得的菌丝体最多,干重达13.580g/L;培养8d时得到最多的胞外、胞内多糖,含量分别达4.585g/L和32.465mg/g;培养到12d时发酵液中残余糖量最少,为4.744g/L.该实验为进一步研究和开发利用桑木层孔菌多糖奠定了实验基础和科学依据.     

川蔓藻水浸提液的克藻效应与机理

采用普通小球藻在不同浓度的川蔓藻水浸提液中纯培养的方法，研究了川蔓藻对普通小球藻的克藻效应与机理、结果显示，川蔓藻的水浸提液对普通小球藻的抑制作用显著并具有浓度效应、96h的抑制率与浸提液浓度的对数线性相关．半抑制浓度（IC50）为6．332g（dw）／L．川蔓藻的水浸提液使藻细胞内丙二醛的含量急剧增高，并显鲁改变了藻细胞外可溶性蛋白和多糖的比值、透射电镜观察显示，川蔓藻的水浸提液主要损伤藻细胞的膜系统,川蔓藻水浸提液对普通小球藻的抑制机理为：损坏藻细胞的膜系统和改变胞外聚合物的含量，从而增加小球藻表面的疏水性，最终藻细胞絮凝沉降死亡.     

氨基酸蛋白营养液对3种常见淡水绿藻生长的影响

淡水养殖水体中的微藻丰度与养殖生态系统的健康与稳定关系密切,水体的营养程度直接影响微藻的生长,目前水产养殖中缺乏普适性的微藻扩繁营养液。本研究以氨基酸蛋白营养液产品为对象,研究该营养液对3种常见淡水绿藻(小球藻、斜生栅藻及卵囊藻)生长的影响。研究结果表明,不同温度下添加营养液对微藻的生长具有一定程度的促进作用:小球藻增长率-20.36%～1 535.80%,斜生栅藻增长率227.51%～7 498.50%,卵囊藻增长率-76.95%～9 324.92%。研究结论为添加氨基酸蛋白营养液浓度范围为0～1 000 mg·L~(-1)时有益于斜生栅藻和小球藻的生长,但对卵囊藻的生长影响不明显。     

5种培养基对蛋白核小球藻生长及其产物合成的影响

以蛋白核小球藻CP-FJ9为出发藻株，在异养培养条件下，采用SE、HA-SK、BG11、Basal和BBM 5种培养基分别对小球藻CP-FJ9进行培养.通过测定生物量、比生长速率及细胞内主要成分，比较5种培养基对小球藻CP-FJ9生长及其产物合成的影响.实验结果表明：Basal培养基更适合小球藻CP-FJ9快速培养，可获得最高生物量12.93 g·L^-1和最大比生长速率0.64 d^-1;而HA-SK培养基则更有利于蛋白质的合成，可获得最高蛋白质产量5.14 g·L^-1.另外，在10 L发酵罐中使用HA-SK培养基异养培养蛋白核小球藻CP-FJ9,经72 h发酵后，小球藻最终生物量为20.05 g·L^-1,蛋白质含量为49.06%.这表明，蛋白核小球藻CP-FJ9是一株有潜力用于开发富含蛋白质的藻种.     

深层发酵培养的虎奶菇多糖对3种小球藻的凝集作用

以深层发酵培养的虎奶菇(Pleurotus tuber-regium)菌丝体和发酵液为材料,提取胞内和胞外多糖,研究对藻类细胞的凝集作用.结果表明:胞内多糖使蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)和捷克小球藻(Chlorella luteorividis)产生凝集的最小凝集质量浓度分别是23.3,186.4μg/mL,而胞外多糖使上述2种小球藻产生凝集的最小凝集质量浓度分别是3.3,211.3μg/mL,对海洋小球藻(Chlorella sp.)无凝集反应.     

集胞藻胞外多糖的流变学性质和乳化活性

集胞藻在培养过程中向培养基中分泌大量胞外多糖,流变学研究表明这种胞外多糖呈现假塑性行为,粘度值接近黄原胶,当剪切速率在0.15 S-1时,两者粘度相等.集胞藻胞外多糖在0.1 mol/L氯化钠溶液中以及在30～70℃温度范围内粘度值具有一定的稳定性.集胞藻胞外多糖的粘弹谱类似于黄原胶.具有弱凝胶的特征.这种多糖具有良好稳定的乳化活性,对植物油、正十六烷、石蜡、二甲苯和2-甲基萘 正十六烷(1:1)都有乳化作用,而且在静置一个月后,乳液依然稳定.集胞藻胞外多糖可以作为增稠剂、稳定剂以及乳化剂在食品、化妆品工业等领域得到广泛应用.     

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.     

表面活性剂调理下污泥中胞外聚合物分布与束缚水含量的关系

通过考察污泥调理过程中滤饼含水率、束缚水含量变化、EPS各层组分分布、傅里叶红外光谱等指标,研究表面活性剂作用下,胞外聚合物分布与束缚水含量的变化关系。研究结果表明:十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)的加入导致污泥中紧密结合的胞外聚合物(TB-EPS)含量降低,松散结合的胞外聚合物(LB-EPS)、黏液层胞外聚合物(S-EPS)含量升高,有效降低束缚水的含量,提高了污泥脱水效果。表面活性剂投加量为75 mg·g-1时,污泥中束缚水含量降至1.58 g·g-1,污泥滤饼含水率降至65.78%。在表面活性剂作用下,部分EPS水解生成小分子有机物,S-EPS中有机官能团的总量和种类都有明显增多。TB-EPS占污泥中EPS总量的大部分,其中,蛋白质、多糖与束缚水存在显著的正相关性,是影响污泥束缚水含量的主要因素。     

饵料型微藻新品系培育及工程化高效生产技术

建立以主要饵料微藻的可持续育种技术体系和育种群体,培育高产、抗逆新品系,突破微藻培养广鉴技术,构建成熟的微藻饵料工程化生产技术与工艺为目标。通过对18S r DNA、rbc L基因和ITS区序列的测定及系统进化分析,建立了微藻种间及株系间分子鉴别技术;对多株饵料微藻的生长及适应性进行了比较研究,筛选出了适应不同光强的雨生红球藻藻株,抗逆性强的小球藻、三角褐指藻,耐高温的纤细角毛藻藻株及盐藻、扁藻等多株优良饵料微藻,为规模化培养提供了良好材料。研究了微藻高密度培养中的生长指标和适应机制,并在此基础上针对雨生红球藻、微拟球藻、三角褐指藻、小球藻等多种饵料微藻研究了不同培养条件及添加物对其生长及营养物质积累的影响,建立了多种饵料微藻的高密度培养技术,其中微拟球藻在气升式螺旋管道(光径1.2 cm)光生物反应器中培养时,最高密度可达15 g/m2,比目前常规技术提高了3~4倍。针对饵料微藻的特点,设计了规模大小递增的光生物反应器,建立了敌害生物综合防御的方法和技术体系,有效降低污染几率;克服了传统封闭培养中氧气解析、二氧化碳补偿、光线分布、物料均质、细胞贴壁等难题,实现了主要参数温度、p H值和溶解氧等数据的在线检测和自动控制。通过实验室100m L-500m L-,户外200L-多组并联柱状光生物反应器逐级扩大培养,建立了多种饵料微藻工程化生产工艺,建设了2个产业化基地,实现300 t体积的规模培养。以三角褐指藻、小球藻和牟氏角毛藻3种饵料型微藻为对象,通过在现有液固分离的小型设备上进行浓缩效果实验,确定了生产型的浓缩设备并针对以上3种不同微藻的特性,进行了微藻浓缩工艺的研究,建立了不同微藻的浓缩工艺。优化了微藻产品(藻膏)低温保存技术,形成微藻产品浓缩与保存技术规模和规范。     

鼠李糖乳杆菌胞外多糖提取与硒纳米粒制备

利用鼠李糖乳杆菌发酵,在优化工艺下从发酵液中提取胞外多糖(EPS),并制备胞外多糖-硒纳米粒(EPS-SeNPs),分析其表征、结构特性与抗氧化活性.结果表明,最优除蛋白条件为:聚酰胺(PA)添加量120 g/L、搅拌时间4 h;最优醇沉条件为:浓缩至原体积的20%、调pH至7、添加4倍体积95%乙醇、醇沉时间12 h,在此条件下测得EPS最大提取量为15.5 g/L,蛋白质含量为(1.19±0.45)%.制备出的EPS-SeNPs平均粒径为18.52 nm,1,1-二苯基-2-苦基肼自由基(DPPH)清除率较EPS有所提升.研究旨在提高鼠李糖乳杆菌EPS提取量,为EPS及其相关产品的研究与开发提供新的方向.     

异养产油微藻筛选及其在盐胁迫下的油脂累积特性研究

针对微藻生物柴油发展的迫切需求,研究微藻异养培养产油以及通过盐胁迫方法提高微藻的油脂累积量。实验过程中首先从污水处理厂、天然水体及养殖厂废水等环境中分离纯化了14株微藻藻株,通过对比分析它们的光自养生长量和光异养生长量,确认其中4株具有异养生长能力,并从中优选了1株异养生长能力最优良的小球藻作为本实验的对象进行进一步研究。实验过程中对比分析了葡萄糖、甲醇、乙醇、无水乙酸钠、六水丁二酸钠等5种有机碳源对该藻株异养生产的影响,结果表明葡萄糖作为异养生长的有机碳源时微藻获得了最大的生物生长量(1.63 g/L)和油脂产量(0.57 g/L),因此优选了葡萄糖作为该藻株异养生长的理想有机碳源。进一步研究了盐胁迫下微藻异养生长及油脂累积的特性,结果表明在异养培养基盐度为0.4%时,微藻生长及油脂累积受盐度的影响较小,当盐度上升至0.8%、1.2%、1.6%和2.0%时,微藻的油脂含量随着盐度的上升而上升,在盐度为2.0%时微藻的油脂含量相比于生长在不添加NaCl培养基中的微藻提升约60%左右,达到47.75%的较高水平。但由于盐度胁迫同时也减少了微藻生长量,因此盐度胁迫下微藻的油脂产量没能得到提升,需要后续的研究探索。     

转植酸酶基因海水小球藻生理生化的初步研究

从42个转植酸酶基因小球藻单克隆藻株中筛选出植酸酶产量较高的8个株藻,经过7次传代,各藻株的植酸酶活保持在稳定的状态,证实植酸酶基因在小球藻中获得了稳定表达.对转基因小球藻所产生植酸酶的性质进行了初步研究,结果表明此酶最适作用pH值为3.8和6.0,最适作用温度为65℃.在相同培养条件下,转基因藻与未转基因藻生理指标并无明显差异,说明外源植酸酶基因的转入对小球藻的生长及生理指标无明显影响.     

不同pH值下胞外聚合物对污泥脱水性能及束缚水含量的影响

研究了不同pH值下污泥脱水性能和束缚水含量的变化,通过测定污泥调理过程中各层胞外聚合物( S-EPS、LB-EPS和TB-EPS)中蛋白质和多糖的含量、S-EPS中有机官能团以及有机酸的含量,探讨了胞外聚合物对污泥脱水性能及束缚水含量的影响.酸性条件下,污泥的脱水性能明显好于中性条件,并且pH值为3.03时,污泥滤饼含水率( WC)和毛细吸水时间( CST)均降至最低,分别为60.8%和25.4 s;碱性条件下,污泥中束缚水的含量明显增加,WC和CST均大幅升高,污泥脱水性能恶化.酸碱的加入导致污泥中TB-EPS含量降低,LB-EPS和S-EPS含量升高,并且EPS各层组均与WC、CST以及束缚水含量具有很强的相关性,其中S-EPS与污泥脱水性能以及束缚水含量的相关性最显著.酸碱调理过程中,部分EPS水解生成有机酸等小分子有机物,S-EPS中有机官能团的总量和种类都有明显增多.