生物反应器高密度异养培养小球藻

首先用摇瓶实验确定异养流加分批培养小球藻中起始葡萄糖及KNO3的适宜浓度与流加葡萄糖及KNO3浓度的控制范围和补料液中最适C/N值.培养基中起始添加10g·L-1葡萄糖和1.6g·L-1KNO3较适宜.在此前提下,流加分批培养时葡萄糖和NO3-质量浓度应分别控制在617～245g·L-1和≤0.44g·L-1,补料液中最适C/N值为41.2.据此结果,经5L通风搅拌反应器放大培养实验,效果良好.连续流加分批异养培养小球藻59h,总糖60g·L-1,得藻生物量341g·L-1,葡萄糖转化率为56.8%,实现了高密度培养.     

两种生物反应器高密度培养小球藻研究

小球藻在水产、环保、医疗和重要生命活性物质生产等众多领域的研究与应用得到不断深入,如何高效培养出高密度小球藻以满足各个应用领域的需要是亟待解决的难题。试验探索了利用生物反应器高密度异养培养小球藻的方法,利用气升式、机械搅拌式两种生物反应器对小球藻进行培养,初步比较了流加培养方式应用在两种生物反应器的效果。通过流加高浓度培养基得到细胞总数1.988×107/mL,最大细胞干重29.944g/L。结果表明,在机械搅拌式生物反应器中流加培养基能够获得最大生长量。     

小球藻的培养及研究进展

单细胞绿藻在水产养殖、环境保护、人类健康食品和重要生命活性物质生产等众多领域的研究与应用得到不断扩展。主要针对小球藻的异养培养和重要生命活性物质的生产等方面的国内外最新研究进展进行了综述,并对重要的研究领域进行了展望。     

发酵罐葡萄糖流加大规模异养培养小球藻

应用流加工艺在5,50,200,800,4000L机械搅拌发酵罐中大规模异养培养小球藻,与间歇异养或光照自养相比,流加培养大大地提高了细胞密度和生产率,最高细胞质量浓度达到43.31g/L,比生长速率达到0．069h^-1,细胞生产率达到0．62g/(L.h),结果表明,利用传统的机械搅拌发酵罐大规模生产小球有良好的商业化前景。     

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.     

小球藻异养培养的研究--C源、N源、接种量及初始pH的优化

对小球藻异培养中的Ｃ源,Ｎ源,接种量及ＰＨ进行了优化。实验结果表明,Ｃ源以葡萄糖和Ｄ－果糖为好,Ｎ源以ＫＮＯ３和ＮＨ４ＮＯ３为好;较大的接种量可以缩小球藻的生长停滞期,延长对数生长期,提高生物量;最适宜的ＰＨ值为６．５。     

小球藻与2株藻际异养细菌相互作用的研究

探讨了2株海洋细菌Z-QD08、Z-QS01与小球藻的相互作用关系.Z-QS01抑制小球藻的生长,低密度Z-QD08促进小球藻的生长,达到107cells/mL时小球藻受到抑制,Z-QS01优势组对生长初期的小球藻有抑制作用.Z-QD08优势组和等量混合组则促进小球藻的生长,生长后期均促进小球藻的生长且Z-QD08占优势.对数期的小球藻抑制Z-QS01的生长(p<0.05),对Z-QD08有促进作用;混合培养体系中小球藻选择性抑制Z-QS01.实验结果可为生态调控防病技术在海水养殖中的应用以及发展微生态制剂提供理论支持.     

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.     

海洋小球藻（Chlorella sp.）高密度培养条件优化研究

为提高小球藻（Chlorella sp.）的生物量,须对f/2配方培养基进行响应面优化。首先须确定小球藻培养基的最佳pH值和盐度。在此基础上,利用Plackett-Burman设计方案筛选出影响小球藻生长的3个主要因素分别为NaHCO3、KNO3和维生素B12,然后通过 Box-Behnken 设计试验确定这3个主要因素的最佳质量浓度参数。结果表明,当培养基组成为:NaHCO3 0.93 g/L、MgSO4 0.40 g/L、KNO3 0.46 g/L、K2HPO4 0.020 g/L、维生素B1 0.60 mg/L、维生素B12 1.8 μg/L、生物素 2.0 μg/L时,小球藻经实验室培养72 h后的生物量达到4.5×107个/mL,较优化前提高了32.5%。     

自养小球藻转化为异常代谢生长后细胞的超微结构与相关生成…

利用细胞培养技术转化绿色自养的小球藻进行异常生长代谢。酶法分析反映，异养转化过程中细胞培养液中葡萄糖的利用率很高。转化后的细胞光合片层消失，叶绿体同时消失，细胞被一些大的酯肪泡填充，异常藻细胞的细胞壁也比原自养藻细胞加厚，而且细胞表面发生皱缩现象。再次将异养藻细胞置于自养生长条件下，细胞的光合片层和叶绿体结构又得以重建。生化分析显示，经异养转化后藻细胞蛋白质含量下降，为原绿色自养细胞的１／５；相…     

膜生物反应器异养硝化菌的筛选与硝化特性研究

从膜生物反应器中分离出3株异养硝化细菌,初始菌体浓度为105个/m L时,菌株X1、X2和X3经过12 h的硝化作用后,分别可去除50.7%、63.4%和46.7%的氨氮。菌株X2还表现出反硝化能力,12 h可去除44.5%的总氮。经16Sr DNA序列的测序和比对,菌株X1、X2和X3分别与假单孢菌(Pseudomonas sp.)、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)和鞘脂杆菌目(Sphingobacteriales)的同源性最高。未来异养硝化-反硝化菌株X2的应用对实现同步硝化反硝化具有重要的意义。     

自养与异养条件下小球藻对氮、磷的利用

研究了自养与异养条件下球藻对营养化水体中氮，磷的利用及藻体的生长，自养条件下，第2天对氮，磷利用达最大值，同时生物量也达最大，异养条件下，第2天对氮，磷利用基本达最大值，但藻体仍在生长，研究发现，对氮，磷利用率与藻体生长状态有关，并非随细胞密度增大而增大，自养宜在对数期收获得藻体，异养宜在稳定期收获藻体。     

自养、异养和混养下小球藻的生长及生化成分

对小球藻在自养、异养和混养条件下的生长状况及细胞的生化成分(如可溶性蛋白、可溶性糖、叶绿素及脂肪酸组成)进行了研究．结果表明：异养和混养培养的小球藻的生物量远大于自养时的生物量;异养和混养培养的小球藻的比生长速率分别是自养时的2．13倍和3倍;光照对混养条件下的细胞生长有影响,但光照强度为2．5klx和4．0klx时细胞生长的差别并不明显．尤其在稳定生长期;与自养生长相比,异养过程中小球藻的脂肪含量明显增加,可溶性蛋白和可溶性糖的含量则有不同程度的降低,叶绿素含量大大减少;异养有利于亚麻酸的积累;在混养条件下,光照使可溶性蛋白、可溶性糖和叶绿素的含量增加,其强度对细胞的生化成分有影响．     

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.     

自养小球藻培养条件的优化

在无菌条件下,对影响自养小球藻生长的主要因素进行优化.实验表明,优化结果对小球藻的生长有显著影响.通过正交试验和单因素实验得到了以BG-11培养基为基础的优化培养条件:Na2CO3质量浓度为0.02 g/L、初始pH值为7、N/P为30、接种量为5%、温度25℃、光照强度8 800 lx.该优化条件有效地提高了自养小球藻的生长速率.     

不同营养方式下小球藻生长与光合作用的变化

【目的】研究小球藻在自养条件下和以乙酸为碳源的异养、混养条件下生长以及光合作用的变化。【方法】以小球藻Chlorella sorokiniana为研究对象,通过测定OD_(550)和光系统Ⅱ(PSⅡ)叶绿素荧光研究其生长情况和光合作用的变化。【结果】小球藻在初始接种浓度为5×10~6个/mL的条件下,异养和混养的生长速度显著快于自养,到达稳定期仅需1.5d,而自养生长需要9d;叶绿素荧光参数自养大于混养,而混养又大于异养,有效光量子产量混养比自养降低21.5%,异养比自养降低98.1%;混养的Rubisco酶基因mRNA表达量最高,分别是异养和自养的3.2倍和1.8倍。【结论】小球藻在混养条件下光系统仅受到微弱抑制,生长速度和最高细胞密度均高于其它营养方式,适合规模化培养。     

植物生物反应器细胞悬浮培养研究进展

利用生物反应器进行植物细胞悬浮培养可以缩短植物细胞的生长周期，但进行大规模植物细胞悬浮培养会受到植物自身特点和生物技术的限制。通过与微生物相比较，笔详细介绍了植物细胞悬浮培养的特点，分析了用于植物细胞悬浮培养的反应器类型及其特点和适用范围，并提出以植物快速繁育为主要目标的植物生物反应器的研究方向。     

机械搅拌生物反应器放大问题讨论

讨论了在机械搅拌生物反应器的比拟放大中,当按溶氧系数或单位体积搅拌功率相等进行放大时,搅拌器末端线速度和单位体积搅拌循环流量等其它物理特性参数的变化情况,并提出了调整的方法。