海洋富油微藻球等鞭金藻（Isochrysis galbana）CCMM5001的优化培养

论文摘要

为了应对日益严峻的能源和环境问题,生物柴油越来越受到各国研究者的关注。微藻油脂的主要成分为甘油三酸酯,是一种理想的生物柴油原料。由于微藻具有不争耕地与淡水资源,不影响粮食安全,生长迅速且不受季节影响等优势而倍受青睐。然而由于成本的居高不下,微藻生物柴油一直没能进行大规模商业化生产。在制备微藻生物柴油过程中,富油微藻的培养是最为基础的一个环节,选育含油量高、生物量产量大、培养成本低的富油微藻是目前研究的热点问题。本文选择一株富油微藻,球等鞭金藻（Isochrysis galbana）CCMM5001,对其异养生长的条件和可行性,粗脂含量的快速测定方法以及生长过程中环境因子的影响等作了一系列研究。首先研究了四种不同碳源葡萄糖、果糖、乙酸钠和甘油对球等鞭金藻CCMM5001异养生长的影响。结果表明,球等鞭金藻CCMM5001对碳源具有选择性,果糖对其异养生长促进效果最好,其次为葡萄糖,再者乙酸钠,甘油最差。果糖在50mM浓度时促进异养生长的效果好于5mM浓度时;葡萄糖、乙酸钠和甘油则相反。综合考虑异养效果和经济因素,研究不同浓度的葡萄糖、光照强度以及通气水平对球等鞭金藻CCMM5001异养生长的影响。结果表明,球等鞭金藻CCMM5001利用葡萄糖异养生长的最佳浓度为2g/L,低于或高于2g/L时,最高细胞密度均有所下降;生长能力正常光照下高于弱光条件,非通气培养高于通气培养,其异养生长能力低于光合自养生长能力。分析了粗脂含量和尼罗红染色荧光强度的关系。球等鞭金藻CCMM5001细胞中累积的脂类物质为中性脂,被尼罗红染色后发金黄色荧光,在480nm激发波长时,脂的发射峰为575nm,其荧光强度与总脂含量线性相关。根据线性相关曲线,建立了利用尼罗红染色配合荧光分光光度计快速测定球等鞭金藻CCMM5001细胞粗脂含量的方法。分析了球等鞭金藻CCMM5001细胞密度与TD-700叶绿素荧光仪测定的活体荧光值之间的关系,确定两者的线性相关曲线。建立通过测定活体荧光值快速测定细胞密度的方法,以表示其生长情况。设计不同的温度、盐度、光照强度和初始pH梯度,并以温度和盐度、光照强度和初始pH分别作为双因子进行正交试验。结果表明,球等鞭金藻CCMM5001生长的适宜温度为1836℃,最适温度为24℃;适宜盐度为1238,最适盐度为24;适光范围为2000lux9000lux,饱和光强为3500lux;适宜初始pH范围4.88.8,最适pH范围6.87.8。在温度24℃,盐度24,光照强度3500lux,初始pH7.8的条件下培养,第15天可以得到最高细胞密度值7.24×106cells/ml,为基础培养条件下细胞密度的1.08倍,培养周期缩短14天。其中,温度和盐度的双因子正交试验进一步表明,球等鞭金藻CCMM5001对高温高盐条件有一定耐受力,随着温度上升,高盐组的生长逐渐占优势。在温度为36℃,盐度为38时,最高细胞密度可达到3.90×106cells/ml,高于相同温度下其他盐度组。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 1 绪论
• 1.1 生物柴油
• 1.1.1 生物柴油概述
• 1.1.2 生物柴油研究进展
• 1.2 微藻生物柴油
• 1.2.1 微藻生物柴油的发展
• 1.2.2 微藻生物柴油的优势
• 1.3 富油微藻的油脂生产
• 1.3.1 微藻生物质的生产
• 1.3.1.1 自养生产
• 1.3.1.2 异养生产
• 1.3.1.3 兼性异养生产
• 1.3.2 微藻油脂合成
• 1.3.2.1 细胞质中乙酰辅酶A 的形成
• 1.3.2.2 脂肪酸碳链的延长
• 1.3.2.3 微藻中甘油三酸酯的生物合成
• 1.3.3 影响微藻油脂含量及成分的因素
• 1.3.3.1 微藻种类的影响
• 1.3.3.2 培养方式的影响
• 1.3.3.3 营养条件的影响
• 1.3.3.4 环境因子的影响
• 1.3.4 微藻油脂的提取和含量检测
• 1.4 研究内容
• 1.4.1 球等鞭金藻概述
• 1.4.2 研究意义及主要工作
• 2 球等鞭金藻（Isochrysis galbana）CCMM5001 的异养生长条件
• 2.1 前言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 藻种来源
• 2.2.2 培养方法
• 2.2.3 实验设计
• 2.2.4 分析方法
• 2.3 结果
• 2.3.1 不同碳源对球等鞭金藻（Isochrysis galbana）CCMM5001 异养生长的影响
• 2.3.2 不同葡萄糖浓度及培养条件对球等鞭金藻（Isochrysis galbana）CCMM5001异养生长的影响
• 2.4 讨论
• 2.5 小结
• 3 尼罗红染色法测定球等鞭金藻（Isochrysis galbana）CCMM5001 油脂含量方法的建立
• 3.1 前言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 藻种来源
• 3.2.2 培养方法
• 3.2.3 分析方法
• 3.2.3.1 生长分析
• 3.2.3.2 尼罗红染色后的荧光分析
• 3.2.3.3 粗油脂含量分析
• 3.3 结果
• 3.4 讨论
• 3.5 小结
• 4 环境因子对球等鞭金藻（Isochrysis galbana）CCMM5001 生长的影响
• 4.1 前言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 藻种来源
• 4.2.2 培养方法
• 4.2.3 实验设计
• 4.2.4 分析方法
• 4.3 结果
• 4.3.1 细胞密度与活体荧光强度的关系
• 4.3.2 不同温度和盐度对球等鞭金藻（Isochrysis galbana）CCMM5001 生长的影响
• 4.3.3 不同光照强度和初始pH 对球等鞭金藻（Isochrysis galbana）CCMM5001生长的影响
• 4.4 讨论
• 4.5 小结
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 发表的学术论文