不同碳源及培养方法对栅藻生产油脂的影响

论文摘要

本文研究了不同碳源以及培养方法对栅藻生产油脂的影响。栅藻利用无机碳源进行光合自养,利用NaHCO3的能力较弱,对浓度为5%的C02的固定能力最强,而2%的CO2最有利于栅藻的生长和油脂积累,因此通入2% CO2的空气混合气体可以得到较高的油脂产量。栅藻利用葡萄糖可以进行异养代谢,5g/L的葡萄糖最有利于栅藻的生长和油脂积累,生物量和油脂总量远高于0g/L葡萄糖培养的情况。栅藻同时利用C02和葡萄糖可以进行兼养代谢,油脂含量达到最高值32.9%,油脂产量也达到最高值0.88g/L。栅藻的光合自养、葡萄糖异养以及兼性代谢三种培养方式相比较,栅藻在光合自养时生长缓慢,油脂含量也较低,而异养可以得到最高的生物量,兼性代谢的油脂含量和油脂产量最高,因此兼养代谢最有利于栅藻细胞的油脂积累。用含3g/L葡萄糖的淀粉废水培养栅藻,得到较高的生物量和微生物油脂,同时COD降解率可达58.4%。利用加糖的淀粉废水培养栅藻生产微生物油脂,不仅降解废水的COD,也可降低生产成本。用栅藻和粘红酵母混合培养的方法生产油脂可以提高生物量和油脂产量,生物量分别为栅藻、酵母单独培养生物量的5.97倍和1.67倍,油脂产量分别是栅藻、粘红酵母单独培养油脂产量的3.6倍和1.51倍。混合培养的最优通气率为1.4vvm,两种微生物的最佳接种量分别为酵母10%,栅藻20%。通过正交实验对混合培养的培养基进行优化,得到油脂积累的培养基最优碳氮源为(L)：葡萄糖40g,糖蜜25g/L,脲2.5g,酵母粉2.0g,大豆蛋白胨6.0g,硝酸钠2.0g,硫酸铵4.0g。采用5L搅拌罐及优化培养基混合培养栅藻和粘红酵母,生物量和油脂产量分别比培养基优化前气升式罐发酵提高了77.6%和135%。进一步优化混合培养基的碳氮源并简化培养基,最终油脂产量在碳氮比为20：1达到最高值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 生物柴油概述
• 1.1.1 生物柴油优点
• 1.1.2 生物柴油的原料
• 1.2 微生物油脂概述
• 1.2.1 微生物油脂的研究概况
• 1.2.2 微生物油脂合成途径代谢调控
• 1.3 产油微藻的研究进展
• 1.3.1 培养微藻合成油脂的优点
• 1.3.2 产油微藻的种类
• 1.3.3 影响微藻生长和油脂合成的因素
• 1.3.4 产油微藻的培养方式
• 1.3.5 栅藻简介
• 1.4 本课题的选题依据及工作内容
• 1.4.1 选题依据及创新之处
• 1.4.2 工作内容
• 第二章 实验材料与方法
• 2.1. 菌种
• 2.2 培养基
• 2.2.1 栅藻培养基
• 2.2.2 粘红酵母培养基
• 2.2.3 栅藻和粘红酵母混合培养的培养基
• 2.3 培养方法
• 2.3.1 栅藻的培养方法
• 2.3.2 粘红酵母的培养方法
• 2.3.3 栅藻和粘红酵母混合培养的方法
• 2.4 分析方法
• 2.4.1 生物量的测定
• 2.4.2 叶绿素的测定
• 2.4.3 残糖浓度的测定
• 2.4.4 油脂的提取及测定
• 2.4.5 COD的测定
• 2.4.6 油脂成分分析方法
• 2含量的测定'>2.4.7 尾气中CO₂含量的测定
• 2.5 试剂及仪器
• 2.5.1 实验试剂
• 2.5.2 实验仪器
• 第三章 快速测定油脂含量的方法
• 3.1 引言
• 3.2 荧光显微镜定性检测尼罗红染色
• 3.3 荧光分光光度计测定细胞油脂含量
• 3.3.1 实验原理
• 3.3.2 实验条件
• 3.3.3 实验步骤
• 3.3.4 标准曲线的绘制
• 3.4 流式细胞仪高通量快速筛选高产菌株的方法
• 3.5 小结
• 第四章 镁离子及无机碳氮源对栅藻自养生长及产油的影响
• 4.1 引言
• 4.2 栅藻自养的生长曲线
• 4.3 镁离子浓度对栅藻生长和产油的影响
• 4.4 硫酸铵对栅藻生长和产油的影响
• 3浓度对栅藻生长和产油的影响'>4.5 NaHCO₃浓度对栅藻生长和产油的影响
• 2对栅藻生长和产油的影响'>4.6 CO₂对栅藻生长和产油的影响
• 4.7 小结
• 第五章 栅藻和粘红酵母的混合培养
• 5.1 引言
• 5.2 栅藻和粘红酵母混合培养初试
• 5.2.1 混合培养的接种比例及通气率对生物量的影响
• 5.2.2 混合培养对油脂产量的影响
• 5.2.3 混合培养的微生物生长趋势
• 5.3 混合培养的油脂成分分析
• 5.4 混合培养机理的初步研究
• 5.5 混合培养基的优化
• 5.6 5L搅拌罐发酵培养
• 5.7 碳氮比对混合培养生物量和产油的影响
• 5.8 小结
• 第六章 栅藻的葡萄糖培养、兼养及淀粉废水培养
• 6.1 引言
• 6.2 葡萄糖浓度对栅藻生长和产油的影响
• 2共同作用对栅藻生长和产油的影响'>6.3 葡萄糖与CO₂共同作用对栅藻生长和产油的影响
• 6.4 淀粉废水培养栅藻的初试
• 6.5 小结
• 第七章 结论
• 第八章 问题与建议
• 参考文献
• 附录1 实验试剂列表
• 附录2 实验仪器列表
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书