微重力环境对螺旋藻生长影响的研究

论文摘要

螺旋藻作为一种营养成分十分丰富的微生物,目前已应用于食品、化妆品、医药、饲料等领域。而且作为空间受控生态生命保障系统的生产者生物,其应用前景仍十分广阔。本文针对螺旋藻的培养特点,结合本课题组前期研究,对自制模拟微重力效应反应器中钝顶螺旋藻的光合自养培养和混合营养培养进行初步研究,并从生长状况和主要成分含量的变化等方面,探讨了微重力环境对螺旋藻生长的影响。本实验以常重力条件下三种反应器:摇床分批培养、搅拌式发酵罐和气升式反应器中,螺旋藻光合自养和混合营养培养条件的优化及主要成份含量的测定为依据和参照;对自制模拟微重力效应反应器中螺旋藻的光合自养和混合营养培养条件进行优化,并对主要成份的含量进行测定和分析,初步研究了造成主要成份含量差异的原因。最终获得模拟微重力效应反应器中螺旋藻的最优培养条件及主要成份的含量:反应器转速11rad/min,光照强度3.5klx,培养时间10d,葡萄糖浓度2.0g/L,Na2S2O3浓度1.0g/L;获得光合自养培养最大藻体细胞干重为0.98g/L,其中多糖含量为33.78%,藻胆蛋白36.50%,叶绿素45.79mg/g;混合营养培养最大藻体细胞干重为1.35g/L,其中多糖含量为24.55%,藻胆蛋白72.72%,叶绿素33.80mg/g。经过比较分析发现,微重力环境会对螺旋藻主要成份含量造成明显影响,其中藻胆蛋白含量变化最大,是同期摇床混合营养培养的1.811倍。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 引言
• 1.1 微重力及微重力环境的地面模拟
• 1.2 螺旋藻的研究历史及现状
• 1.3 螺旋藻的生物学、生理学特性
• 1.3.1 螺旋藻的形态及显微结构
• 1.3.2 螺旋藻的光合作用
• 1.3.3 螺旋藻的生态分布
• 1.3.4 螺旋藻的营养类型及实验室培养方法
• 1.4 螺旋藻的化学组成
• 1.4.1 蛋白质及氨基酸
• 1.4.2 碳水化合物
• 1.4.3 脂类
• 1.4.4 色素
• 1.4.5 维生素与矿物质
• 1.4.6 核酸及脱氧核糖核酸
• 1.5 影响螺旋藻生长的理化因子
• 1.5.1 物理因素对螺旋藻生长的影响
• 1.5.2 碳源对螺旋藻生长的影响
• 1.5.3 氮源对螺旋藻生长的影响
• 1.5.4 磷源对螺旋藻生长的影响
• 1.5.5 植物生长调节剂对螺旋藻生长的影响
• 1.5.6 环境有机毒物对螺旋藻生长的影响
• 1.5.7 微量金属离子
• 1.6 螺旋藻光生物反应器的发展状况及主要类型
• 1.6.1 开放式光生物反应器
• 1.6.2 封闭式光生物反应器
• 1.6.3 半封闭式
• 1.6.4 模拟微重力光生物反应器
• 1.7 螺旋藻的营养价值及应用
• 1.7.1 螺旋藻的营养价值
• 1.7.2 螺旋藻的应用
• 1.8 立题背景及研究内容
• 1.8.1 立题背景、目的及意义
• 1.8.2 研究内容
• 第二章 实验材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 实验藻种
• 2.1.2 培养基
• 2.2 主要仪器设备及试剂
• 2.2.1 主要仪器设备
• 2.2.2 其他试剂
• 2.3 实验方法和条件
• 2.3.1 种子培养
• 2.3.2 种子保藏
• 2.3.3 常重力条件下光合自养螺旋藻的培养
• 2.3.4 常重力条件下混合营养螺旋藻的培养
• 2.3.5 微重力条件下螺旋藻的培养
• 2.4 分析测定方法
• 2.4.1 生物量的测定
• 2.4.2 PH值的测定
• 2.4.3 光照强度的测定
• 2.4.4 葡萄糖残量的测定
• 2.4.5 抗氧化剂残量的测定
• 2.4.6 色素的提取和含量测定
• 2.4.7 藻胆蛋白的提取和含量的测定
• 2.4.8 粗多糖的提取和纯度测定
• 2.4.9 染菌分析
• 第三章 微重力环境对螺旋藻生长影响的研究
• 引言
• 3.1 螺旋藻最佳接种量的确定
• 3.1.1 螺旋藻常重力条件下最佳接种量的确定
• 3.1.2 螺旋藻微重力条件下最佳接种量的确定
• 3.2 螺旋藻常重力条件下培养条件的研究
• 3.2.1 螺旋藻常重力条件下光合自养培养条件的研究
• 3.2.2 螺旋藻常重力条件下混合营养培养条件的研究
• 3.3 螺旋藻微重力条件下培养条件的研究
• 3.3.1 螺旋藻微重力条件下光合自养培养条件的研究
• 3.3.2 螺旋藻微重力条件下混合营养培养条件的研究
• 3.4 微重力环境对螺旋藻生长的影响
• 第四章 微重力环境对螺旋藻中主要成分的影响及提取方法的研究
• 引言
• 4.1 螺旋藻多糖
• 4.1.1 螺旋藻多糖提取工艺的研究
• 4.1.2 微重力对螺旋藻多糖含量的影响
• 4.2 色素
• 4.2.1 B-胡萝卜素提取工艺的研究
• 4.2.2 微重力环境对色素含量的影响
• 4.3 藻胆蛋白
• 4.3.1 藻胆蛋白提取工艺的研究
• 4.3.2 微重力环境对藻胆蛋白含量的影响
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 论文发表情况
• 致谢