基本信息
- 項目名稱：
- 鹽生杜氏藻大量培養(yǎng)條件的優(yōu)化研究
- 小類：
- 能源化工
- 簡介：
- 本文為我科研項目組中期一份研究論文，我項目組主要針對微藻固定CO2條件及制備生物柴油的可行性研究。前期對鹽生杜氏藻的優(yōu)化培養(yǎng)條件進行研究，不僅僅為后期實驗做準備，還為大量工業(yè)化生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)。
- 詳細介紹：
- 我項目組目前的主要研究成果如下： 1.含油微藻培養(yǎng)及培養(yǎng)條件優(yōu)化的研究：通過正交試驗方法，確定杜氏藻和小球藻的最適宜培養(yǎng)基配方、培養(yǎng)基pH值、溫度、光照強度、接種密度等影響生長因素，為工業(yè)規(guī)模化培養(yǎng)提供理論基礎(chǔ)。 具體的最佳培養(yǎng)條件是：鹽生杜氏藻在培養(yǎng)基配方為J/L培養(yǎng)基、pH值為9、溫度為32℃、光照強度為10000Lux、接種密度為0.30的條件下可獲得最適擴大培養(yǎng)；小球藻在培養(yǎng)基配方為Basal培養(yǎng)基、pH值為7、溫度在28℃、光照強度為10000Lux、接種密度為0.20的條件下可獲得最適擴大培養(yǎng)。 2.微藻生物特性研究：繪制出杜氏藻和小球藻的生長曲線，獲得微藻的最佳收獲期數(shù)據(jù)。 具體數(shù)據(jù)為，得出波長654nm是鹽生杜氏藻的最大吸收波長，波長685nm是小球藻的最大吸收波長。在最優(yōu)組合培養(yǎng)條件下，通過每天測微藻藻液的吸光度值得到兩種微藻生長曲線，鹽生杜氏藻在培養(yǎng)的前25天生長繁殖速度快，處于對數(shù)期生長，之后進入生長穩(wěn)定期。小球藻在培養(yǎng)35天后進入生長穩(wěn)定期。 3.微藻油脂提取條件研究：通過不同提取方法對比，確定以有機溶劑浸提法、超聲波輔助的提取方法。 4.微藻的總脂含量及脂肪酸成分的分析研究：測定杜氏藻和小球藻的總脂含量，并利用氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）分析了杜氏藻和小球藻油脂的脂肪酸組成成分，評價利用其制備生物柴油的可行性及依據(jù)其組成特點推測其在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用價值。 成果體現(xiàn)為，鹽生杜氏藻和小球藻的總脂含量分別為干重的18.76%和9.51%，其脂肪酸成分組成有: C14:0、C15:0、C16:0、C18:0 、C16:1、 C16:2、C18:1、C18:2、C20:5，并以C16 和C18脂肪酸為主。據(jù)研究報道(Wood 1988，Dunstan 1992，Zhukova & Aizdaicher 1995)，綠藻綱微藻常含有高濃度的C16 和C18脂肪酸，本試驗的結(jié)果與之相一致。 5.杜氏藻對CO2固定效果研究：杜氏藻對CO2有明顯的固定效果，提出了利用微藻固定CO2以緩解日趨嚴重的溫室效應(yīng)的新思路。 實驗結(jié)果是，。隨著杜氏藻液的生物量增加，杜氏藻液對CO2吸收速率也隨之加快，對CO2的固定效果也越來明顯。 由此可見，對鹽生杜氏藻的優(yōu)化培養(yǎng)條件不僅具有實際生產(chǎn)化意義，還具有科研理論的奠基作用。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本文采用正交試驗法對鹽生杜氏藻（Dunaliella Salina）的擴大培養(yǎng)條件進行優(yōu)化研究。通過實驗結(jié)果的統(tǒng)計分析，得到了大量培養(yǎng)鹽生杜氏藻的最佳培養(yǎng)條件，為杜氏藻用于大型工業(yè)化培養(yǎng)生產(chǎn)提供理論依據(jù)。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 鹽生杜氏藻含有蛋白質(zhì)、天然維生素、礦物質(zhì)、不飽和脂肪酸以及多糖等，其中β—胡蘿卜素、多糖等營養(yǎng)成分具有生物活性，可應(yīng)用于功能食品，在食品中有較好的利用和發(fā)展前景。并且杜氏藻對于固定CO2繼而緩解溫室效應(yīng)，以及制備清潔能源——生物柴油具有重要的研究價值。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 鹽生杜氏藻含有大量的β—胡蘿卜素、蛋白質(zhì)、甘油、氨基酸、脂肪、碳水化合物、維生素等多種營養(yǎng)成分以及其獨特的生理特性，在醫(yī)藥、食品、養(yǎng)殖業(yè)、化工、輕工等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用和重視，是迄今所發(fā)現(xiàn)利用價值極大的藻類資源之一。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 采用正交試驗法對鹽生杜氏藻的擴大培養(yǎng)條件進行優(yōu)化研究。通過實驗結(jié)果的統(tǒng)計分析，得到了大量培養(yǎng)鹽生杜氏藻的最佳培養(yǎng)條件：在培養(yǎng)基pH值為9，溫度為32℃，光照強度為10000 Lux，接種密度為0.30，培養(yǎng)基配方為J/L培養(yǎng)基的條件下，有利于杜氏藻的生長，可適用于大型工業(yè)化培養(yǎng)生產(chǎn)。
獲獎情況
- 獲山西大學(xué)第十五屆“創(chuàng)新挑戰(zhàn)杯”學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽自然科學(xué)類學(xué)術(shù)論文三等獎
鑒定結(jié)果
- 實驗過程全面、國內(nèi)外研究不多，抓住了前沿，但實驗內(nèi)容深度有待加強
參考文獻
- [1] 孫靈毅. 鹽生杜氏藻的培養(yǎng)技術(shù)與應(yīng)用[J].水產(chǎn)科技情報, 2000. [2] 古玉懷，陳軍. 鹽生杜氏藻的生物學(xué)特性培養(yǎng)研究[J].西北師范大學(xué)學(xué)報，1995. [3] 伍先紹,賀稚非,龔霄. 杜氏鹽藻及其在功能食品中的應(yīng)用[J].中國食品添加劑，2008. [4] 楊淑芬，夏燕青，戴靜. 杜氏藻的特性以及開發(fā)應(yīng)用前景[J].資源開發(fā)與市場，2009. [5] 林廣鳳. 鹽生杜氏藻的生物學(xué)特性及其開發(fā)利用[J]. 齊魯漁業(yè), 2006. [6] 陳峰，姜悅. 微藻生物技術(shù)[M]. 北京：中國輕工業(yè)出版社，1999. [7] Carlos Jiménez,F. Xavier Niell. Growth ofDunaliella viridis Teodoresco: effect of salinity, temperature and nitrogen concentration[J]. Journal of Applied Phycology, 1991. [8] 孫福璋，吳江濤，劉玉鵬，王龍，劉克勝，劉崇萍，焦愛瑩. 鹽生杜氏藻大量培養(yǎng)條件的研究[J]. 煙臺大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)與工程版), 1995. [9] 李英敏,楊海波,張欣華,于媛. 鹽藻固定化培養(yǎng)的初步研究[J]. 生物技術(shù), 2001. [10] 汪本風(fēng).杜氏鹽藻的純化及生物學(xué)特性研究[D].安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2004.
同類課題研究水平概述
- 鹽藻(Dunaliella Salina)是法國科學(xué)家杜納爾(Dunal)1830年于地中海沿岸的鹽池中首先發(fā)現(xiàn)的，因而后人以杜納爾的姓加上詞尾建為新屬一Dunaliella，歸屬于綠藻門(Chlorphyta)，綠藻綱(ehlorphyeeae)，團藻(Volvoeales)，杜氏藻科(Dunaliellaceae)。鹽藻細胞由富有彈性的細胞膜包圍，使細胞能適應(yīng)寬范圍的滲透脅迫。頂部有比藻體長約三分之一的兩根等長鞭毛，使細胞能靈活游動。細胞內(nèi)有個大型的杯狀葉綠體，可以進行光合自養(yǎng)，葉綠體基部有一個淀粉核。鹽藻是唯一沒有細胞壁的單細胞綠藻，也是真核生物中抗逆性最強的一種藻類。鹽藻的強大滲透調(diào)節(jié)能力，使其被認為可能是耐鹽機理研究的模式生物，同時它又是單細胞光合自養(yǎng)生物，適于研究光合作用機理，因此這兩方面國內(nèi)外均有較深入的研究。鹽藻是單細胞無細胞壁單倍體綠藻，而其它單細胞綠藻如萊茵衣藻、小球藻等在遺傳背景、基因轉(zhuǎn)化等各方面均有較為深入的研究，為鹽藻的進一步研究提供了理論參考。 依據(jù)已研究出的鹽藻生理特點，同時利用鹽藻本身抗逆能力強，生長周期相對較短的生長特點，研究鹽藻的最佳培養(yǎng)條件，為大型工業(yè)化培養(yǎng)生產(chǎn)鹽生杜氏藻提供理論依據(jù)。 鹽藻富含蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物，某些種類還富含油料、微量元素和礦物質(zhì)，是人類未來重要的食品及油料的來源，因此可以經(jīng)過一定的誘導(dǎo)手段獲得優(yōu)良藻株，利用其高濃度地合成某些具有商業(yè)生產(chǎn)價值的產(chǎn)物，從而成為人類未來醫(yī)藥品、保健品和化工原料的重要資源。鹽藻細胞內(nèi)富含具有防癌及抗衰老作用的順式β一胡蘿卜素及豐富的藻體蛋白，作為天然β一胡蘿卜素來源己在我國及其它一些國家實現(xiàn)了規(guī)模養(yǎng)殖。鹽藻可用于生產(chǎn)β一胡蘿卜素作為藥品或天然食品添加劑，也可用于做為食品、天然餌料和飼料。 然而，“原料供應(yīng)”是藻類生物應(yīng)用的主要瓶頸，因此尋找一種合適的原料——微藻培養(yǎng)生產(chǎn)條件及方法成為亟待解決的問題。
