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海水驯化螺旋藻的高密度培养研究

2021-03-07 15:43编辑: www.jxszl.com景先生毕设
:为了提高耐盐螺旋藻的培养密度,本文在光生物反应器中对经耐盐驯化获得的螺旋藻进行了培养,并对螺旋藻的生长、生物量干重、多糖、叶绿素a、藻蓝蛋白和总蛋白随时间的变化等多项指标进行了检测与分析。在光照4000xl,温度28~35℃,通气量从200L/h随密度增大到800L/h,添加不同浓度葡萄糖溶液的条件下培养出的藻干重最高为3.55g/L,藻蓝蛋白超出平均水平。为耐盐螺旋藻的高密度、高质量的培养研究提供参考。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法2
1.1材料与仪器2
1.1.1 藻种和培养基 2
1.1.2 其它试剂 2
1.1.3 仪器设备 2
1.2 方法 2
1.2.1 培养方法3
1.2.2 培养条件3
1.2.3 干重的测定3
1.2.4 多糖的测定3
1.2.5 叶绿素的测定3
1.2.6 藻蓝蛋白的测定3
1.2.7 总蛋白的测定4
2 结果与分析4
2.1 生长趋势图4
2.2 各项指标变化特征分析6
2.2.1 干重的变化6
2.2.2 多糖的变化7
2.2.3 叶绿素的变化7
2.2.4 藻蓝蛋白的变化8
2.2.5 总蛋白的变化9
3 讨论 9
3.1 小结9
3.2 本研究的优点和不足10
致谢11
参考文献12
表1 Zarrouk培养基的成分2
表2 A5溶液的成分2
图1 一号螺旋藻随时间的生长变化5
图2 二号螺旋藻随时间的生长变化5
图3 三号螺旋藻随时间的生长变化6
图4 螺旋藻生长过程中干重的变化6
图5 螺旋藻生长过程中多糖浓度的变化7
图6螺旋藻生长过程中多糖含量的变化7
图7 螺旋藻生长过程中叶绿素a浓度的变化8
 

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图8螺旋藻生长过程中叶绿素a含量的变化8
图9 螺旋藻生长过程中藻蓝蛋白含量的变化9
图10螺旋藻生长过程中总蛋白的变化9
海水驯化螺旋藻的高密度培养研究
引言
引 言:螺旋藻是一种具有很大开发价值的经济微藻[1]。最初发现螺旋藻是在1940 年,法国药物学家Creach到非洲乍得湖探险时发现的。直到20世纪60年代,由于世界粮食和能源危机日益突出的情况下,螺旋藻的一些报道才引起藻类学者、营养学家、企业家、政府官员的高度重视[2]。螺旋藻营养丰富,细胞中蛋白质、氨基酸、维生素、不饱和脂肪酸、微量元素等含量丰富,是迄今为止科学家发现的最优秀的营养全面的纯天然蛋白质食品。
螺旋藻的化学组成为蛋白质,多糖,色素,维生素与矿物质,脂肪酸,核酸及脱氧核糖核酸[3]。螺旋藻的应用有医药业与食疗,饲料与饵料业,美容与化妆品业,废水处理与环保业等等。螺旋藻含藻蓝蛋白为细胞干重10%左右,该藻蓝蛋白为很漂亮的蓝色,着色力强,是一种理想的天然的着色剂,为水溶性的便于使用,藻蓝蛋白还有提高免疫力的功能,在医药和化妆品方面应用广泛。
目前螺旋藻主要以利用淡水培养生产为主,但淡水生产螺旋藻效率较低、成本偏高、产品质量偏低;利用海水培养螺旋藻具有成本低、产品品质高的特点,因此培育耐盐螺旋藻品种,并进行规模化养殖受到国内外专家的关注[4]。提高螺旋藻的生物量的条件主要有以下三个方面:一是优化螺旋藻的培养条件,如光照,温度,溶氧,pH;二是通过添加外源物质,如碳源,氮源,植物生长调节剂;三是提供外加磁场,激光等改善其自养代谢过程[5]。
作者所在实验室已经选育出了一株可利用人工海水培养的高耐盐螺旋藻藻珠;为了进一步提高其培养密度,本文在本实验室前期研究的基础上,主要探讨了不同浓度的葡萄糖对耐盐螺旋藻的生长影响。并重点测定了耐盐螺旋藻的生物量干重、多糖、叶绿素、藻蓝蛋白和总蛋白等5个指标。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.1.1 藻种和培养基
藻种:实验藻种为钝顶螺旋藻,所用的藻株系本实验室经过驯化获得的耐盐藻株。
培养基:在实验前期和后期两个阶段分别使用海水培养基和普通培养基,其中普通培养基即Zarrouk培养基[6],具体成分见表11和表12;海水培养基是由Zarrouk培养基和100g/L浓度的海盐水按照7:3配制[7]。
Zarrouk培养基配制时需将NaHCO3和K2HPO4两种成分分开单独灭菌,以免在高温时产生沉淀不利于培养螺旋藻。
海水培养基中Zarrouk培养基配好后调pH至9.1左右[8],然后和100g/L海盐水分开灭菌,121℃下灭菌20min,待冷却后在超镜台中混合过滤,然后常温保存待用。另外,A5(微量元素)溶液配制好后需置于4℃冰箱保存。
表11 Zarrouk培养基成分
成分
浓度(g/L)
NaHCO3
16.8g/L
K2HPO4
0.5g/L
NaNO3
2.5g/L
K2SO4
1g/L
NaCl
1g/L
CaCl22H2O
0.04g/L
Na2EDTA
0.08g/L
MgSO47H2O
0.2g/L
FeSO47H2O
0.01g/L
A5(微量元素)
1mL
表12 A5溶液的成分
成分
浓度(g/L)
ZnSO47H2O
0.22
CuSO45H2O
0.08
H3BO3
2.86
MnCl24H2O
1.8
(NH4)6Mo7O244H2O
0.02
1. 1. 2 其他试剂
葡萄糖,苯酚,浓硫酸,甲醇,磷酸缓冲溶液,NaCl,总蛋白定量测试盒。
1.1.3 仪器设备
实验准备、藻的接种和培养阶段用到的仪器设备有:三角瓶,电子天平,移液枪,pH计,高压灭菌器,超净台,酒精灯,光照培养箱,筛子,光生物反应器(包括灯管、通气管和培养箱)。
取样测定干重、多糖、叶绿素、藻蓝蛋白、总蛋白时用到的仪器设备有:三角瓶,移液管,移液枪,50mL离心管,烘箱,2ml离心管,试管架,抽滤机(以及抽滤的玻璃仪器),剪刀,量筒,250mL大口塑料瓶,4℃和20℃冰箱,水浴管,水浴锅,酶标分析仪,冷冻离心机,可见分光光度计,超声细胞破碎仪。
1.2 方法
本实验分为培养螺旋藻和测定各项指标两个方面。其中培养分为前期的三角瓶培养和后期的光生物反应器扩大培养。投入光生物反应器进行高密度培养后开始进行两天一次的各项指标的测定,测定的各项指标包括:干重的测定、多糖的测定、叶绿素的测定、藻蓝蛋白的测定、总蛋白的测定。

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