营养条件对产烃葡萄藻生长的影响.pdfVIP

第3 卷 第2 期 过 程 工 程 学 报 Vol.3 No.2 2003 年 4 月 The Chinese Journal of Process Engineering Apr. 2003 营养条件对产烃葡萄藻生长的影响 王 军，杨素玲，丛 威，蔡昭铃 中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室，北京 100080 摘 要：在摇瓶培养中考察了无机碳源、氮源、磷源和NaF 等营养成份对产烃葡萄藻 Botryococcus braunii 生长的影响. 结果表明：与仅利用空气中的CO 作为碳源相比，以NaHCO 或CO 加富空 2 3 2 -1 1，代时从5.6 d 分别缩短至5.1 和 分别增大至0.0589 和0.0949 d 气补碳，比生长速率从0.0535 d 3.2 d，最大放氧速率分别提高了2.3 和5 倍；在一定范围内增大KNO 起始浓度能提高葡萄藻的生 3 长速率，延长对数生长期；磷源对葡萄藻生长的影响十分显著，在0 160 mg/L 范围内，增大K HPO 2 4 浓度，葡萄藻生长明显加快；适量NaF 能促进葡萄藻的光合作用和呼吸作用，从而加快葡萄藻的 生长，其最适浓度为0.84 mg/L. 关键词：葡萄藻 Botryococcus braunii ；生长；无机碳源；氮源；磷源；NaF 中图分类号：Q938.8 文献标识码：A 文章编号：1009606X 2003 0座机电话号码 1 前 言 全球面临的能源短缺和环境污染问题促使开发和利用可再生、无污染的生物能源成为一个重 [1,2] 要的研究方向. 利用微藻生产生物能源具有以下独特的优势 ：微藻能有效地利用太阳能，通过 光合作用固定CO2 ，将无机物转化为氢、高不饱和烷烃、油脂等能源物质；微藻生物能源可再生， 燃烧后不排放有毒有害物质，对大气CO 无净增加；易于进行大规模培养，能量要求低，投资小. 2 因此利用微藻生产生物能源具有潜在的应用前景. 呈串状集落生的葡萄藻 Botryococcus braunii ，又译丛粒藻 是一种世界性分布的淡水单细胞绿 藻，其含烃量可高达细胞干重的85[3,4] ，远远高于其它微生物的产烃量，而且葡萄藻所产烃的组 [5] 成和结构与石油极其相似 ，因此利用葡萄藻生产石油替代品日益受到重视. 目前关于葡萄藻产烃的研究多集中在生理生化方面，还没有大规模培养的报道，主要困难是 [6,7] 葡萄藻生长缓慢，倍增时间长 ，因此研究葡萄藻生长的营养条件对缩短葡萄藻代时、提高生长 速率、实现高密度培养十分关键. 本文考察了无机碳源、氮源、磷源和NaF 对葡萄藻生长的影响. 2 材料与方法 2.1藻种与培养基 葡萄藻 Botryococcus braunii 357 由中国科学院水生生物研究所提供. [8] 培养基采用改进的Chu13×2 培养基 ，用KOH 调节pH 到7.5. 2.2设备及仪器 HZQQG 旋转式摇床，哈尔滨东联电子技术开发有限公司生产. OXYLAB 氧电极，英国 Hansatech 公司生产. 721B 型分光光度计，上海光学仪器厂生产. 2.4培养条件及测定方法 不同无机碳源的摇瓶培养：将Chu13 ×2 培养基分装到3 个250 ml 三角瓶中，每瓶100 ml，各 收稿日期：2002 1220 ，修回日期：座机电话号码 作者简介：王军 1976– , 女, 四川省宣汉县人, 硕士研究生, 生物化工专业; 丛威, 通讯联系人. 142 过 程 工 程 学 报 3 卷 接入10 ml 藻种液，使培养初期OD680 在0.1 左右. 一瓶用可透过无菌空气的封口膜包扎；一瓶通 入含1 j CO 的加富空气，通气量为20 ml/min ；另一瓶培养基中加入200 mg/L NaHCO ，用封 2 3 o 2 口膜包扎. 3 瓶均置于HZQQG 旋转式摇床进行培养. 培养条件为：温度25 C，光强2.5 mW/cm 持 续光照 ，转速120 r/min . 培养过程中定期取样测定细胞生长和光合活性. 氮源、磷源、NaF 对葡萄藻生长的影响：采用单因子分析法，在测定某一因子对葡萄藻生长 的影响时，其它因子保持恒定. 用Chu13×2 培养基配制含不同浓度的KNO , K HPO , NaF 的培养 3 2 4 基，分装于250 ml 锥形瓶中，每瓶100 ml，接种后用封口膜包扎，置于摇床培养. 其余条件同上. 细胞生长检测：定时取样，用分光光度计测藻液在680 nm 波长处的光吸收值OD680 ，用OD680 表示细胞的生长情况 . o 生物量：以细胞干重表示. 将藻液离心后于80 C