鹽生杜氏藻大量培養條件的優化研究


專案組目前的主要研究成果如下：
1. 含油微藻培養及培養條件優化的研究：
通過正交試驗方法，
確定杜氏藻和小球藻的最適宜培養基配方、
培養基pH值、溫度、光照強度、
接種密度等影響生長因素，
為工業規模化培養提供理論基礎。
具體的最佳培養條件是：
鹽生杜氏藻在培養基配方為J/L培養基、
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；
小球藻在培養基配方為Basal培養基、
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。
2. 微藻生物特性研究：
繪製出杜氏藻和小球藻的生長曲線，
獲得微藻的最佳收穫期資料。
具體資料為，
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。
在最優組合培養條件下，
通過每天測微藻藻液的吸光度值得到兩種微藻生長曲線，
鹽生杜氏藻在培養的前25天生長繁殖速度快，
處於對數期生長，
之後進入生長穩定期。
小球藻在培養35天后進入生長穩定期。
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，
並利用氣質聯用技術（GC-MS）分析了杜氏藻和小球藻油脂的脂肪酸組成成分，
評價利用其製備生物柴油的可行性及依據其組成特點推測其在相關領域的應用價值。
成果體現為，
鹽生杜氏藻和小球藻的總脂含量分別為乾重的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，
並以C16 和C18脂肪酸為主。
據研究報導(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的新思路。
實驗結果是，
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，
對鹽生杜氏藻的優化培養條件不僅具有實際生產化意義，
還具有科研理論的奠基作用。


撰寫目的和基本思路

本文採用正交試驗法對鹽生杜氏藻（Dunaliella Salina）的擴大培養條件進行優化研究。
通過實驗結果的統計分析，
得到了大量培養鹽生杜氏藻的最佳培養條件，
為杜氏藻用於大型工業化培養生產提供理論依據。


科學性、先進性及獨特之處

鹽生杜氏藻含有蛋白質、
天然維生素、
礦物質、
不飽和脂肪酸以及多糖等，
其中β—胡蘿蔔素、
多糖等營養成分具有生物活性，
可應用於功能食品，
在食品中有較好的利用和發展前景。
並且杜氏藻對於固定CO2繼而緩解溫室效應，
以及製備清潔能源——生物柴油具有重要的研究價值。


應用價值和現實意義

鹽生杜氏藻含有大量的β—胡蘿蔔素、
蛋白質、
甘油、
氨基酸、
脂肪、
碳水化合物、
維生素等多種營養成分以及其獨特的生理特性，
在醫藥、
食品、
養殖業、
化工、
輕工等領域得到越來越廣泛的應用和重視，
是迄今所發現利用價值極大的藻類資源之一。


學術論文摘要

採用正交試驗法對鹽生杜氏藻的擴大培養條件進行優化研究。
通過實驗結果的統計分析，
得到了大量培養鹽生杜氏藻的最佳培養條件：
在培養基pH值為9，
溫度為32℃，
光照強度為10000 Lux，
接種密度為0.30，
培養基配方為J/L培養基的條件下，
有利於杜氏藻的生長，
可適用于大型工業化培養生產。


鑒定結果

實驗過程全面、國內外研究不多，
抓住了前沿，但實驗內容深度有待加強


參考文獻

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同類課題研究水準概述

鹽藻(Dunaliella Salina)是法國科學家杜納爾(Dunal)1830年於地中海沿岸的鹽池中首先發現的，
因而後人以杜納爾的姓加上詞尾建為新屬一Dunaliella，
歸屬於綠藻門(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，
使細胞能適應寬範圍的滲透脅迫。
頂部有比藻體長約三分之一的兩根等長鞭毛，
使細胞能靈活遊動。
細胞內有個大型的杯狀葉綠體，
可以進行光合自養，
葉綠體基部有一個澱粉核。
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。
鹽藻的強大滲透調節能力，
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生物，
適於研究光合作用機理，
因此這兩方面國內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，
生長週期相對較短的生長特點，
研究鹽藻的最佳培養條件，
為大型工業化培養生產鹽生杜氏藻提供理論依據。
鹽藻富含蛋白質、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，
是人類未來重要的食品及油料的來源，
因此可以經過一定的誘導手段獲得優良藻株，
利用其高濃度地合成某些具有商業生產價值的產物，
從而成為人類未來醫藥品、
保健品和化工原料的重要資源。
鹽藻細胞內富含具有防癌及抗衰老作用的順式β一胡蘿蔔素及豐富的藻體蛋白，
作為天然β一胡蘿蔔素來源己在我國及其它一些國家實現了規模養殖。
鹽藻可用於生產β一胡蘿蔔素作為藥品或天然食品添加劑，
也可用於做為食品、天然餌料和飼料。
然而，“原料供應”是藻類生物應用的主要瓶頸，
因此尋找一種合適的原料——微藻培養生產條件及方法成為亟待解決的問題。