螺旋藻和紫球藻贴壁培养与工艺条件优化

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1、万方数据螺旋藻(Spirulinaplatensis)和紫球藻(Porphyridiumcruentum)贴壁培养与工艺条件优化学位论文完成日期：一塑!!：三：坚一指导教师签字：答辩委员会成员签字：万方数据谨以此论文献给我亲爱的家人与敬爱的老师张兰兰J『J-、一·-__一万方数据独创声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得!蕉!垫塑直墓丝益薹挂型直塑塑：奎拦亘窒2或其他教育机构的学位

2、或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：狼芝芝签字日期：如，；年芏月f【日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服

3、务。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：；歇艺乏导师签字：签字日期：№I【年S月f主日签字日期：洳c豆年蔓月万方数据螺旋藻和紫球藻贴壁培养与工艺条件优化摘要微藻可作为食品、高附加值产品原料和生物燃料原材料，并且具有生物固碳的潜能，因此受到人们广泛关注。然而，目前包括开放池和封闭反应器在内的大规模培养体系在培养效率、水耗能耗和生产成本等方面存在巨大缺陷。本研究运用新型微藻贴壁培养技术建立螺旋藻和紫球藻培养的新工艺。对此，本课题以螺旋藻和紫球藻为实验材料，分别研究它们在贴壁培养方式下的最佳接种量和光强，然后考

4、察碳供应方式对两种微藻生长和对紫球藻多糖产量的影响，从而得出适合的培养条件。此外，对两种微藻贴壁培养所用的支撑材料作初步评价。最后，比较贴壁和传统液体悬浮培养下，两种微藻生长及生化组分变化。本文的主要内容及结果归纳如下：(1)研究螺旋藻贴壁培养适宜培养条件参数范围，以生物量产率为指标，通过单因素实验，确定螺旋藻在醋酸纤维素(Nc)膜上初始接种量7．8一llgm～，光饱和点180gmolm2S。1左右。确定螺旋藻的通气策略是以5．6×10。3mS。1的表观通入含．5％C02的混合气，使用无NaHC03的Zarrouk培养基培养

5、。(2)研究紫球藻贴壁培养最佳培养条件参数，以紫球藻生物量产率和多糖产量为指标，确定紫球藻在NC膜上初始接种量为6．98gm～，100gmolrn之S。左右光照强度，3％海盐浓度，0．5．2．0％C02和26．66×10。3wm的表面通气速率，此试验参数可以维持紫球藻生物膜快速生长。此外研究光周期和光稀释对紫球藻生长的影响，当光强超过光饱和点后，暗周期可以减少光抑制对藻的损伤，在明暗周期为20：4，光照强度为200gmolm2S。时，生物量产率高于连续光照此条件下的对应值。为降低光抑制作用和提高光合作用效率，将光稀释概念引入

6、强光下贴壁光生物反应器设计中。光稀释是防止光抑制的有效手段，将强光稀释到微藻适合生长的光强范围内，可极大提高单位占地面积上的生物量产率，最佳的光稀释率为10x(即光强被稀释到原来的十分之一)，单位面积的生物量产率约为70gm。2d～。T万方数据螺旋藻和紫球藻贴壁培养与工艺条件优化(3)以紫球藻和螺旋藻为研究对象，寻找适合微藻贴壁培养的支撑材料，得出孔径小、保水性好的亲水性材料适合作为微藻贴壁培养的支撑材料。具备此类优点的静电植绒(EFC)材料用于微藻培养的可行性最高，使用EFC材料单次培养螺旋藻时，生物量产率可达10gm。2

7、dJ左右，仅略低于NC膜。使用EFC材料循环培养紫球藻时，生物量产率达10．15gm五d～。(4)分别对紫球藻和螺旋藻在贴壁和液体进行培养，并对生长状况和生化组分变化作比较分析，证明贴壁培养对微藻的油脂，蛋白质和碳水化合物含量影响微弱。螺旋藻贴壁与液体分别培养三天时，该藻的蛋白质、油脂、碳水化合物含量几乎没有发生变化，含量分别约为49．51％，10．11％齐D13．16％之间。紫球藻在两种培养方式下培养五天时，蛋白质和油脂含量相似，分别约占细胞干重21％和10％。贴壁培养的细胞总糖含量约为40％，高于液体培养(35％)。总体

8、表明利用微藻贴壁培养技术可以培养出高品质、高营养价值的微藻产品。关键词：螺旋藻，紫球藻，贴壁培养，生物量产率，生化组分11万方数据螺旋藻和紫球藻贴壁培养与工艺条件优化TheattachedcultivationandprocessconditionoptimizationofSpiruli