油脂积累和脂肪酸组成的影响

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1、中国生物工程杂志ＣｈｉｎａＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１３，３３（２）：５９６４碳源、氮源对异养单针藻Ｍｏｎｏｒａｐｈｉｄｉｕｍｓｐ．ＦＸＹ１０油脂积累和脂肪酸组成的影响黄力贺赐安赵鹏余旭亚（昆明理工大学生命科学与技术学院昆明６５０５００）摘要研究了碳源与氮源对单针藻Ｍｏｎｏｒａｐｈｉｄｉｕｍｓｐ．ＦＸＹ１０异养培养的影响。以ＢＧ１１为基础培养基，通过添加不同类型、浓度梯度碳源和氮源，比较分析微藻生物量、油脂积累以及脂肪酸组成。结果表明，以葡萄糖作碳源，硝酸钠为氮源，微藻细胞积累的油脂是理想的生物柴油制备原料。硝酸钠浓度分别为１．０

2、０、３．００和５．００ｇ／Ｌ时，对油脂产量影响不显著（Ｐ＞０．０５）。葡萄糖浓度为１０．００ｇ／Ｌ，硝酸钠为氮源油脂产量达到实验最高值０．８４ｇ／Ｌ，其油脂脂肪酸组成主要由Ｃ１６∶０和Ｃ１８∶１等短链饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸组成，不饱和度值（ＤＵ）为６１．９８，相对偏低。关键词碳源氮源单针藻异养油脂产量中图分类号Ｑ８１９［１１］产油微藻因可积累较高油脂含量已成为良好的生物究结果表明，微藻异养细胞的油脂产率比自养培养质资源应用于生物柴油开发，同时微藻具有生物量积累的细胞油脂产率高２１．６０倍。为选择适宜的碳源与氮较快，无周期限制，培养条件易控制并可再

3、生等特点已备源进行微藻的异养培养，有效积累油脂，本实验以该藻［１］受研究者关注。而微藻油脂的高效积累是其能源开发为对象，比较研究了７种有机碳源和５种氮源对微藻生应用的基础，有文献报道实验选用普通小球藻在高密度长、油脂合成及脂肪酸组成的影响，以期为后期放大培［２］发酵培养下油脂产量平均每天高达３．７ｇ／Ｌ。养奠定基础。微藻异养培养是一种采用有机碳源作为能源而不需要光照的一种培养方式［３］。与其他培养方式相比，１材料与方法［４５］异养培养微藻具有生长周期短、比生长速率大、短１．１主要材料、试剂与仪器［６］时间内获得较高的细胞终密度、较高的油脂产率且单针

4、藻Ｍｏｎｏｒａｐｈｉｄｉｕｍｓｐ．ＦＸＹ１０，昆明理工大学［７］下游成本低等诸多优点。此外有研究表明，异养培生物炼制研究组分离、保藏；冷冻干燥机（Ｊｏｕａｎ，法养不仅可以提高油脂产率，同时可以增加微藻细胞内国），恒温振荡摇床（天呈，上海），冷冻离心机［４５，８］油脂含量，且培养基中氮源的选择以及浓度的变（Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ，德国），尼康显微镜系统（Ｎｉｋｏｎ，日本），安［９１０］化可以显著影响微藻油脂含量，但并不是所有的微捷伦７８９０ＧＣ５９７５ＭＳＤ气质联用仪（Ａｇｉｌｅｎｔ，美国）；实藻都可以进行异养生长。故对于不同的藻种，选用合验用试剂

5、均为分析纯，均购自昆明鼎国试剂公司。适的培养方式以及恰当的培养基组成以期获得较高的１．２微藻培养油脂产率非常重要。基础培养基选用ＢＧ１１培养基（参考中国淡水藻单针藻Ｍｏｎｏｒａｐｈｉｄｉｕｍｓｐ．ＦＸＹ１０是分离自云南种库），种子液培养基添加１０．００ｇ／Ｌ葡萄糖，设置培养高原淡水湖、既能自养也能异养的产油微藻。前期研温度２５℃，摇床转速１５０ｒ／ｍｉｎ，进行避光培养。种子收稿日期：２０１２０６１５修回日期：２０１２１２３０液培养６ｄ后各取５ｍｌ接入至含１２０ｍｌ培养液／２５０ｍｌ国家自然科学基金（２１２６６０１３）、云南省自然科学基金

6、（２０１０ＣＤ０２８）资助项目锥形瓶中（培养液要求见１．３节），各实验组接种后细通讯作者，电子信箱：ｙｕｘｕｙａ＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ６胞浓度初始值约为６．１×１０个／ｍｌ，摇瓶培养１２０ｈ后６０中国生物工程杂志ＣｈｉｎａＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ．３３Ｎｏ．２２０１３取出离心富集，设３组平行组。蒸馏水反复洗涤２次后冻干称重。添加干藻样２倍体１．３碳源与氮源实验积石英砂研磨２０ｍｉｎ后用氯仿甲醇（２∶１，ｖ／ｖ）进行油１．３．１碳源实验在基础培养基上追加碳源，选取葡脂提取，有机溶剂重复提取３次后收集有机相浓缩称萄糖、醋酸钠、甘油、果糖、蔗糖

7、、乳糖以及木糖醇进行重。上述提取油脂加２ｍｌ３％硫酸甲醇进行甲酯［１２］碳源选择实验，各实验浓度见图１，初始培养液ＯＤｎｍ化，７０℃水浴锅冷凝回流４ｈ后，取２ｍｌ正己烷进行６８０值为０．１０２。再以选取碳源（葡萄糖、醋酸钠）进行浓度萃取４ｈ，再取正己烷萃取相过滤上ＧＣＭＳ分析。梯度实验，具体见表１，培养条件参照方法１．２节。采用Ａｇｉｌｅｎｔ７８９０执行ＧＣＭＳ分析，色谱条件：色谱柱为ＨＰ５ＭＳ（３０ｍ×２５０μｍ×０．２５μｍ，５％ＰｈｅｎｙｌＭｅｔｈｙｌＳｉｌｏｘ）；载气为高纯氦气（Ｈｅ），流速１．０ｍｌ／ｍｉｎ；二阶升温程序：１７０℃保

8、持０ｍｉｎ，然后１０℃／ｍｉｎ到１９０℃，持续１ｍｉｎ；再以０．８℃／ｍｉｎ升温至２０７℃，持续１ｍｉｎ；进