嗜盐碱微藻藻种筛选及其产油条件优化

发布时间：2017-10-23 06:10

  本文关键词：嗜盐碱微藻藻种筛选及其产油条件优化

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【摘要】：微藻由于生长速率快、光合效率高、富含脂质,有希望高效生产生物柴油,但是生产成本过高,要实现微藻生物柴油的产业化,必须降低成本。其中,二氧化碳供给是一项重要成本,必须大幅度降低。碳酸氢盐相对于二氧化碳来说,具有易运输、易储存、利用率高的特点,结合利用碳酸盐吸收二氧化碳的过程,可实现基于碳酸氢盐的微藻培养和碳吸收整合系统,为微藻培养高效率、低成本地提供碳源。在微藻培养过程中碳酸氢盐的消耗会引起pH上升,因此该系统更适合培养嗜盐碱微藻。但是,目前对嗜盐碱微藻产油能力研究较少,本文对此展开了研究。首先对海生拟微绿球藻、眼点拟微绿球藻、Picochlorum oklahomensi(中文名未知)、海水小球藻、淡水小球藻、富油新绿藻和特氏杜氏藻这7株产油微藻在不同浓度碳酸氢钠中生长能力进行了测试。发现海生拟微绿球藻和眼点拟微绿球藻均能在0.01 mol/L NaHCO3下生长；海水小球藻和Picochlorum oklahomensi能在0.02 mol/L和0.04 mol/L NaHCO3下生长；淡水小球藻能在0.10 mol/L NaHCO3下生长;富油新绿藻能在0.16mol/L NaHCO3下生长；特氏杜氏藻能在0.5 mol/L NaHCO3下生长。在添加碳酸氢盐条件下培养,耐盐碱微藻的最高油含量分别为：淡水小球藻在0.04 mol/L NaHCO3浓度下脂质含量为15.7%,富油新绿藻在0.08 mol/L NaHCO3浓度下脂质含量为18.1%,特式杜氏藻在0.4 mol/L NaHCO3油含量为20.5%。这些微藻同时具有耐受高碳酸氢盐和富含油脂的特点,适合用于利用碳酸氢盐培养微藻生产油脂的系统。针对筛选得到的富油新绿藻和特氏杜氏藻,进行了氮限制诱导实验。发现在添加0.12g/LNaNO3时,两株藻在第7天的脂质含量达到最高,分别占干重的34.1%和23.3%,脂质产率分别为60 mg/L/d和22 mg/L/d。特氏杜氏藻在0.48 g/L NaNO3条件下虽然油脂含量低,但由于生物质浓度高,所以平均油脂产率也为22 mg/L/d。另外,在0.12g/LNaNO3下,两株藻的脂肪酸主要成分是饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸,可以生产高品质生物柴油。鉴于富油新绿藻油脂产率更高,对其进行了4.5 L规模的放大培养和氮限制诱导油脂生产。第3天,微藻的干重达0.72g/L,脂质含量为33.7%,脂质产率为80 mg/L/d。这显示富油新绿藻是利用碳酸氢盐生产油脂的较理想藻种,经进一步开发,可以用于高效生产生物柴油。
【关键词】：微藻 生物柴油 盐碱 脂质
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE667;Q949.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 1 微藻生物柴油综述及选题依据10-21
• 1.1 生物柴油10
• 1.2 微藻生物柴油10-11
• 1.3 微藻固碳和产油机理11-14
• 1.4 影响微藻脂质含量及其组成的因素14-16
• 1.4.1 营养物质14-15
• 1.4.2 环境因子15-16
• 1.5 直接转酯化法制备微藻生物柴油16-18
• 1.6 微藻培养系统18
• 1.7 基于碳酸氢盐培养的微藻系统18-20
• 1.8 本文的选题依据、研究内容与意义20-21
• 2 嗜盐碱微藻的筛选21-39
• 2.1 材料与方法21-27
• 2.1.1 材料21
• 2.1.2 培养基21-24
• 2.1.3 实验药品24-25
• 2.1.4 实验仪器25
• 2.1.5 培养方法25
• 2.1.6 pH测定25-26
• 2.1.7 OD测定26
• 2.1.8 细胞干重测定26
• 2.1.9 微藻油脂提取、气相分析方法及脂质含量测定26-27
• 2.2 结果与讨论27-38
• 2.2.1 不同浓度的NaHCO_3对海生拟微绿球藻的生长影响27-28
• 2.2.2 不同浓度的NaHCO_3对眼点拟微绿球藻生长影响28
• 2.2.3 不同浓度的NaHCO_3对Picochlorum oklahomensi生长影响28-30
• 2.2.4 不同浓度的NaHCO_3对海水小球藻生长影响30-32
• 2.2.5 不同浓度的NaHCO_3对淡水小球藻生长影响32-34
• 2.2.6 不同浓度的NaHCO_3对富油新绿藻生长影响34-36
• 2.2.7 不同浓度的NaHCO_3对特式杜氏藻生长影响36-38
• 2.3 小结38-39
• 3 产油嗜盐微藻培养条件优化39-53
• 3.1 材料与方法39-41
• 3.1.1 藻种名39
• 3.1.2 培养基配方39-40
• 3.1.3 培养方法40
• 3.1.4 漂浮式光生物反应器培养系统和培养条件40
• 3.1.5 pH测定40
• 3.1.6 细胞干重(DW)测定40
• 3.1.7 微藻油脂提取、脂质含量测定和脂肪酸组分分析40-41
• 3.2 结果与讨论41-51
• 3.2.1 NaNO_3浓度对富油新绿藻生长、脂质含量及其组成影响41-45
• 3.2.2 NaNO_3浓度对特式杜氏藻生长、脂质含量及其组成影响45-48
• 3.2.3 富油新绿藻在波浪能驱动的光生物反应器中的生长情况48-51
• 3.3 小结51-53
• 结论53-54
• 参考文献54-60
• 致谢60-61

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本文编号：1081907