蛋白核小球藻对厌氧发酵沼液净化及资源化利用

以养猪厂厌氧发酵沼液为研究对象,研究蛋白核小球藻对实际厌氧发酵沼液水质净化效果及资源化利用的可行性.结果表明,蛋白核小球藻在初始COD浓度为350 mg·L~(-1)的厌氧发酵沼液中生长最好,培养一个周期(18 d)后获得生物量达到2.75 g·L~(-1),在COD浓度为450 mg·L~(-1)的厌氧发酵沼液中,藻细胞生长受到一定抑制.在最佳初始COD浓度为350 mg·L~(-1)厌氧发酵沼液条件下培养蛋白核小球藻,厌氧发酵沼液中COD、氨氮、硝态氮、亚硝态氮、总磷、磷酸盐的去除率分别为:83%、75%、95%、78%、71%、100%,且获得藻细胞的油脂含量最高,达到藻细胞干重的29%,藻细胞中除了细胞组分脂肪酸外,还积累了其他储备脂肪酸.藻细胞中总饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸所占比例分别为42.6%、57.4%,油脂所含脂肪酸组分碳链长度主要集中在C16—C18.结果表明,利用畜禽养殖厌氧发酵沼液在适当的条件下培养蛋白核小球藻,能够降低沼液中的氮磷,积累碳生成油脂,是一种潜在的养殖厌氧发酵沼液深度处理和资源再利用的途径.     

减压内沸腾和响应面分析优化苦荞总黄酮提取工艺

首次利用减压内部沸腾法结合响应面分析,优化苦荞(Fagopyrom esculentum)种子中的黄酮类化合物提取工艺.通过析因实验筛选,以提取压力、乙醇浓度、提取时间、提取温度为自变量,总黄酮得率为响应值,采用BoxBenhnken中心组合试验设计.结果表明最佳提取条件为:0.060 MPa,52℃条件下,用38%的乙醇,料液比1:16,提取5min,提取两次,总黄酮得率为2.65%.因此,采用减压内沸腾结合响应面分析方法,在保证苦荞总黄酮得率的同时,大幅降低了提取温度,缩短了提取时间,可为苦荞黄酮的进一步开发和工业化生产提供理论基础.表6图2参16     

采用尼罗红荧光探针对微藻中油脂的定量测定

以尼罗红为荧光探针,对小球藻油脂含量的定量分析条件进行了研究.测定中,使用48孔酶标仪作为荧光检测器.研究显示,当荧光激发光波长为485 nm,发射光波长为580 nm时,适用于测定微藻中的中性油脂含量.当二甲基亚砜终浓度为20%,尼罗红终浓度为0.5μg.mL-1,藻液与尼罗红置于40℃暗处反应5 min后,能够获得最大的相对荧光测定值.当藻液光密度OD680在0.61至1.73时,藻液油脂含量与尼罗红荧光测定值呈现良好的线性关系,相关系数R2为0.9836,可以通过尼罗红荧光值的测定推算油脂的含量.     

不同光质对衣藻（Chlamydomonas sp.212）生长及油脂积累的影响

研究白光、红光、蓝光、红蓝光(1:3)、红蓝光(1:2)、红蓝光(1:1)、红蓝光(2:1)和红蓝光(3:1)8种光质在100μmol m-2 s-1的光照强度下对Chlamydomonas sp. 212生长特性及油脂积累的影响.在不同光质条件下进行Chlamydomonas sp. 212的培养,对其生物量、光合色素含量、碳水化合物含量、蛋白质含量、油脂积累量及脂肪酸组成等指标进行测量与综合分析.结果发现,蓝光下Chlamydomonas sp. 212的生物量达到最大(0.335 1 g/L),红光下其生物量最小.蓝光下Chlamydomonas sp. 212的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量均为最高,分别为12.26、6.34和5.94 mg/L;红光下叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量均较低.Chlamydomonas sp. 212在红光下碳水化合物的含量最高(27.54%),蛋白质的含量最低(23.68%);蓝光下碳水化合物的含量最低(19.12%),蛋白质的含量为31.46%;红蓝光下碳水化合物和蛋白质的含量低于白光. Chlamydomonas sp. 212在蓝光下油脂含量为29.86%,产量为100.06mg/L;红光下油脂含量为27.52%,油脂产量最低;而红蓝光下油脂的积累量明显升高,红蓝光(1:2)下油脂含量最高35.25%,红蓝光(1:3)下油脂产量最高(109.23 mg/L).不同光质对Chlamydomonas sp. 212脂肪酸组成的影响不显著,C16和C18脂肪酸的相对含量达到93%以上,饱和脂肪酸约占47%,不饱和脂肪酸约占53%.本研究表明蓝光有利于Chlamydomonas sp. 212的生长,红光不利于其生长;蓝光有利于油脂的积累,红蓝光下油脂的积累显著升高,且蓝光占比越高,越有利于油脂的积累,红蓝光(1:3)下油脂的积累量最高;结果可为不同光质在微藻生产生物柴油中的应用提供理论依据.(图6表1参32)     

马尾松(Pinus massoniana)内生真菌的产油脂效果

从马尾松根、茎、叶分离出21株内生真菌,应用酸热法提取4株优势菌株油脂,测定油脂含量,并采用气相色谱–质谱联用技术(GC-MS)分析油脂组分.结果表明:4株马尾松内生真菌均含有油脂,油脂含量均达20%以上,最高含量达30.13%.4株菌都含有脂肪酸,且均占油脂提取物的64%以上,不饱和脂肪酸含量均达46%以上.油脂组分主要为棕榈酸酯、硬脂酸、油酸、亚油酸、反油酸等,其中油酸含量最大,达42.08%.因此,马尾松内生真菌可作为一种新的微生物资源用于微生物油脂生产,具有很高的开发利用价值.     

常温氢氧化钠预处理芦苇酶解发酵产油

在室温(28℃)下对氢氧化钠预处理芦苇(Phragmites australis)条件进行单因素和响应面设计优化,对酶解的条件进行单因素优化,对酶解液成分进行HPLC分析,利用未经任何脱毒处理的酶解液发酵产油并与配制培养基对比,通过GC-MS对油脂脂肪酸组成进行分析.结果表明:最佳预处理条件为氢氧化钠质量分数3.4%,预处理时间16h,液固比20:1 m L/g,在初始酶解条件下酶解得到酶解液还原糖浓度为26.32 g/L;最佳酶解的条件为p H=4.5,温度45℃,液固比10:1 m L/g,酶解时间48 h,纤维素酶和纤维二糖酶酶液添加量均为30μL/g,得到酶解液还原糖浓度为40.01g/L;经HPLC分析,酶解液中葡萄糖、木糖、阿拉伯糖和半乳糖比例分别为70.27%、19.83%、5.08%和4.82%;通过隐球酵母(Cryptococcus podzolicus)ZWY-2-3发酵产油,其生物量、油脂产量和油脂含量在4 d时达到最大,分别为8.63 g/L、2.56 g/L和29.68%,其与同等糖浓度的对照组配制作培养基相当.本研究表明,芦苇是生产微生物油脂的潜在生物质原料,具有广阔的应用前景.     

麻疯树种仁油粕脱毒

为获得经冷榨脱油后麻疯树油粕最佳的脱毒方法,采用超声提取,运用四因素三水平正交实验,考察了脱毒温度、脱毒时间、脱毒次数以及脱油后种仁与乙醇料液比对脱毒效果的影响.结果显示,最佳的脱毒方法为料液比8:1,40℃,超声3次,每次20 min.该方法处理后麻疯树油粕中佛波酯含量为0.011 mg g-1.脱毒后的麻疯树油粕对小鼠的急性毒性实验显示,小鼠无死亡,体重增长正常,未出现中毒症状,初步表明脱毒方法有效.图2表3参9     

碱水解法提取剩余污泥蛋白质的条件优化

为充分提取污水污泥中的细胞蛋白,实现污泥的增值利用,以青岛市李村河污水处理厂剩余污泥为材料,采用碱水解法提取剩余污泥中的蛋白质。正交试验结果表明:水解温度和反应体系pH对蛋白质提取率的影响较大;获得的提取污泥蛋白的最优工艺条件是水解温度为70℃,水解时间为5 h,反应体系pH为12.5,固液比(样品质量g/加水体积mL)为1:4。在上述条件下,剩余污泥蛋白质提取率可达54.49%,水解后的剩余残渣经干燥后测定可知,其质量相对于原污泥样品(干重)质量削减率达到22.95%。     

番茄中番茄红素提取工艺的优化

番茄红素营养价值极高,近年来市场需求不断增长,对于番茄红素的研究也得到了人们的关注.为了获得更加高效率低成本的提取工艺,试验采用乙酸乙酯浸提的方法,从新鲜番茄中提取番茄红素,以番茄红素提取率为评价指标,探究了料液比、浸提温度、浸提时间和浸提pH对番茄红素提取率的影响水平,在单因素试验的基础上,利用正交试验设计对工艺进行优化.得到番茄红素的最佳提取工艺为:料液比1∶3(g:m L),浸提温度50℃,提取时间5 h,浸提pH=4,在此条件下,番茄红素的提取率达到46.12 ug/g.     

Chlorella vulgaris胞内多糖抗氧化活性及其与糖代谢相关酶的关系

对淡水微藻Chlorella vulgaris 224胞内多糖的抗氧化活性进行研究,并对其在不同培养条件下生长发育过程中胞内多糖的积累与糖代谢相关酶的关系进行分析. C. vulgaris 224胞内多糖浓度为60 mg/mL时其对DPPH自由基的清除率为61.62%,浓度为30 mg/mL时其对羟基自由基的清除率超过50%,结果表明其胞内多糖具有较强的抗氧化活性.低盐条件下己糖激酶、苹果酸脱氢酶、6-磷酸葡萄糖脱氢酶和磷酸葡萄糖异构酶的活性均高于正常试验组;低氮条件下己糖激酶、苹果酸脱氢酶、6-磷酸葡萄糖脱氢酶的活性均低于正常试验组,而磷酸葡萄糖异构酶的活性高于正常组;添加NaHCO_3时己糖激酶、苹果酸脱氢酶、6-磷酸葡萄糖脱氢酶的活性均低于正常组,而磷酸葡萄糖异构酶的活性高于正常组;相关性分析发现己糖激酶、苹果酸脱氢酶和6-磷酸葡萄糖脱氢酶与其胞内多糖的积累呈显著相关(P 0.05),而磷酸葡萄糖异构酶与胞内多糖积累的相关性未到达显著水平(P 0.05).本研究表明己糖激酶、苹果酸脱氢酶和6-磷酸葡萄糖脱氢酶是调控C. vulgaris 224胞内多糖积累的关键酶,结果可为筛选天然抗氧化物质提供一定理论基础.(图6表1参35)     

湿疹喷雾剂提取方法的研究

目的对湿疹喷雾剂提取方法进行优选,以保证制剂质量达到标准.方法选择渗漉法、回流法、浸渍法、超声法研究方中徐长卿、黄芩、紫草等六味药材的最优提取方法,并运用正交设计试验法优选工艺条件,采用高效液相色谱法测定方中丹皮酚、黄芩苷的含量,以此作为评价工艺的指标.结果回流法提取徐长卿、黄芩等五味药材最优工艺条件为:不浸泡,加醇量6倍、4倍,回流时间60、40 min,黄芩苷、丹皮酚浸出量分别可达401.86、97.93 mg,而渗漉法的最优工艺条件为:粉碎度20目,渗漉速度3 mL/min,浸渍时间24 h,加醇量为10倍,黄芩苷、丹皮酚浸出量分别可达332.04、92.27 mg.紫草单独用超声法提取,40 min时吸光值最大,为0.676;而用浸渍法则需36 h吸光值才达到最大,为0.492.结论徐长卿、黄芩等五味药材采用回流法较渗漉法提取效率高,紫草采用超声法较浸渍法提取效率高.表9,参5     

产油真菌利用甘薯淀粉酶解液发酵的条件优化

为降低微生物发酵产油成本,利用甘薯粗淀粉酶解液为碳源,从10株产油霉菌中筛选到一株能充分利用淀粉糖的菌株(S-1),经5.8S r DNA-ITS序列分析,鉴定其为赤霉菌(Gibberella intermedia).菌株S-1的初始生物量、油脂含量和油脂产量分别是15.82 g/L、31.51%和4.98 g/L,通过单因素和正交试验优化后分别提高到21.67 g/L、39.87%和8.64g/L,与优化前相比,油脂产量提高了73.5%.利用GC-MS对发酵提取后的油脂进行脂肪酸成分分析,主要成分为棕榈酸、亚油酸、油酸,与植物油相似,适用于生物柴油的生产,且不饱和脂肪酸含量达89.82%.本研究表明菌株S-1能够充分利用淀粉酶解液发酵产油,是生物柴油生产的潜在菌株.     

废弃鸡蛋壳中碳酸钙制取丙酸钙的工艺条件

本文利用二次反应法制取优质防霉剂丙酸钙((C3H5O2)2Ca),在单因素试验的基础上,再采用二次回归正交旋转组合试验设计得出了丙酸与蛋壳粉反应的回归方程,经方差分析检验显示此模型是极显著的.确定了鸡蛋壳制备(C3H5O2)2Ca的最佳工艺条件为:反应温度77.7℃,料液比为1:17.4,一次反应时间为1.8h,二次反应时间为55.8min,丙酸用量为理论用量的159.7%,在此条件下,蛋壳制取(C3H5O2)2Ca的得率为98.26%,纯度为96.52%,其它指标均符合HG2921-1999丙酸钙行业标准.     

产油脂微藻的分离鉴定及培养条件优化

为促进自养高产油微藻的工业化应用,从青海多种生境中分离到34株产油微藻,以筛选获得产油脂最高的青3-2-2株为出发株,18S rRNA分析表明其与栅列藻属(Scenedesmus sp.)同源性达到99%以上,确定该株属于栅列藻属.研究氮源、培养时间、培养温度、初始pH值等培养条件对微藻生物量及油脂含量的影响,优化培养条件为:硝酸钠为氮源,以10%(V/V)接种量接种于普通SE培养基,培养温度为25℃,初始pH 7.0,培养周期为20 d,可以获得较高的油脂产率,比优化前的产率增加了近70%.     

基于动力学分析提高黑木耳多糖产量的pH控制策略

为了实现黑木耳(Auriculariaauricula)深层发酵生产胞外多糖的高产量和高生产强度的统一,在7L发酵罐中研究不同pH对A.auricula分批发酵生产黑木耳多糖的影响.A.auricula细胞生长的最适pH为5.0,而黑木耳胞外多糖合成的最适pH为5.5.恒定pH有利于合成黑木耳多糖,但降低了黑木耳多糖的生产强度.发酵液中较高的pH不利于葡萄糖的消耗,使得发酵结束时的残余葡萄糖含量随pH的升高而升高.分析不同pH条件下A.auricula发酵生产黑木耳多糖动力学参数,发现较低pH有利于加快底物消耗,而较高的细胞生长速率则出现在pH5.0,pH5.5时细胞则具有较高的胞外多糖合成速率和对葡萄糖的得率.在此基础上提出了A.auricula发酵生产黑木耳多糖的两阶段pH控制策略:0~48h控制发酵液pH5.0,48h后控制pH5.5.实验结果表明,采用两阶段pH控制策略,A.auricula胞外多糖产量比控制pH5.5时提高了8.1%,残留葡萄糖含量降低了15.2%,产生最大胞外多糖的时间缩短至96h,且黑木耳多糖的生产强度比pH5.5时提高了35.1%.图4表1参21     

适合鲜甘薯原料乙醇发酵的低粘度快速糖化预处理

甘薯是我国燃料乙醇生产的主要原料之一.但由于鲜甘薯具有粘度大的特点,传统液化糖化处理很难在短时间内充分糖化原料;高粘度的醪液也难以进行管道输送,容易堵塞管路;同时,也会降低后续的乙醇发酵效率.本文作者采用了快速粘度分析法对鲜甘薯糊化粘度特性进行了分析,进而对预处理条件进行了研究,考察了醪液的料水比、预处理温度、pH、时间、离子种类、酶类及添加方式对糖化醪液的葡萄糖值(Dextrose equivalent,DE)和粘度的影响.获得的最佳预处理条件为:料水比2∶1,126℃、pH 2.5条件下预处理5 min,液化,糖化时加入果胶酶40 U/g醪液,纤维素酶0.5 U/g醪液.糖化2 h后,醪液DE值最高可达99.3,粘度4.5×104 mPa.s,而采用传统糖化工艺,糖化2 h后,醪液DE值仅为85.8,粘度大于1.0×105 mPa.s.此预处理方法也可用于快速糖化不加水的醪液.经预处理.糖化2 h,醪液DE值可达97.6,而对照仅为76.6.后续的乙醇发酵试验表明,通过此预处理方法获得的糖化醪液对乙醇发酵无负面影响.图1表4参20     

一株高产油酵母的筛选、鉴定及发酵条件优化

为丰富高产油菌株资源和促进微生物油脂工业化进程,通过苏丹黑B染色对土壤样品进行产油菌种筛选,并进一步优化发酵条件以提高产油率.共筛选到33株产油真菌,其中17株油脂含量较高,菌株ZWY-2-3油脂含量最高,经5.8S rDNA-ITS序列分析,将其鉴定为隐球酵母(Cryptococcus podzolicus).菌株ZWY-2-3初始生物量、油脂产量和油脂含量分别为7.786 g/L、4.331 g/L和55.63%,经单因素和正交试验优化后分别提高到13.670 g/L、8.311 g/L和60.80%.利用GC-M S对油脂进行脂肪酸成分分析,主要成分为棕榈酸、软脂酸、硬脂酸和油酸,与植物油相似,适合用于生产生物柴油.本研究表明,菌株ZWY-2-3是生产生物柴油的潜在菌株,具有广阔的应用前景.图6表5参26     

一株高产油脂丝状真菌的形态学及rDNA-ITS2分子鉴定

从采集的土样中分离获得45株产油脂菌株,其中丝状真菌7-4的原始油脂含量最高,达到46.80%.分别采用传统形态学鉴定方法及rDNA-ITS2序列克隆进行鉴定.形态学鉴定的结果初步表明该真菌为卷枝毛霉(Mucorcircinelloides),采用rDNA-ITS2序列进行复核表明该菌与卷枝毛霉(M.circinelloides)同源性为98.00%,而与易脆毛霉(M.fragilis)同源性达到100.00%.从构建的系统进化树中可以看出,该菌与易脆毛霉共同构成一个分支,并与卷枝毛霉聚成一大枝.结合形态学鉴定的结果确定菌株7-4为易脆毛霉(M.fragilis).其脂肪酸组成与植物相似,以棕榈酸、亚油酸、油酸为主,不饱和脂肪酸含量达91.77%.     

掷孢酵母发酵红薯淀粉酶解液产油脂的发酵条件

利用红薯粗淀粉酶解液为碳源进行发酵试验,采用单因素和均匀设计试验法对掷孢酵母(Sporobolomycesreseus)As.2.618产油脂发酵培养基进行优化,考察了二价金属离子及氧载体正十二烷对油脂积累的影响,以期降低微生物油脂的成本.通过DPS软件对均匀设计结果进行二次逐步回归分析,给出最优培养基组成(pig L-1)为:还原糖103、酵母粉11.5、磷酸二氢钾0.3、硫酸镁0.15.在此基础上添加30 mg L-1硫酸锌.在发酵条件为初始pH 6.0,发酵温度27℃转速200 r/min,装液量30 mL/500 mL三角瓶,接种量5%,发酵24 h后添加2 g L-1 CaCO3和2%(V/V正十二烷,振荡培养至168 h,菌体生物量高达35.05 g L-1,油脂产量也达到11.98 g L-1.     

光生物反应器培养紫球藻及藻粉降血脂的研究

研究了搅拌式光生物反应器中搅拌速度、通气量对紫球藻生长、胞外多糖和藻细胞超微结构的影响．实验结果表明：在特定光照(1000μmolm^-2s^-1)和培养温度(25℃)条件下，当搅拌转速为200r／min、通气量为0．71vvm时，藻生长速度和胞外多糖含量最高；增加通气量有利于藻细胞胞外多糖及生物量的提高．对藻细胞超微结构的观察发现，与摇床培养相比，搅拌式光生物反应器使藻细胞淀粉颗粒明显增多，粘质鞘层变薄，光合片层增多．动物实验表明，紫球藻能明显降低摄食高脂饲料SD大鼠血脂TC、TG、LDL-C水平，并提高HDL-C含量．实验结果预示，紫球藻对预防动脉粥样硬化和冠心病的发生有一定的意义．图2表3参26