论文部分内容阅读
本研究采用常压室温等离子（ARTP）体诱变技术对异养小球藻进行诱变育种,以期获得产油量较高的优良藻株。采用异养小球藻发酵液上清液作为配料用水对其含有的营养物质循环利用,可有效降低异养小球藻生产生物柴油的成本。本实验从对异养小球藻的藻种选育、发酵液上清液的循环利用、发酵工艺优化等方面进行了系统的研究:（1）通过ARTP诱变技术筛选出遗传稳定性好油脂含量较高的藻株;（2）确定了异养小球藻的最佳采收时间;（3）发酵液上清液回用比例的研究;（4）优化培养基中酵母粉、K2HPO4、MgSO4、微量元素等营养盐的组成;（5）对发酵工艺参数pH、温度、装料量、光照强度进行优化;（6）通过50 L发酵罐放大试验对上述试验结果进行验证。1.采用ARTP等离子诱变方法对异养小球藻进行诱变,以照射时间作为自变量,以致死率90%为阈值确定最适的诱变时间为50 s。在平板培养基中以菌落的颜色为初步筛选指标,最终在摇瓶发酵末期对藻细胞内的油脂进行提取并对其质量体积浓度进行测定,以候选藻株为出发藻株进行诱变筛选。结果表明,ARTP诱变条件下异养小球藻诱变株的正突变率为0.8%,得到的突变株的油脂含量比原始菌株高5.4%。并确定了异养小球藻摇床发酵的最佳采集时期为稳定期第108 h,单位菌体质量可达到最大值11.2 g/L。2.以筛选出的目标藻株为藻种来源,采用发酵液上清液作为配料用水,通过回用比例的试验、单因素试验与L9（34）正交试验进行发酵配方的优化;采用单因素试验进行发酵参数的优化,进而考察了利用上清液培养异养小球藻的可行性。结果表明,发酵液上清液回用比例占总发酵液的30%时处理效果最佳,在此基础上进行发酵培养基优化和发酵工艺参数优化,结果如下:酵母粉2 g/L、K2HPO4 0.3 g/L、MgSO4 0.2 g/L、微量元素母液0.5 mL、pH值7、发酵温度30℃、装料量50%、光照强度7000 lx。3.在以筛选出的目标藻株为藻种来源,发酵液上清液回用比例为30%,酵母粉2g/L、K2HPO4 0.3 g/L、MgSO4 0.2 g/L、微量元素母液0.5 mL、pH值7、发酵温度30℃、装料量50%、光照强度7000 lx的基础上,进行50 L发酵罐放大试验,发酵240 h下罐时异养小球藻细胞内积累的油脂含量较对照组高约5.4%,上清液一次回用的质量体积浓度较对照组高约71%,二次、三次循环回用积累的质量体积浓度依次降低,但仍比对照组高,通过核算可知,通过上清液的循环使用,可以节约30%的用水量、40%的营养物质用量并且减少了环境污染。