富含β-胡蘿卜素的杜氏鹽藻的技術(shù)開發(fā)研究.pdf

1、微藻在能源、醫(yī)藥、生物技術(shù)等有很大的應(yīng)用前景，為了實(shí)現(xiàn)微藻的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，微藻的培養(yǎng)、采收工藝、提取技術(shù)成為當(dāng)前的研究重點(diǎn)。與其他藻種相比，鹽藻能有效的積累天然β-胡蘿卜素，其產(chǎn)品開發(fā)呈現(xiàn)多樣化趨勢(shì)，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，因而受到廣大研究者的重視。本研究對(duì)鹽藻室內(nèi)生長(zhǎng)條件及β-胡蘿卜素積累條件進(jìn)行考察;對(duì)室外條件下鹽藻生長(zhǎng)以及β-胡蘿卜素積累情況進(jìn)行監(jiān)測(cè);構(gòu)建了一套規(guī)?；B(yǎng)殖工藝;提出了兩種鹽藻分離工藝;建立了植物油微波提取β-胡蘿卜

2、素的工藝。研究得到以下主要結(jié)論:
　　(1)室內(nèi)條件下(6000Lux，30℃)，以硝酸鈉、硝酸鉀作氮源，氯化鈉調(diào)節(jié)鹽度培養(yǎng)7-8天，鹽藻干重可以達(dá)到0.13 g/d，鹽藻細(xì)胞生長(zhǎng)的最佳條件為:氮濃度為5.0mM、鹽度為1.5M、橘黃色光質(zhì)。室內(nèi)條件下(22000Lux，35℃)，β-胡蘿卜素積累的最佳條件為0.5mM的氮濃度、鹽度2.5M，β-胡蘿卜素含量可以達(dá)到3.64％，經(jīng)過(guò)8天的培養(yǎng)β-胡蘿卜素產(chǎn)量為3.035mg/(L·

3、d)。
　　(2)室外培養(yǎng)時(shí)（從2015.05.29-2015.06.15，參數(shù)見附錄表3），以硝酸鈉、硝酸鉀作氮源，氯化鈉調(diào)節(jié)鹽度培養(yǎng)18天左右，β-胡蘿卜素積累的最佳條件為0.6mM氮源，2.5M鹽度，積累的β-胡蘿卜素含量為3.14％，產(chǎn)量為2.47 mg/(L·d)。
　　(3)二步法培養(yǎng)下藻細(xì)胞的β-胡蘿卜素明顯高于常規(guī)方法培養(yǎng)的藻細(xì)胞，比常規(guī)培養(yǎng)的β-胡蘿卜素高出33.2％;常規(guī)培養(yǎng)的藻細(xì)胞增長(zhǎng)速度較快，最高達(dá)到

4、2.1×107cells/mL，比二步法培養(yǎng)下的藻細(xì)胞數(shù)量高出約21.05％，這說(shuō)明了極端環(huán)境會(huì)抑制鹽藻細(xì)胞的生長(zhǎng)。
　　(4)采用沙載電絮凝工藝和螺旋藻廢液可以有效低耗的采收鹽藻，當(dāng)通電電流為0.5A，沙子劑量250mg/L，轉(zhuǎn)速150 rpm時(shí)的可以得到最佳采收率97.16％，能耗為0.380 kWh/kg，遠(yuǎn)低于工業(yè)中應(yīng)用的離心分離的1.67 kWh/kg，采收過(guò)后的上清液經(jīng)過(guò)氮濃度補(bǔ)充可以循環(huán)利用，能夠節(jié)約水資源，降低培養(yǎng)

5、成本;采用螺旋藻廢液采收工藝時(shí)，在螺旋藻上清液與鹽藻液比值為1∶4時(shí)，采收效果最高可達(dá)到75.26％，在螺旋藻上清液和培養(yǎng)基的混合液與鹽藻的配比為1∶5時(shí)，沉降時(shí)間為3h時(shí)，混合液的最佳采收率為74.77％，將螺旋藻上清液絮凝鹽藻液后的上層澄清液進(jìn)行培養(yǎng)鹽藻細(xì)胞時(shí)，配比為2∶5的藻細(xì)胞生物量高出正常培養(yǎng)的75％。
　　(5)植物油萃取工藝是一種綠色安全有效的β-胡蘿卜素萃取工藝。植物油直接萃取工藝在反應(yīng)條件為溫度50℃、油浴時(shí)間4